{"id":4041,"date":"2018-08-06T14:45:04","date_gmt":"2018-08-06T12:45:04","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/?p=4041"},"modified":"2018-09-24T17:51:37","modified_gmt":"2018-09-24T15:51:37","slug":"4-3-les-causes-du-renouvellement-dair-naturel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/4-3-les-causes-du-renouvellement-dair-naturel\/","title":{"rendered":"4.3 Les causes du renouvellement d’air naturel"},"content":{"rendered":"

4.3.1 Ecoulement et pression du vent<\/h2>\n

Profil du vent et constructions<\/h3>\n

Dans les 500\u202fm \u00e0 1000\u202fm de la couche inf\u00e9rieure de l’atmosph\u00e8re, aussi appel\u00e9e couche limite, l’\u00e9coulement g\u00e9ostrophique (vitesse non perturb\u00e9e du vent laminaire dans les couches d’air sup\u00e9rieures) est frein\u00e9 par frottement avec le terrain. Le profil en hauteur de la vitesse du vent v(z)<\/i> qui en r\u00e9sulte peut \u00eatre d\u00e9crit, entre autre, par la loi de puissance suivante (voir Fig. 4.5):<\/p>\n

(4.5)<\/div>\n

<\/p>\n

<\/h3>\n

L’exposant \u03b1<\/i> ne d\u00e9pend g\u00e9n\u00e9ralement que de la rugosit\u00e9 de la surface du sol.<\/p>\n

Pour une hauteur de gradient (z<\/i>G<\/sub>)<\/i>\u00a0fix\u00e9e \u2013 une hauteur, principalement d\u00e9termin\u00e9e par la rugosit\u00e9 du sol, \u00e0 laquelle la vitesse du vent g\u00e9ostrophique (vitesse du vent non frein\u00e9 v<\/i>G<\/sub>) est atteinte\u00a0\u2013 le vent de gradient (v<\/i>G<\/sub>)<\/i> peut \u00eatre directement d\u00e9termin\u00e9 \u00e0 partir de mesures de vitesse du vent proche du sol ou invers\u00e9ment. Habituellement les vitesses de vent m\u00e9t\u00e9orologique<\/i> sont fournies pour une hauteur de r\u00e9f\u00e9rence de 10\u202fm au-dessus du sol<\/i>.<\/p>\n

La vitesse du vent mesur\u00e9e \u00e0 une station m\u00e9t\u00e9o (hauteur de r\u00e9f\u00e9rence h<\/i>M<\/sub>, exposant du profil de vent \u03b1<\/i>M<\/sub>) peut \u00eatre convertie num\u00e9riquement pour le site du b\u00e2timent (hauteur de r\u00e9f\u00e9rence h<\/i>0<\/sub>, exposant du profil de vent \u03b1<\/i>0<\/sub>) \u00e0 l’aide de la vitesse non perturb\u00e9e du vent \u00e0 la hauteur g\u00e9ostrophique (voir Fig. 4.6).<\/p>\n

<\/h3>\n
\"Param\u00e8tres<\/div>\n
Fig.\u202f4.5:\u2002Param\u00e8tres de la loi de puissance d\u00e9crivant la d\u00e9pendance de la vitesse du vent avec la hauteur et profils de vitesse du vent r\u00e9sultants [4.9]<\/span><\/span><\/div>\n

<\/h3>\n
\"Adaptation<\/div>\n
Fig.\u202f4.6:\u2002Adaptation de la vitesse du vent mesur\u00e9e \u00e0 la station m\u00e9t\u00e9orologique pour le site du b\u00e2timent \u00e9tudi\u00e9 via la vitesse invariante du vent g\u00e9ostrophique<\/div>\n

<\/h3>\n
\"Repr\u00e9sentation<\/div>\n
Fig.\u202f4.7:\u2002Repr\u00e9sentation simplifi\u00e9e de l’\u00e9coulement du vent autour d’un b\u00e2timent rectangulaire unique en site d\u00e9gag\u00e9<\/div>\n

Ecoulement du vent sur un b\u00e2timent isol\u00e9\u00a0\u2013 Coefficients de pression<\/h3>\n

Un obstacle d\u00e9vie le vent de sa trajectoire rectiligne et le force tant horizontalement que verticalement sur des lignes de courant incurv\u00e9es [4.15]<\/span><\/span>. A cause de l’obstacle, des resserrements locaux<\/i> apparaissent entre les lignes de courant ce qui acc\u00e9l\u00e8re<\/i> fortement l’air circulant au-dessus du toit ou aux angles (voir Fig. 4.7).<\/p>\n

Si par contre le vent est localement totalement<\/i> immobilis\u00e9, il se forme alors une surpression, par rapport \u00e0 la pression statique de l’\u00e9coulement non perturb\u00e9 qui est d\u00e9nomm\u00e9e pression dynamique p<\/i>dyn<\/sub>.<\/p>\n

<\/h3>\n
(4.6)<\/div>\n

<\/p>\n

<\/h3>\n

Du c\u00f4t\u00e9 au vent et pour de hauts b\u00e2timents, de l’air provenant des couches \u00e9lev\u00e9es est en outre rabattu vers la moiti\u00e9 inf\u00e9rieure des fa\u00e7ades. Les tourbillons frontaux<\/i> qui s’ensuivent \u00e0 proximit\u00e9 des coins atteignent des vitesses au sol particuli\u00e8rement \u00e9lev\u00e9es.<\/p>\n

Au-dessus du toit et du c\u00f4t\u00e9 sous le vent du b\u00e2timent, il s’\u00e9tablit des r\u00e9gions en d\u00e9pression<\/i> dans lesquelles l’air est turbulent et pi\u00e9g\u00e9 dans des tourbillons. La formation et l’extension de ces \u00ab\u200azones mortes\u200a\u00bb du c\u00f4t\u00e9 sous le vent ne d\u00e9pendent pas uniquement de l’\u00e9coulement mais sont aussi influenc\u00e9es par les dimensions du b\u00e2timent et la forme du toit.<\/p>\n

Ces diff\u00e9rences de pression induites par l’\u00e9coulement le long de l’enveloppe du b\u00e2timent peuvent \u00eatre d\u00e9crites \u00e0 l’aide de ce que l’on d\u00e9nomme des coefficients de pression c<\/i>p<\/sub> (coefficient de r\u00e9sistance)<\/i> comme fonctions de la pression dynamique th\u00e9oriquement attendue:<\/p>\n

(4.7)<\/div>\n

<\/p>\n

<\/h3>\n

Des exp\u00e9riences a\u00e9rodynamiques sur des mod\u00e8les r\u00e9duits de b\u00e2timents plac\u00e9s en souffleries m\u00e9t\u00e9orologiques, c’est-\u00e0-dire des installations permettant de simuler un profil de vent r\u00e9aliste, sont employ\u00e9es pour d\u00e9terminer ces coefficients de pression (voir Fig. 4.8). Les valeurs c<\/i>p <\/sub>se rapportent toujours \u00e0 la vitesse du vent \u00e0 la hauteur de r\u00e9f\u00e9rence.<\/i> Les hauteurs de r\u00e9f\u00e9rences sont habituellement:<\/p>\n