Aujourd’hui à de nombreuses études sur la thermique du bâtiment pour réduire la consommation d’énergie tout en préservant le confort des usagers sont proposées. Le travail présenté ici met en avant les performances d’une technique d’isolation active par un dispositif de bardage extérieur de ce fait soumis au rayonnement solaire incident. L’étude expérimentale mise en oeuvre a permis de caractériser les échanges thermiques à l’intérieur de la lame d’air verticale (circulante ou non circulante), qui sont la clef de ce type de dispositif, en fonction des différents paramètres retenus comme pertinents. Le terme moteur est bien évidemment l’éclairement solaire. La distance parement extérieur mur support, i.e. l’épaisseur de la lame d’air, conditionne un rapport d’aspect et influe donc sur la vitesse de l’air circulant ou sur le volume tampon en situation non circulante et donc sur les échanges thermiques. Enfin les caractéristiques thermiques du parement extérieur, ici une lame de pin maritime ou un bois aggloméré, impactent assez fortement sur l’évolution temporelle des différentes. Une modélisation globale du comportement de la cheminée solaire que constitue le bardageet quelques simulations numériques ont permis de conforter ces différents résultats expérimentaux. On retiendra qu’en été, la solution optimale est un dispositif de bardage avec peu d’inertie thermique et un écoulement d’air rapide alors qu’en hiver, un dispositif avec inertie et sans écoulement contribue à assurer un bon volant thermique. / Today many studies on thermal building to reduce energy consumption while maintaining user comfort are proposed. The work presented here highlights the performance of an active isolation technique by means of exterior cladding thus subjected to solar radiation.The experimental study has been used to characterize the heat transfers inside the vertical cavity (air circulating or not), which are the key to this type of device, depending on various parameter staken as relevant. The driving factor is of course the solar irradiance. The thickness of the air gap induces an aspect ratio and thus affects the speed of the air flowing or the buffer volume and therefore the heat exchanges. Finally, the thermal characteristics of the cladding here maritime pine or chipboard, impact quite strongly on the temporal evolution of the different temperatures.The cladding and the vertical cavity act as a solar chimney, a global modeling of its behavior and some numerical simulations have strengthened the experimental results. We note that in summer, the optimal solution is a device of cladding with little thermal mass an drapid air flow while in winter, a device with large thermal mass and without flow helps to ensure a good thermal flywheel.

Cette thèse présente une étude numérique d’un séchoir solaire indirect à convection naturelle destiné à sécher les produits agricoles (les figues). La première partie analyse un séchoir solaire contenant une chambre de séchage couplée à un absorbeur inversé et une cheminée solaire. Les simulations ont été faites afin de déterminer les champs dynamique et thermique sous l’influence de la variation de la configuration de la cheminée solaire et la taille de l’ouverture d’admission. Les équations de conservations basées sur le modèle de turbulence k-ε standard sont résolues par la méthode des volumes finis à l’aide du code commercial ANSYS-Fluent. La deuxième partie analyse l’effet d’ajouter un stockage thermique sous forme d’un lit en gravier dans la chambre de séchage. Le lit est modélisé comme un milieu poreux. En plus, cette étude propose l’utilisation d’une deuxième entrée d'air dans la chambre de séchage afin d’assurer une distribution thermique plus homogène au niveau des claies et de garantir un séchage plus uniforme. / This thesis presents a numerical study of an indirect natural convection solar dryer for drying agricultural products (Figs). The first part analyzes a solar dryer containing a drying chamber coupled to a reversed absorber and a solar chimney. Simulations were made to determine the dynamic and thermal fields under the influence of the variation of the solar chimney configuration and the size of the inlet opening. The governing equations based on the standard k-ε turbulence model are solved by the finite volume method using the ANSYS-Fluent commercial code. The second part analyzes the effect of adding a thermal storage in the form of a gravel bed in the drying chamber. The bed is modeled as a porous medium. Furthermore, this study proposes the use of a second air inlet in the drying chamber in order to ensure a more homogeneous thermal distribution at the level of the racks and to guarantee a more uniform drying.

Les conditions actuelles de réchauffement de la planète ont mené aux pays du monde à s'engager dans la durabilité et l’efficacité énergétique et la réduction des émissions de gaz à effet de serre. En tant que troisième consommateur d'énergie, le bâtiment représente un élément clé envers l'efficacité énergétique et de la stabilisation de la température globale. Plusieurs solutions existent pour la réalisation de ces objectifs, et les travaux présentés tout au long de cette thèse concernent un composant solaire particulier à la construction externe du bâtiment, appelé cheminée solaire. Cette thèse de doctorat porte sur l'analyse expérimentale et numérique des dispositifs de stockage d'énergie, sous forme de matériaux à changement de phase (PCM), afin d'optimiser les performances de cette technologie solaire. Le but de cette étude est de caractériser l’impact des panneaux Rubitherm RT44 PCM sur une cheminée solaire en laboratoire et in situ afin de permettre une comparaison avec la version classique. De plus, un modèle numérique a été développé et testé dans le but d'obtenir un outil numérique capable de représenter le comportement d'une cheminée solaire. Enfin, une optimisation à deux objectifs du modèle numérique de cheminée solaire intégrée PCM a été réalisée afin de déterminer certains des paramètres optimaux de ce type de technologie afin d’obtenir le flux d’air sortant le plus élevé possible, tout en maintenant une température suffisamment élevée dans la cheminée atteindre la gamme de fusion des PCM. / The current global warming conditions have led nations across the world to commit into energetic sustainability and greenhouse gas emission reduction. Being the third greatest energetic consumer, the building represents a major key towards energy efficiency and global temperature stabilization. Several solutions exist for the accomplishment of these goals, and the works presented throughout this dissertation concerns a particular external building solar-driven component known as solar chimney. This PhD thesis focuses on the experimental and numerical analysis of energy storage devices, in the form of Phase Changing Materials (PCMs), for the optimisation of the performance of this solar technology. The aim of this study is to characterize the impact of Rubitherm RT44 PCM panels on a solar chimney under laboratory and in-situ conditions to carry out a comparison against the classic version. Additionally, a numerical model was developed and tested in the interest of obtaining a numerical tool capable of representing the behaviour of a solar chimney. Finally a bi-objective optimization of the PCM integrated solar chimney numerical model was carried out in order to determine some of the optimal parameters of this type of technology to obtain the highest exiting air flow, all while maintaining a high enough temperature across the chimney to reach the fusion range of the PCMs.