Soufflerie

Expérimentations en Soufflerie : Analyse des Performances des Badgirs

Dans le cadre de nos recherches, des expérimentations en soufflerie ont été menées pour évaluer les performances aérodynamiques et thermiques des Badgirs. Ces tests, réalisés sur des modèles à échelle réduite, ont permis de quantifier l’efficacité de ces systèmes traditionnels de ventilation naturelle.

Un premier dessin 3d du Badgir

Cette maquette numérique a permis une représentation précise et détaillée de la géométrie du Badgir de la ville de Siraf, facilitant ainsi l’analyse de ses performances aérodynamiques et thermiques.

Passage à la construction d’une maquette physique

Principe de la Soufflerie pour Tester les Badgirs

La soufflerie est un dispositif expérimental qui permet de simuler les conditions réelles de circulation du vent sur une maquette de Badgir. Elle est utilisée pour mesurer les performances des systèmes de ventilation naturelle.

Étapes de Fonctionnement :

1. Production du vent :
   • La soufflerie génère un flux d’air contrôlé, avec une vitesse et une direction prédéfinies.
   • Ce vent est dirigé vers la maquette du Badgir pour simuler les vents naturels rencontrés dans des environnements réels.
2. Installation de la maquette :
   • Une maquette réduite du Badgir est positionnée face au flux de la soufflerie.
   • La maquette reproduit les caractéristiques géométriques des Badgirs, incluant leurs ouvertures et conduits.
3. Mesure de la pression :
   • Des tuyaux reliés à un appareil de mesure captent les variations de pression à l’intérieur et à l’extérieur du Badgir.
   • Un réservoir d’alcool est utilisé pour visualiser les différences de pression :
     • Si le niveau d’alcool monte, cela indique une pression positive (air entrant).
     • Si le niveau baisse, cela correspond à une extraction d’air (pression négative).
4. Observation du flux d’air :
   • Le flux d’air est suivi depuis l’entrée (vent capté par les ouvertures) jusqu’à sa diffusion dans les espaces intérieurs simulés.
   • Les zones de dépression et de surpression sont identifiées pour analyser le comportement de l’air à l’intérieur du Badgir.

Objectifs des Tests en Soufflerie :

Comparer les designs : Tester différentes configurations (angles, tailles d’ouverture) pour identifier les conceptions les plus performantes.

Analyser la circulation d’air : Étudier comment les flux traversent les conduits et se répartissent dans les espaces intérieurs.

Évaluer la performance : Mesurer l’efficacité des Badgirs à extraire l’air chaud et à introduire de l’air frais.

Analyse des Performances selon l’Angle du Vent (0°, 15°, 30°, 45°)

À 0° :

• Le vent frappe directement les surfaces F2.
• La circulation d’air est principalement unidirectionnelle, favorisant une entrée d’air constante mais sans optimiser l’extraction d’air.
• Performances globales : Élevées en entrée, limitées pour l’évacuation.

À 15° :

• Une légère inclinaison optimise l’entrée d’air dans les surfaces F1 et F2, tout en facilitant une extraction plus stable par F3 et F4.
• Légère amélioration de l’efficacité thermique par rapport à 0°.
• Performances globales : Bonne balance entre entrée et sortie d’air.

À 30° :

• Angle optimal pour maximiser l’entrée d’air dans F1 et F2 tout en augmentant l’extraction d’air par F3 et F4.
• Les flux d’air deviennent plus dynamiques et équilibrés, avec une ventilation naturelle renforcée.
• Performances globales : Maximales, meilleure efficacité thermique et distribution.

À 45° :

• Inclinaison excessive, diminuant la captation directe par F1 et F2.
• L’instabilité des flux d’air crée des turbulences, réduisant l’efficacité de la ventilation.
• Performances globales : Réduites par rapport à 30°, turbulence accrue.

Conclusion

L’angle de 30° est optimal pour maximiser l’efficacité des Badgirs. Cette configuration assure une entrée d’air dynamique et une extraction efficace, tout en maintenant un équilibre entre la pression interne et externe.