Convection naturelle et enveloppes solaires ventilées

Comment l’air se déplace, de lui-même, derrière une façade chauffée — et pourquoi la température de l’air extérieur n’est pas la condition limite que l’on suppose habituellement.

Une façade solaire ventilée fonctionne en laissant l’air chauffé s’élever dans le canal situé derrière elle. La prédiction de ce débit détermine si l’enveloppe refroidit les modules photovoltaïques ou piège la chaleur contre eux.

Ces travaux, engagés lors d’une thèse en cotutelle entre l’Université de Lyon et l’UNSW Sydney, ont associé expériences et simulation numérique directe pour étudier la convection naturelle transitionnelle en canal vertical chauffé. Deux résultats les traversent : la stratification thermique de l’air environnant modifie sensiblement le débit massique et doit être représentée dans les modèles de prédiction plutôt que remplacée par une température extérieure unique ; et la transition vers la turbulence dans ces écoulements passe par des structures cohérentes identifiables, que les méthodes de décomposition permettent d’extraire et de suivre.