Contribution à la Modélisation et au Développement des Systèmes de Chauffage Solaire à Usage Individuel

Résumé

Ce travail de thèse porte sur la modélisation numérique du comportement thermique d'une enceinte habitable située dans une région désertique afin d'améliorer le confort thermique. Pour atteindre cet objectif, nous avons commencé dans une première partie par la modélisation des transferts thermiques de l’écoulement de l’eau chaude dans une canalisation de section rectangulaire. Pour cela, nous avons résolu numériquement les équations de Navier-Stokes et de la chaleur qui régissent cet écoulement. Ces équations ont été discrétisées par une méthode implicite aux différences finies. Le système d'équations algébriques ainsi obtenu a été résolu par les algorithmes de Gauss et Thomas. Ensuite, dans une seconde phase, nous avons résolu l’équation de la conduction dans la dalle en béton à l’aide de la même méthodologie que pour celle de l’écoulement. Les transferts de chaleur qui se déroulent dans un modèle d’habitat assimilé à une cavité parallélépipédique ont été également modélisés en utilisant les bilans thermiques établis au niveau de chaque paroi de l’habitat et en tenant en compte des échanges thermiques par convection, conduction et rayonnement. Les modèles ainsi élaborés ont été validés en utilisant des données climatiques mesurées récemment au niveau de l’unité de recherche en énergie renouvelable en milieu saharien d’ADRAR. Une analyse détaillée des différents paramètres géométriques et thermiques sur le confort thermique dans l’habitat a été présentée et discutée. Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse ont montré que la matière de construction utilisée actuellement dans cette région représente une valeur ajoutée à la surchauffe indésirable au niveau de cette région désertique. Des recommandations pour améliorer le confort thermique au niveau de cette zone sont proclamées à la fin de ce travail.

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