simulation du comportement thermique d`une cellule d`habitat
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1. 0 200 400 600 800 Temps h cellulei cellule2 Temp rature du confort d t Fig 7 Variations des temp ratures l int rieur des deux cellules pendant l t Sur la figure 6 sont repr sent es trois temp ratures r sultante int rieure de la cellule 1 r sultante int rieure de la cellule 2 et la consigne de confort d hiver Sur la figure 7 sont repr sent es trois temp ratures r sultante int rieur de la cellule 1 r sultante int rieur de la cellule 2 et la consigne du confort d t 6 Conclusion et interpr tation des r sultats Les figures 2 et 3 montrent que pour le maintien des consignes l int rieur de la cellule 1 durant les deux mois tudi il faut chauffer pendant l hiver et climatiser pendant l t Les puissances de chauffage et de climatisation n cessaires sont respectivement 500W et 1500 W Au dessous de ces valeurs il y a risque d inconfort des occupants Pour la cellule 2 cellule construite en terre les puissances de chauffage et de climatisation n cessaires au maintien des consignes d hiver et d t respectivement sont 350 W et 1500W Cette tude montre aussi que la cellule 2 est conome en nergie que la cellule 1 Cela est prouv par les r sultats des figures 6 et 7 Ces derni res montrent qu en volution libre de temp rature celle de la cellule 1 est sup rieur de la cellule 2 en hiver alors qu2. en t les deux temp ratures varient presque de la m me mani re avec une diff rence entre les amplitudes de variation R f rences NAKKAD S EZBAKHE H 2004 Etude nerg tique du b timent et simulation du comportement dynamique d un prototype exp rimental d habitat M moire de stage de recherche FST Tanger EL BAKKOURI A EZBAKHE H EL BOUARDI A AJZOULT Mod lisation thermique et m canique des briques utilis es dans la construction 7 me JITH 3 6 Avril Marrakech Tanger Maroc du 15 au 17 Novembre 2005 405 BOUSSAID S 2000 Caract risation physico chimique thermophysique et m canique du mat riau terre utilis en construction au nord du Maroc FS T touan AROUDAM H 1992 Evaluation du gisement solaire de la r gion de T touan Dipl me d tudes sup rieures de 3 cycle FS T touan BURET BAHRAOUI J 1986 Caract ristiques du gisement solaire marocain tude sp cifique du site de Rabat FS Rabat CODYBA Mode d emploi I N S A Lyon 12 mes Journ es Internationales de Thermique Tanger Maroc du 15 au 17 Novembre 2005 406
3. 12 mes Journ es Internationales de Thermique SIMULATION DU COMPORTEMENT THERMIQUE D UNE CELLULE D HABITAT A BASE DE MATERIAUX LOCAUX Soumaya NAKKAD Hassan EZBAKHE Ta b AJZOUL Abdelmajid EL BOUARDI Abderrahman EL BAKKOURI Volver WITTWER Laboratoire d Energ tique Equipe de Thermique Energie solaire et Environnement Universit Abdel Malek ESSAADI Facult des Sciences B P 2121 T touan Maroc Fax 212 39 99 45 00 Fraunhofer Institut for Solarenergiesysteme ISE Heidenhfstr 2 97110 Freiburg Germany Email s nakkad caramail com R sum Le r le essentiel d un b timent est de prot ger ses occupants des rigueurs du climat ext rieur Un b timent confortable assure ses habitants un climat int rieur agr able et peu d pendant des conditions ext rieures Il faut toutefois insister sur le fait qu un bon confort n implique pas automatiquement une grande consommation d nergie c est par une planification intelligente et un bon choix d utilisation de mat riaux locaux et de sources d nergie alternative il est possible qu on assure une excellente qualit de confort int rieur sans avoir recours une consommation excessive d nergie Ce travail de recherche est une simulation thermique d une cellule d habitat 5 m de longueur 5 m de largeur et de 2 5 m de hauteur que nous souhaitons r aliser par la suite dans le cadre d un projet de recherche avec le Centre National d
4. Nord sont reli es aux b timents voisins Le personnel n est pr sent que de 8h 12h et de 14h 18h en semaine L clairage ne fonctionne que dans cette plage de temps par contre le ventilateur et l quipement fonctionnent de fa on continue Le mat riau terre utilis dans cette tude a pour conductivit thermique 0 68 W m C 3 Simulation du comportement thermique de la cellule 1 construite avec les mat riaux classiques de construction Les simulations ont t effectu es avec un pas de temps de 60 minutes 4 jours d initialisation et une pr cision relative de calcul de 10 Les r sultats de simulations de la cellule 1 en hiver Janvier et en t Juillet sont repr sent s respectivement sur les figures 2 et 3 12 mes Journ es Internationales de Thermique 25 Temp rature C 0 200 400 600 800 Temps Temp rature r sultante int rieure avec chauffage 500W Temp rature r sultante int rieure sans chauffage Temp rature d air ext rieur durant le mois de janvier Fig 2 Variations des temp ratures durant le mois de janvier de l ann e 2003 Cas de la cellule 1 Temp rature C Temp rature r sultante int rieur avec climatisation 1500W Temp rature r sultante int rieur sans climatisation Temp rature d air ext rieur durant le mois de juillet Fig 3 Vari
5. ation des temp ratures durant le mois de juillet de l ann e 2003 Cas de la cellule 1 4 Simulation du comportement thermique de la cellule 2 construite en Terre Les r sultats de simulation de la cellule 2 en hiver Janvier et en t Juillet sont repr sent s respectivement sur les figures 4 et 5 Tanger Maroc du 15 au 17 Novembre 2005 404 12 mes Journ es Internationales de Thermique 0 200 400 600 800 Temps Temp rature d air ext rieur durant le mois de janvier Temarature r sultante int rieure sans chauffage Temp rature r sultante int rieure avec chauffage 350W Fig 4 Variations des temp ratures durant le mois de janvier de l ann e 2003 Cas de la cellule 2 Temp rature C 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Temps Temp rature d air ext rieur durant le mois de juillet Temp rature r sultante int rieure sans climatisation Temp rature r sultante int rieure avec climatisation 1500W Fig 5 Variation des temp ratures durant le mois de juillet de l ann e 2003 Cas de la cellule 2 5 Etude comparative 0 200 400 600 800 Temps h Cellule 2 Cellule 1 Temp rature du confort d hiver Fig 6 Variations des temp ratures l int rieur des deux cellules pendant l hiver 40 D 35 o 5 w 30 4 D a D29 20 i
6. e Recherche Scientifique et Technique CNRST Projet PROTARSII On cherche donc analyser en r gime dynamique les performances thermiques de la cellule lorsque celle ci est soumise des conditions climatiques vari es temp rature et humidit de l air ext rieur flux solaire direct horizontal flux solaire diffus horizontal et temp rature du ciel Toutes les donn es sont relative la ville de T touan lieu o l on souhaite r aliser exp rimentalement cette cellule L objectif vis est de pr voir la consommation d nergie en tudiant l influence de variation de la temp rature sur le confort thermique de cette cellule Les r sultats de simulation sont obtenus partir d une tude comparative entre deux cellules 1 et 2 de m mes dimensions la premi re est base de mat riaux classiques de construction b ton brique creuse ciment etc EL BAKKOURI A et al et la deuxi me base de terre BOUSSAID S 2000 Cette tude comparative permet d estimer l conomie d nergie r alis e par substitution de mat riaux traditionnels par la terre Pour simuler le comportement thermique notre choix s est port sur CODYBA Comportement Dynamique de B timent comme logiciel tr s simple et pratique utiliser CODYBA Mode d emploi 1 Caract ristiques m t orologique du site tudi NAKKAD S et al 2004 NH U OC BR nn On z g 5 20 g S p O CO aa
7. ue auaa T sine T aquedes 819020 T aiqueaon 31918380 Fig 1 Variations de la temp rature de l air de la ville de T touan sur l ensemble de l ann e 2003 La figure 1 montre que au cours de l ann e 2003 le climat T touan se caract rise par des t s relativement chauds et des hivers relativement froids La temp rature minimale atteinte est de 3 C celle maximale est de 37 C Soit une temp rature moyenne de 19 1 C D apr s ces variations juillet est le mois le plus chaud de l ann e avec une temp rature moyenne de 26 3 C alors que janvier est le mois le plus froid avec une temp rature moyenne de 12 7 C La temp rature moyenne annuelle est de 18 7 C Juillet enregistre la temp rature moyenne maximale la plus haute 30 5 C alors que la temp rature la plus basse est enregistr au cours de f vrier 16 6 C Tanger Maroc du 15 au 17 Novembre 2005 403 La temp rature moyenne minimale la plus basse est enregistr e pour le mois de janvier 9 23 C celle la plus haute est enregistr e pour le mois d ao t 22 06 C 2 Description de la cellule 25 500 25 i 1 25 120 k 100 25 S00 C est une cellule de 5 m de longueur 5 m de largeur et de 2 5 m de hauteur La fa ade est orient e plein Sud et comporte une porte et une fen tre La paroi Ouest le plafond et la fa ade sont reli s Pext rieur les deux parois Est et
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