Étude CFD des vitesses et trajectoires d'air autour d'un bâtiment de La Défense, pour évaluer la faisabilité de systèmes éoliens et l'évolution des vents majoritaires sur le site.
EOLIOS a réalisé une étude CFD du quartier de La Défense pour appuyer l'implantation de systèmes éoliens sur un bâtiment projeté.
L'étude porte sur les vitesses et trajectoires d'air autour du bâtiment : faisabilité de la production d'électricité éolienne, pistes d'optimisation des performances, et évolution des vents majoritaires sur le site.
Le quartier de La Défense, à très forte densité bâtie, génère de nombreux masques aérauliques qui conditionnent fortement les écoulements.
L'essentiel — Étude CFD des vitesses et trajectoires d'air autour d'un bâtiment de La Défense pour évaluer la faisabilité de systèmes éoliens en toiture : modèle 3D réaliste du quartier sur un rayon de 400 m, analyse des écoulements pour les vents de Nord-Est et de Sud-Ouest, vitesses au sol de 1,5 à 2 m/s, et mise en évidence du masque aéraulique de la résidence Les Dauphins qui protège la toiture du projet.
Nos ingénieurs apportent leur expertise technique à la compréhension et à la modélisation des écoulements d'air extérieurs à grand volume. Ce document est un extrait d'une étude des vitesses et trajectoires d'air autour d'un bâtiment projeté en France.
L'objectif de l'étude : vérifier la faisabilité de l'implantation de systèmes éoliens pour la production d'électricité du bâtiment, proposer des alternatives d'optimisation de leurs performances, et évaluer l'évolution des vents majoritaires sur le site autour du bâtiment concerné.
Le quartier de La Défense présente une forte densité de bâtiments au m², à l'origine de nombreux masques aérauliques — une caractéristique déterminante dans l'évolution des écoulements.
Bâtiment ou obstacle qui abrite du vent les constructions situées derrière lui. En milieu urbain dense, les masques redéfinissent entièrement la carte des vitesses : ils protègent certaines zones tout en canalisant l'air vers d'autres.
Pour cette simulation, une grande partie des bâtiments proches du projet ont été modélisés afin de tenir compte des conditions particulières du site — forte densité de logements et bâtiments élevés. Un niveau de précision supplémentaire a été appliqué pour mieux capturer les masques aérauliques. Le modèle CAO extérieur reproduit la géométrie simplifiée du site et de ses abords dans un rayon de 400 m, à partir des plans fournis.
Pour un vent de nord-est, plusieurs phénomènes aérauliques spécifiques sont observés. Les vitesses d'air au niveau du sol sont de l'ordre de 1,5 à 2 m/s. Le vent tend à souffler vers le square Henri Regnault pour deux raisons : la restriction de l'écoulement entre la résidence Les Dauphins et la tour Gambetta crée un effet Venturi ; et le vent passant sous le Boulevard Circulaire tend à rediriger l'air vers le square.
Le tracé des courants permet de visualiser le cheminement de l'air autour du bâtiment et dans les espaces communs, révélant les zones de recirculation et les chemins préférentiels de l'écoulement.
Pour un vent de sud-ouest, les vitesses d'air au sol sont de l'ordre de 1,5 à 2 m/s près de la façade sud du bâtiment. Le vent tend à souffler entre le bâtiment du projet et la résidence Les Dauphins : la restriction de l'écoulement entre la résidence et le bâtiment sud-ouest du square crée un effet Venturi accélérant l'air vers le bâtiment du projet. Les vitesses à 40 m au-dessus du sol sont de l'ordre de 1,5 m/s.
Lorsque des bâtiments rapprochés réduisent la section de passage du vent, l'air accélère pour conserver son débit. Ce resserrement crée des zones de survitesse entre les ouvrages, à prendre en compte pour le confort et la sécurité.
La simulation montre que, pour cette direction, la résidence Les Dauphins constitue un masque aéraulique suffisant pour protéger une grande partie du bâtiment du projet. Ce masque réduit fortement les vitesses à l'approche de la toiture : aucune survitesse due à un décollement de paroi n'a été observée.
À retenir — le masque aéraulique de la résidence Les Dauphins réduit fortement les vitesses à l'approche de la toiture. Un paramètre déterminant pour juger de la faisabilité de l'implantation d'éoliennes et positionner celles-ci là où le vent reste exploitable.
La simulation numérique offre de nouvelles perspectives aux bureaux d'études : elle permet d'anticiper de nombreux scénarios et donc de maîtriser les aléas liés à une mauvaise conception. Pour des constructions neuves, des rénovations ou de nouveaux aménagements, la modélisation multiphysique prend en compte l'ensemble des phénomènes à l'origine des écoulements de chaleur et d'air.
Grâce à ses serveurs de calcul, EOLIOS simule ses modèles dans leur intégralité avec une grande précision et dans un temps très court. L'expérience d'EOLIOS en aéraulique générale permet de proposer des solutions innovantes et pertinentes. Nos ingénieurs disposent en outre d'un équipement de pointe pour des mesures directes (audit du site, des équipements et matériaux, expertise thermique : ponts thermiques, déperditions, performances des systèmes).
Savoir-faire : la mesure et la simulation du confort au vent en milieu urbainÉcoulements urbains, masques aérauliques et faisabilité de l'éolien en toiture à La Défense.
Vérifier la faisabilité d'implanter des systèmes éoliens en toiture d'un bâtiment projeté, proposer des pistes d'optimisation de leur rendement et évaluer l'évolution des vents majoritaires autour du bâtiment, dans un quartier à très forte densité bâtie.
Un bâtiment ou obstacle qui abrite du vent les constructions situées derrière lui. À La Défense, la résidence Les Dauphins forme un masque suffisant pour protéger une grande partie de la toiture du projet et y réduire fortement les vitesses d'air.
Quand deux bâtiments rapprochés réduisent la section de passage du vent, l'air accélère pour conserver son débit. Entre la résidence Les Dauphins et les tours voisines, cet effet Venturi crée des zones de survitesse au sol, de l'ordre de 1,5 à 2 m/s.
Elle est à double tranchant : les masques aérauliques réduisent les vitesses en toiture, ce qui limite le gisement éolien à certains endroits, mais la simulation permet d'identifier précisément les zones où le vent reste exploitable et d'y positionner les éoliennes.
La CFD modélise le quartier en entier sur un rayon de 400 m, teste plusieurs directions de vent et cartographie les vitesses en tout point du site, sans maquette physique. Voir notre dossier la CFD, une alternative aux tests en soufflerie.
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Étude CFD des vitesses et trajectoires du vent autour d'un bâtiment du quartier de La Défense, pour évaluer la faisabilité de systèmes éoliens : modèle 3D réaliste sur 400 m, analyse des écoulements au sol et en toiture pour les vents de nord-est et de sud-ouest, effets Venturi et masques aérauliques.
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