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Etude du vent – La Défense

En quelques mots

EOLIOS à réalisé une étude CFD du quartier de la défense.

Projet

Etude du vent - La Défense

Année

2023

Client

NC

Localisation

France

Typologie

Air & Vent

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Dernière actualité :

Étude CFD : compréhension des flux d'air autour d'un bâtiment pour l'implémentation de systèmes éoliens

Nos ingénieurs EOLIOS apportent leur expertise technique dans la compréhension et la modélisation de l’aéraulique extérieure à grand volume en relation via la réalisation d’étude CFD.

Le présent document est un extrait d’étude de vitesses et trajectoires de l’air autour d’un bâtiment en projet se situant en France. L’objectif de l’étude est de vérifier la possibilité d’implémenter des systèmes éoliens pour la production électrique du bâtiment, puis de proposer des alternatives pour optimiser le rendement de celles-ci et de pourvoir évaluer et expertiser l’évolution des vents majoritaire sur site autour du bâtiment considéré.

Le quartier de la défense comprend une forte densité de bâtiment au m2 donnant lieu à de nombreux masques aérauliques. Cette caractéristique du quartier a une grande importance dans l’évolution de l’écoulement d’air.

Modèle 3D réaliste de la Défense

Pour cette simulation, une grande partie des constructions proche du projet ont été modélisées afin de prendre en compte les conditions particulières du site étant un lieu spécifique de fortes habitations et de hauts immeuble, une précision supplémentaire a été apporté afin d’obtenir une précision de résultat vis-à-vis des masques aéraulique

Le modèle CAO externe réalisé reprend la géométrie simplifiée du site et de son environnement dans un rayon de 400m. Il a été réalisé à partir des plans fournis.

Quartier de la Défense - modèle 3D pour CFD
Présentation du modèle 3D d’étude – Vue globale
Modélisation 3D d'un bâtiment en CFD
Présentation du modèle 3D d’étude – Bâtiment projet

Optimisation du confort aéraulique des piétons

Étude des vitesses d’air au sol

Pour un vent d’origine Nord-est, on note différents phénomènes aérauliques particuliers. Pour cette orientation de vent, les vitesses d’air au sol sont de l’ordre de 1,5 à 2m/s.

On note que le vent a plutôt tendance à s’engouffrer vers le square Henri Regnault pour deux raisons :

  • La restriction de passage d’air entre la résidence Les Dauphins et la tour Gambetta donne lieu à l’apparition d’un effet Venturi
  • Le vent passant sous le Boulevard Circulaire a tendance à rediriger l’air vers le square.
Figure – Vitesses d’air – Demi hauteur du bâtiment
Etude CFD du confort thermique à la Défense - Simulation du vent - Effet de barre
Figure – Vitesses d’air – Demi hauteur du bâtiment
Etude du confort thermique à La Défense - modélisation du vent
Figure – Vitesses d’air – Au pied du bâtiment
Simulation CFD en haut d'une tour de La Défense - vitesse du vent maximale
Figure – Vitesses d’air – Toiture du bâtiment

Trace de courant autour du bâtiment projet

Simulation CFD des espaces commun à la Défense - Trace de vent
Figure – Trace de courant

Effet Venturi et protection du bâtiment : résultats de simulation pour une orientation de vent spécifique

Étude des vitesses d’air au sol

Simulation CFD du vent à La Défense
Etude des vitesses de vent sous la toiture dans les zones d'implantation des éoliennes

Pour un vent d’origine Sud-Ouest, on note différents phénomènes aérauliques particuliers. Pour cette orientation de vent, les vitesses d’air au sol sont de l’ordre de 1,5 à 2m/s proche de la façade sud du bâtiment.

On note que le vent a plutôt tendance à s’engouffrer entre le bâtiment projet et la résidence Les Dauphins.

Les résultats de la simulation montrent que la restriction de passage d’air entre la résidence Les Dauphins et le bâtiment sud-ouest du square donne lieu à l’apparition d’un effet Venturi accélérant l’air vers le bâtiment projet.

Les vitesses d’air à 40 m du sol sont de l’ordre de 1.5m/s.

La simulation montre que pour cette orientation de vent, la résidence Les Dauphins constitue un masque aéraulique suffisant pour protéger une grande partie du bâtiment projet.

Ce masque aéraulique a pour conséquence de réduire grandement les vitesses à l’abord de la toiture. On ne note donc pas de survitesses dues à un décroché de paroi.

Optimisation de la morphologie du bâtiment pour répondre aux enjeux du confort urbain

Simulation CFD : une réponse aux défis complexes de la conception de bâtiments

La simulation numérique offre de nouvelles perspectives pour les bureaux de conception. Cela permet de prévoir un grand nombre de scénarios et par conséquent de maitriser tous les imprévus liés à une mauvaise conception. Dans le cas de création de nouveaux bâtiments, de rénovation ou de nouveaux agencements la modélisation multiphysique permet de prendre en compte la totalité des phénomènes à l’origine des flux thermo-aérauliques .

Etude des vitesses d'air au sol pour un vent Sud Ouest

Simulation CFD : l'expertise d'EOLIOS en mécanique des fluides et simulations numériques

Grâce à ses serveurs de calculs les modèles d’EOLIOS peuvent être simulés dans leur intégralité avec une grande précision en un lapse de temps restreint. Par ailleurs, l’expérience d’EOLIOS en aéraulique général permet à notre équipe de proposer des solutions innovantes et pertinentes dans le domaine de l’aéraulique. Implémenter des simulations CFD dans votre processus de conception c’est faire appel à des experts en mécanique des fluides, thermique et simulations numériques pour s’assurer qu’aucuns problèmes n’interviennent dans le futur.

Nos ingénieurs EOLIOS profitent d’une forte expérience dans l’audit en apportant directement leur expertise afin d’optimiser la résolution des différentes problématiques.

Leurs équipements de pointes permettent une prise de mesure directe et distinct garantissant une évaluation du site, équipement, matériel et au besoin une expertise thermique comprenant les ponts thermiques, déperdition et perte de performance des systèmes aérauliques.

Synthèse vidéo de l'étude

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