Description du projet :
Contexte
Le Grand théâtre connaît, de manière plus ou moins fréquente, des situations climatiques qui ne correspondent plus aux normes actuelles de confort. Les instances responsables souhaitent prendre un certain nombre de mesures étayées par la connaissance aussi profonde que possible du comportement aérothermique de l'ensemble. Afin de pouvoir prendre les décisions sur des bases solides et pour orienter les corps d'état dans la recherche et l'application de méthodes et moyens de correction, il s'avère indispensable de connaître la structure des écoulements internes et des flux de chaleur selon les conditions climatiques extérieures et de fonctionnement.
Objectifs
Cette proposition concerne l'analyse de la situation actuelle et l'élaboration d'un plan d'actions pour améliorer les conditions de confort climatique dans le Grand Théâtre.
Démarche
Nous proposons une approche basée sur deux axes :
- des mesures in situ, sur une période assez étendue (typiquement septembre ' décembre) pour couvrir une large palette de conditions extérieures et d'utilisation des locaux)
- une modélisation du comportement aérothermique de l'air contenu dans le volume constitué par l'ensemble salle, fosse et scène du Grand-Théâtre. Les parties "solides" du bâtiment sont exclues de cette étude.
Etant donné la complexité de l'objet à étudier, les valeurs expérimentales vont permettre de constituer un référentiel de contrôle indispensable à l'élaboration des simulations à l'aide d'un modèle numérique détaillé destiné à simuler l'effet de différentes interventions et stratégies d'exploitation.
La démarche que nous proposons se déroulera en quatre étapes :
1. Analyse de l'existant
- Audition des principaux "acteurs", prise de connaissance des lieux, installations et modes de fonctionnement. Appréhension des plans.
- Compréhension des phénomènes aérauliques propres au GT.
- Visualisation des écoulements globaux par de la "fumée". Si possible, essais dans plusieurs configurations. (climat chaud, froid, ventilation, etc.).
- Analyse des images; relevé des mouvements principaux.
- Analyse des installations actuelles (apport d'air frais, évacuation, chauffage). Inventaire des sources chaudes et autres "perturbations".
2. Mesures
- Détermination du type et de l'emplacement des capteurs en fonction des analyses menées précédemment et des contraintes liées à l'exploitation du GT.
- Mise en place des capteurs. Période de mesures : septembre à décembre, pour couvrir différents types de fonctionnement et des conditions extérieures variées.
- Mise en place des appareils pour les mesures de référence devant servir à la validation des modèles numériques (thermique et aéraulique), à l'intérieur et à l'extérieur.
- Mesures ponctuelles des conditions aux limites (proche des éléments constructifs d'enveloppe et volume).
- Dépouillement des mesures.
3. Modélisation
- Parallèlement, modélisation des écoulements à l'aide d'un logiciel FloVent de simulation : découpage en sous-domaines, maillage, analyse des écoulements et des transferts thermiques
- Dès janvier 2005 : validation du modèle (comparaisons entre les valeurs mesurées et celles fournies par le modèle).
- Modélisation fine, étude des divers modes de fonctionnement.
4. Propositions
- Analyse et propositions (mars 2005).
Equipe de recherche au sein de la HES-SO:
Cerutti Christophe
, Perraudin Michel
, Haas Patrick
, Gallinelli Peter
, Camponovo Reto
Partenaires académiques: GE Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture; Camponovo Reto, GE Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture
Durée du projet:
01.07.2004 - 31.12.2005
Montant global du projet: 37'000 CHF
Statut: Terminé
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