effet de rafraîchissement évaporatif sur le confort thermique des bâtiment publics

Abstract

فيالمناطقالحارةوالجافةمثلولايةالشلفبالجزائر،يُعدّتحقيقالراحةالحراريةداخلالمبانيتحدياًمتزايداً،نتيجةارتفاعدرجاتالحرارةوالاعتمادالمتناميعلىأنظمةالتبريدالتقليديةالتيتستهلككمياتكبيرةمنالطاقة. وفيهذاالسياق،يقدّمالتصميمالبيومناخيبديلاًمستداماًمنخلالاعتماداستراتيجياتسلبية،وعلىرأسهاالتبريدبالتبخر،الذييُثبتفعاليتهفيالمناخاتالجافةنظراًلخصائصتبخرالمياه.وقداستُخدمتهذهالتقنيةقديماًعبرعناصرمعماريةتقليديةمثلالمشربيات،التييمكناليومإعادةتصورهاوتطويرهابفضلالأدواتالرقميةالحديثة. تهدفهذهالمذكرةإلىاستكشافسبلدمجالتصميمالبارامتري (Grasshopper) معالمحاكاةالديناميكيةللسوائل (CFD) بغرضتحسينأداءأنظمةالتبريدبالتبخر. ومنخلالالنمذجةالرقميةللمشربيات،تُقترحأغلفةمعماريةتفاعليةقادرةعلىالاستجابةالذكيةللظروفالمناخيةالمحيطة،بمايُعززالأداءالحراريللمبنىويُساهمفيتقليلاستهلاكالطاقة.وتندرجهذهالدراسةضمنالتوجهالوطنيالراميإلىدعمالابتكارفيالجزائر،فيإطارالتعاونالقائمبينوزارةالتعليمالعاليوالبحثالعلميووزارةاقتصادالمعرفة. كماتمهدهذهالمبادرةالطريقلتأسيسمشروعناشئيُعنىبتطويرحلولمعماريةذكيةومستدامةتلائمخصوصياتالمناطقالجافة. وتُبرزالنتائجأنالدمجبينالموروثالمعماريالتقليديوالتقنياتالرقميةالمتقدمةقديُفضيإلىحلولقابلةللتطوير،تجمعبينالابتكارالمعاصروالهويةالثقافيةالمحلية. In hot and arid regions such as the wilaya of Chlef in Algeria, ensuring thermal comfort in buildings is an increasing challenge due to rising temperatures and the growing reliance on energy-intensive cooling systems. Bioclimatic design presents a sustainable alternative by employing passive strategies—particularly evaporative cooling, which is highly effective in dry climates through the natural process of water evaporation. Traditionally integrated into architecture through elements like moucharabiehs, this technique can now be reimagined and enhanced using digital tools. This master’s thesis explores the integration of parametric design (Grasshopper) and Computational Fluid Dynamics (CFD) to optimize evaporative cooling systems. By digitally modeling moucharabiehs, the study develops climate-responsive building envelopes that dynamically adapt to environmental conditions, improving thermal performance while minimizing energy consumption. The research is aligned with Algeria’s national innovation strategies—especially those encouraging synergy between higher education and the knowledge economy—and lays the groundwork for a potential startup aimed at promoting energy-efficient, tech-driven solutions for sustainable construction in hot climates. The results demonstrate the potential of combining traditional passive techniques with advanced computational methods, offering architects and engineers a scalable and culturally relevant approach to sustainable design in arid environments Dans les régions chaudes et arides comme la wilaya de Chlef en Algérie, assurer le confort thermique dans les bâtiments représente un défi croissant en raison de la hausse des températures et de la dépendance accrue aux systèmes de climatisation énergivores. Le design bioclimatique offre une alternative durable en misant sur des stratégies passives — notamment le refroidissement par évaporation, particulièrement efficace en climat sec grâce à l’évaporation naturelle de l’eau. Traditionnellement intégré à l’architecture à travers des éléments comme les moucharabiehs, ce procédé peut désormais être repensé et optimisé grâce aux outils numériques. Ce mémoire de master explore l’intégration de la conception paramétrique (Grasshopper) et de la simulation par dynamique des fluides (CFD) pour optimiser les systèmes de refroidissement par évaporation. En modélisant numériquement des moucharabiehs, l’étude propose des enveloppes bâties adaptatives, capables de réagir dynamiquement aux conditions climatiques, tout en améliorant les performances thermiques et en réduisant la consommation énergétique. Cette recherche s’inscrit dans la stratégie nationale d’innovation en Algérie, notamment dans le cadre des partenariats entre le ministère de l’Enseignement supérieur et celui de l’Économie de la connaissance, et ouvre la voie à une éventuelle initiative entrepreneuriale visant à diffuser des solutions de construction durables et technologiques dans les zones arides. Les résultats montrent que l’alliance entre les techniques passives traditionnelles et les outils de conception et de simulation avancés peut générer des solutions scalables, à la fois innovantes et enracinées dans le contexte culturel local.