Intérêt de l’effet Venturi en zone urbaine A.Exp Energétique 08 PAILLARD, Clotaire CHINCHILLA, Leyre RICATTE, Thomas

Contexte: Face aux nouvelles contraintes économiques (hausse du prix de l’énergie, limitation du rejet de CO2), les constructeurs sont astreints à revoir leur cahier des charges pour optimiser le rendement énergétique de leurs bâtiments. Une solution envisagée est d’installer des éoliennes pour capter l’énergie cinétique du vent. La question est de savoir où les placer judicieusement. Objectif: Evaluer l’apport de l’effet Venturi et déterminer les positions optimales. OBJECTIFS

UNE ÉOLIENNE PERMET DE CAPTER L’ÉNERGIE DU VENT. LES NOUVELLES TECHNOLOGIES PERMETTENT D’AVOIR EN SORTIE UNE PUISSANCE PROPORTIONNELLE À LA VITESSE DU VENT. DE PLUS, ELLE S’ORIENTE NATURELLEMENT DANS LA DIRECTION DE VITESSE MAXIMALE. ON COMPREND DONC L’INTÉRÊT DE DÉTERMINER LES POSITIONS DE VITESSES MAXIMALES, À COMPARER À LA VITESSE EN FRONT « À L’INFINI ». ÉOLIENNES

On se place en configuration urbaine type ‘centre d’affaires’ comme le quartier de la Défense. On étudie l’effet Venturi entre deux structures typiques pour généraliser nos résultats. On fait l’hypothèse ici que le vent est unidirectionnel (direction moyenne annuelle), et de vitesse de front uniforme et constante (vitesse moyenne annuelle). IIIIII CHOIX ET HYPOTHÈSES

L’effet Venturi est le nom du phénomène de la dynamique des fluides où les particules en mouvement se retrouvent accélérées à cause d’un rétrecissement de la zone d’écoulement. Ici les deux bâtiments réduisent la zone de circulation de l’air qui s’écoule entre et donc l’accélère (effet qui nous intéresse). L’EFFET VENTURI THÉORÈME DE BERNOULLI EQUATION DE CONSERVATION DU MOUVEMENT (ÉCOULEMENT PERMANENT) (FLUIDE INCOMPRESSIBLE)(VECTEUR TOURBILLON)

L’EFFET VENTURI ON POSE S, LE VECTEUR UNITAIRE SUIVANT LA DIRECTION D’UNE LIGNE DE COURANT ON A :DONCEST CONSTANTE SUR UNE LIGNE DE COURANT ! L’ÉCOULEMENT LAMINAIRE OU IRROTATIONNEL NOUS GARANTIT QU’ON A MÊME DANS TOUT L’ÉCOULEMENT ! VENTURI POUR UN FLUIDE INCOMPRESSIBLE S’ÉCOULANT DANS UN TUBE D’AXE HORIZONTAL DONT LA SECTION VARIE : SI LA SECTION DÉCROIT, LA PRESSION EST PLUS FAIBLE ET LA VITESSE AUGMENTE !

Axe de mesure Points de mesure FLUX AIR MONTAGE

SHpère de pitot ON MESURE LA VITESSE DU VENT EN PLAÇANT LA TÊTE DE MESURE AU POINT DÉSIRÉ. ON OBTIENT LES PRESSIONS AUX CINQ POINTS DE LA TÊTE. ON EN DÉDUIT ALORS LES COMPOSANTES DU VECTEUR VITESSE La soufflerie MESURES

SPHÈRE DE PITOT TABLIER D’ÉTUDE MAQUETTES DE BÂTIMENTS AU 1/1000 STATIF Lecture des mesures

Champ de vitesse sur la ligne médiane à mi-hauteur entre les tours SIMULATION SOUS COMSOL

Cas 1 : Deux tours circulaires V entrée = 14 m/s EXPERIENCES

Cas 1bis : Deux tours circulaires V entrée = 9,5 m/s

Cas 3 : Deux tours carrée (7 et 12 cm) EXPERIENCES

V entrée = 9,55 m/s Cas 4 : Deux grandes tours carrée (droite et inclinée) EXPERIENCES

Cas 4 : Une tour circulaire et une tour carrée EXPERIENCES V entrée = 9,55 m/s

interet réel de l’effet venturi en zone urbaine manque de résultats quantitatifs (reynold différent) CONCLUSION

€ pour la soufflerie (motorisation comprise) coût de la sphère de pitot coût négligeable pour les profilés et le montage COÛT DU MATERIEL