Modélisation et optimisation d'une toiture bioclimatique pour la climatisation passive d'un habitat du Burkina Faso

Abstract

Ce travail est consacré à une étude numérique de la climatisation passive dans un habitat bioclimatique adapté au climat tropical sec du Burkina Faso. La toiture est conçue pour qu’une ventilation naturelle soit crée dans l’habitat. Les équations qui régissent les transferts dans la toiture et l’habitat sont déduites par l’analogie avec les transferts électriques. Ces équations sont résolues par la méthode des différences finies et la méthode « Diabolo Sablier ». Leur résolution nécessite une procédure itérative parce que les coefficients de transfert de chaleur entre les différents milieux dans ce modèle d’habitat sont fonctions de leurs températures qui sont alors des inconnues. Nous avons analysé l’influence de l’orientation de la toiture, de son inclinaison par rapport à l’horizontale, de la nature des matériaux, de la hauteur de la cheminée sur la température de l’air dans l’habitat et le débit d’air qui circule par convection naturelle dans la toiture. Les résultats des simulations des transferts dans un habitat équipé d’une toiture bioclimatique qui sont présentés, montrent que la température à l’intérieure de l’habitat est certes, réduite par rapport à la température externe mais n’atteint pas celle recommandée par les normes du confort thermique. Aussi nous utilisons des modules Peltier pour abaisser la température de l’air à l’entrée de l’habitat et accroitre ainsi la ventilation naturelle engendrée par la toiture. Les modules Peltier sont alimentés par un système photovoltaïque qui peut en outre avoir d’autres applications socioéconomiques. Ce modèle présente l’avantage de profiter de la relation triangulaire : climat-habitat- occupants, tout en respectant l’environnement et en minimisant l’impact écologique.