Étude expérimentale des jets axisymétriques anisothermes horizontaux se développant près d\u27une paroi. Application à la modélisation numérique des cavités ventilées

LHomme passant la plupart de son temps dans des espaces clos, le contrôle environnemental des bâtiments devient de plus en plus important. La détermination du confort de loccupant passe par la détermination des champs thermiques et aérauliques des locaux. Une démarche capable de répondre à cette demande est la modélisation numérique des ambiances intérieures à laide de codes de type CFD (Computational Fluid Dynamics). Cependant, peu détudes expérimentales permettent dapporter des réponses expertes concernant les modèles de turbulence à utiliser : cest ce que nous nous proposons de faire dans le cas dune cavité ventilée avec effets thermiques. La première partie permet de présenter la cellule test MINIBAT. Cette cavité à température extérieure contrôlée est ventilée grâce à un soufflage réalisé à laide dune bouche ronde placée à proximité du plafond. Différents cas sont traités : un jet chaud, un jet froid et un jet isotherme par rapport à la température intérieure de la pièce. Lutilisation de modèles simples de turbulence à deux équations de fermeture ne permet pas de prédire correctement lécoulement, principalement dans la zone du jet. Nous posons alors la problématique de la thèse : quelles sont les caractéristiques de lécoulement et par conséquent quels sont les modèles numériques à utiliser. Pour répondre à la première partie de la problématique, nous présentons dans le second chapitre la métrologie à mettre en oeuvre. Celle-ci est basée principalement sur une sonde à trois fils chauds permettant une mesure tridimensionnelle de la vitesse instantanée. Létalonnage in situ de ce type de sonde nécessite la création dune tuyère et dun châssis permettant de la déplacer en rotation suivant deux axes. Laccent est mis sur la détermination des incertitudes relatives à létalonnage de la sonde. Dans le troisième chapitre, nous traitons les résultats expérimentaux et il apparaît que les cas de jets isotherme, chaud, froid et froid adhérant à la paroi sont très différents au niveau turbulent et par conséquent très différents concernant leurs caractéristiques physiques : taux dexpansion, décroissance des valeurs maximales,.... Nous définissons alors une typologie des écoulements basée sur les triangles de Lumley et permettant une caractérisation de lanisotropie de la turbulence ainsi quune meilleure compréhension des différences entre les données expérimentales et les modèles numériques testés dans le premier chapitre. Dans le dernier chapitre, nous nous proposons dutiliser la typologie des écoulements pour déterminer une modélisation adéquate de la turbulence. Nous montrons alors quun modèle de fermeture du second ordre permet une meilleure prédiction des écoulements dans les cas considérés. Cependant, des différences subsistent entre les données expérimentales et les résultats numériques. Nous proposons alors une amélioration de ce modèle en nous basant sur les comparaisons des valeurs turbulentes expérimentales et numériques