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Le 16 décembre 2019

Soutenance de thèse de Valentin DELPLANQUE

Règles de conception urbaine favorisant la ventilation naturelle en milieu insulaire tropical

Résumé de la thèse en français

Règles de conception urbaine favorisant la ventilation naturelle en milieu insulaire tropical La densification urbaine des villes est un enjeu majeur en zones tropicales qui sont exposées à un rayonnement solaire et de fortes températures toute l'année. L'inconfort thermique des habitants, quand il est traité, l'est souvent par climatisation mécanique contribuant à l'augmentation de la consommation énergétique. Cependant, la ventilation naturelle devient une alternative à la climatisation pourvu que la morphologie urbaine permette d'exploiter le fort potentiel de vent en milieu tropical. Le but de cette étude est d'approfondir la compréhension de l'interaction morphologie urbaine/écoulement de l'air et son impact sur les phénomènes aérodynamiques locaux. Les résultats permettent de développer une méthode systémique pour maximiser les différences de pression motrice entre les façades principales des bâtiments et améliorer l'irrigation des espaces extérieurs au niveau pédestre. Des simulations CFD utilisant un modèle 3D RANS k-? sont comparées à des essais en soufflerie atmosphérique sur des maquettes de deux quartiers à l'Ile de la Réunion pour calibration. Ensuite, ce modèle est utilisé pour effectuer une étude paramétrique statistique visant à corréler l'évolution de paramètres urbains significatifs au potentiel de ventilation à l'échelle du quartier. Les meilleures combinaisons de paramètres sont traduites en options d'organisation à l'échelle de blocs de bâtiments.

Résumé de la thèse en anglais

Urban conception rules furthering natural ventilation in tropical climates The urban densification growth of towns is a major energy stake in tropical zones which are exposed to a strong solar radiation and warm air temperatures all year long. The thermal comfort for inhabitants, when it is treated, is often treated by mechanical air conditioning, which contributes to the increase in energy consumption. However, natural ventilation becomes an alternative to air conditioning provided that the urban morphology makes it possible to exploit the strong wind potential in tropical zones. The aim of this study is to deepen the understanding of the urban morphology/air flow interaction and its impact on local aerodynamics phenomena. Results enable to develop a systemic method for maximizing pressure field differences between main building facades and improving outdoor irrigation at pedestrian level. CFD simulations using 3D steady RANS k-? model are compared to atmospheric wind tunnel experiments on two urban districts located in Reunion Island for calibration. The resulting model is then used to perform a statistic parametric study which aim is to correlate significant urban parameter evolution on natural ventilation potential at district scale. Best parameter combinations are translated into operational layout plan organizations at buildings block scale.

Titre anglais : Urban conception rules furthering natural ventilation in tropical island zones
Date de soutenance : lundi 16 décembre 2019 à 14h00
Adresse de soutenance : Mines de Paris 60, Boulevard Saint Michel 75272 Paris Cedex 06 - L118
Directeurs de thèse : Dominique MARCHIO, François CAUNEAU