1. LE VENT ET SON ORIGINE

2. I.1. Le vent à l’échelle atmosphérique :
Origine du vent
C’est un déplacement d’air horizontal généré par des
différences de pression entre des masses d’air : l’air
s’écoule des zones de hautes pressions (anticyclone) vers
les zones
de basses pressions (dépression). L’écoulement n’est pas
rectiligne mais il prend une forme de « S »1, à cause de la
force de Coriolis2. Cette force provoque une déviation qui
entraîne l’air de l’hémisphère nord d’un mouvement
horaire autour des anticyclones vers un mouvement
antihoraire autour des dépressions et dans le sens inverse
dans l’hémisphère sud

3. Anticyclones (A) et Dépressions (D) et mouvements de l’air

4. Le vent dans la couche limite atmosphérique:
On appelle couche limite atmosphérique (C.L.A) la
zone de l'atmosphère entre la surface (terre ou mer),
où la friction ralentit le déplacement de l'air, et
l'atmosphère libre où cette dernière devient
négligeable.

5. Représentation schématique de la couche limite atmosphérique

6. Elle est définie comme la partie de l'atmosphère où la
présence du sol perturbe le champ de vitesse du vent1.
En résumé, son épaisseur, varie de quelques centaines
de mètres à plusieurs kilomètres en fonction de la
vitesse du vent, de la rugosité des sols, de
l'ensoleillement variable suivant les lieux et l'heure de
la journée.

7. Types de vent
Il existe trois (03) grandes familles des vents : les
vents dominants, les vents saisonniers et les vents
locaux.

8. Vents dominants
Les vents dominants sont des phénomènes
observables sur plusieurs centaines de kilomètres et
ils fluctuent sur des périodes de l’ordre de la journée.
Ils sont considérés comme des phénomènes
climatiques de grande échelle.

9. Vents saisonniers
Les vents saisonniers sont des vents qui soufflent par
saison. Les masses d'air qui se trouvent au-dessus des
continents sont plus chaudes l'été et plus froides
l'hiver que les masses d'air situées au-dessus des
océans voisins. En été, les continents deviennent des
zones
de basses pressions, avec des vents provenant des
océans plus froids. En hiver, les continents
deviennent des zones de hautes pressions, avec des
vents dirigés vers les océans plus chauds.

10. Vents locaux
Ce type de vents agissent sur de petites étendues et
sont le résultat de la géographie particulière à une
région; on les nomme alors les vents locaux comme
des brises de terre/mer ou de montagne/vallée
Les brises de terre et de mer :
Ce sont des vents locaux spécifiques qui se produisent
à proximité des littoraux. Ils sont engendrés par la
différence de température entre la surface de la terre
et la surface de la mer

11. La brise de mer

12. La brise de terre
La nuit, le sable se refroidit très rapidement. Par
contre, la mer qui a accumulé beaucoup d'énergie
perd lentement de la chaleur durant la nuit. La
surface de la mer devient donc légèrement plus
chaude que la terre. Les niveaux de pression audessus de celle-ci
descendent, car l'air se contracte en se refroidissant.
Suivant le même mécanisme, une circulation inverse à
celle de la brise de mer, mais plus faible, s'installe :
c'est la brise de terre.

13. La brise de terre

14. La formation de la turbulence d’obstacle

15. La turbulence de cisaillement

16. Définition
Le vent est définit comme "un déplacement de l’air
s’effectuant surtout horizontalement de la haute vers
la basse pression. Plus la haute pression est proche de
la basse pression, plus le vent est fort.
Le vent peut être mesurer en m/s ou en km/h, il est
variable et instable , il présente plusieurs direction et
peut être schématisé sur ce qu’on appelle ROSE DES
VENT

17. Exemple d’une rose des vents

18. Ecoulement laminaire, turbulent et
tourbillonnaire

19. Concentration du vent au sommet de la colline et entre
deux collines.

20. Effet de rétrécissement

21. Effet de canalisation

22. Effet de pente

23. LE VENT
EN MILIEU URBAIN

24. Structure de l’écoulement autour d’un
cube

25.  On peut ainsi distinguer:
 Une zone en amont du bâtiment : le vent suit un écoulement
laminaire ou tous les filets fluides sont quasiment parallèles ;
 Une zone de détournement de l’écoulement moyen, de part et d’autre
du bâtiment : le vent prend de la vitesse mais reste en régime
laminaire;
 Une zone tourbillonnaire dans laquelle le vent devient turbulent : les
filets fluides perdent leur parallélisme et prennent des directions
différentes ;
 Une zone de cisaillement liée aux phénomènes visqueux le long des
murs ;
 Une zone décollée avec recirculation due aux écoulements complexes
le long des parois et qui dépend des aspérités le long des murs ;
 Des décollements au niveau des angles vifs du bâtiment

26. Image d’un essai en soufflerie pour un
ensemble de bâtiments

27. Potentiel de ventilation d’un bâtiment en
fonction de l’éloignement d’un obstacle
aéraulique

28. Obstacles bas:
Un obstacle est dit bas lorsque sa hauteur ne dépasse
pas 15 m. Quand le vent rencontre cet obstacle, il a
tendance à passer par-dessus.
On remarque que les filets d’air vue de dessus sont peu
perturbés.

29. Trajectoire de l’écoulement du vent autour de
deux bâtiments haut et bas

30. Distances à respecter pour favoriser la ventilation
naturelle d’un ensemble de bâtiments.

31. Effet des obstacles ayant des profils
variant

32. Effet de rouleau tourbillonnaire

33. Effet des obstacles combinés

34. La valeur du facteur ψ en milieu urbain selon le
type de construction

35. Effet de trous et pilotis sous immeuble

36. La zone partiellement exposée s’étend
sur une aire de H x 2 de chaque coté de la forme.
Effet de coin
Effet de sillage
15m ≤ H ≤ 35m.

37. Ce phénomène pourra exister dans le cas de la hauteur
H < 25 m,et la longueur minimum de la barre L > 8H
Effet de barre.

38. Effet de Venturi
Effet de liaison

39. Dans ce phénomène, l'ouverture face au vent et la
disposition en angle des constructions ayant une
hauteur moyenne H > 15 m et une longueur minimale
des deux bras (L1 + L2 > 100 m), forment une sorte de
canal collecteur de vents. Cet angle est la zone la plus
critique vis-à-vis du confort aéraulique car la vitesse
de l'air y est considérable.

40. Effet de liaison de zones de pressions différentes
Il s’agit d’une disposition décalée de deux constructions
parallèles, (H=15m, d ≤ H) créant un couloir de liaison
entre eux lié au champ de pression existant entre la
façade sous le vent du bâtiment amont et la façade au
vent du bâtiment en aval. La zone de chevauchement
ayant une pression négative liera le flux arrivant des
zones positives. Un écoulement entre les zones se
crée.

41. Effet de canalisation

42. Impact du tracé des rues et de
l’implantation des bâtiments sur leur
ventilation

43. Effet d’entonnoirs à vent
La plantation des arbres peut permettre de canaliser le vent, et même
d’augmenter sa vitesse, afin de favoriser la ventilation naturelle du
bâtiment. Cependant, nous pouvons noter que des arbres isolés
peuvent engendrer une augmentation locale de la vitesse du vent.
 En effet, au lieu de réduire la vitesse du vent, on constate une
augmentation des courants d’air à la base des arbres (au niveau du
tronc)

44. Entonnoir à vent, et accélération de la vitesse
par la végétation

45. Utilisation de la végétation pour protéger la
construction

46. Ventilation naturelle
La ventilation naturelle est le moyen de ventiler le
plus élémentaire. Celle-ci est basée sur le simple fait
que l’air chaud monte pour être évacué
automatiquement par des ouvertures disposées à des
endroits stratégiques. Ce principe ne nécessite alors
aucune source d’énergie et s’effectue sans aucune
nuisance sonore.
La ventilation naturelle consiste à créer des courants
d'air dans le logement en utilisant des mécanismes
simples tels que le vent ou le tirage thermique.

47. La ventilation naturelle convient parfaitement dans
l’industrie, les centres commerciaux, les centrales
thermiques, les bâtiments d’exposition, les entrepôts,
les hôpitaux, les maisons de repos, et bien sur aussi
pour les maisons individuelles.

48. Le phénomène de convection
La ventilation naturelle repose alors sur ce phénomène unique, le
phénomène de convection qui améliore le confort d’un bâtiment
en créant des courants d’air, c’est à dire en mettant l’air en
mouvement sans force mécanique

49. Les différents types de ventilation naturelle
Ouverture des fenêtres : c'est le procédé d'aération
le plus simple. C'était d'ailleurs le seul principe de
ventilation pendant longtemps, l'étanchéité des
logements laissant en outre à désirer
Ventilation traversante : des entrées d'air sont
placées face au vent dominant (les sorties à l'opposé).
L'organisation des pièces se doit d'être adaptée en
situant les pièces de vie côté vent dominant.

50. Une efficacité de ventilation en fonction du terrain et de la forme de la toiture

51. Tirage thermique : le principe est que l'air chaud monte
car il est plus léger que l'air froid. Ce dernier se réchauffe à
son tour et ainsi de suite. Des entrées d'air sont placées en
bas des murs. Des bouches et un conduit vertical évacuent
l'air par le toit. Ce mécanisme se retrouve dans les maisons
équipées d'une cheminée dont le conduit est ouvert.
Vent et tirage thermique associés : l'effet de tirage du
conduit vertical est renforcé par un extracteur qui crée
une dépression supplémentaire en tournant sous l'impact
du vent. C'est un système de ventilation naturelle très
répandu.
D'autres techniques visent à créer une dépression
localisée, sous l'effet du soleil notamment. C'est le cas
dans le principe du mur Trombe (ou Trombe-Michel).

52. ventilation en piston. Il correspond à un
déplacement de l’air vicié par l’air frais. De l’air un
peu plus frais que l’air ambiant est amené dans la
pièce par des bouches en partie basse. L’air frais se
répartit sur le plancher sur toute la surface de la
pièce. la chaleur dégagée par les occupants et les
autres sources de chaleur, entraine l’air vers le haut.
La chaleur et les polluants sont alors évacués. Si le
plafond est assez haut, l’air frais arrive à hauteur du
visage des occupants. L’inconvénient d’un tel système
est un ressenti possible d’une trop grande différence
de température entre les pieds et la tête.

53. la ventilation en mode «mélange», elle permet
d’obtenir une homogénéité parfaite dans la pièce. Ce
système dépend alors de la vitesse à laquelle l’air est
soufflé dans la pièce. L’air doit être ainsi arrivé à une
vitesse relativement élevée par des grilles ou des
diffuseurs, ce qui permet sa diffusion dans l’ensemble
du volume de la pièce.
Il faut éviter sur les courts-circuits qui peuvent se
produire. Les courts circuits correspondent au fait de
laisser des zones non ventilées, des zones dites «
mortes ». Ce phénomène s’explique la plupart du
temps par des bouches d’entrées et de sorties trop
proches les unes de les autres.

54. PISTON
MELANGE
COURTS CIRCUITS

56. On se sert d’une
ventilation
mécanique dans
les grands
espaces

57. UN GROUPEMENT
DE MAISON CONCU
POUR REPONDRE
AU EXIGENCES DES
VENTS ET DE LA
VENTILATION
NATURELLE

58. La ventilation : pourquoi ?
Renouveler l'air que nous respirons dans la maison
est indispensable pour plusieurs raisons :
Apporter de l'air neuf, nécessaire à notre
respiration
Éliminer l'excès d'humidité lié à la respiration
humaine, au fonctionnement des équipements et
appareils électroménagers (sèche-linge, etc.), ou à
d'autres facteurs comme des infiltrations ou
remontées depuis le sol. Un excès d'humidité
provoque des moisissures et augmente le risque
d'allergie.

59. Évacuer les odeurs et les polluants
 qui peuvent s'accumuler. Parmi eux :
 le tabac,
 les composés organiques volatils,
 le monoxyde de carbone (CO) : gaz incolore et inodore
potentiellement mortel. Cet « ennemi invisible » peut provenir
d'appareils de chauffage défectueux ou d'un défaut d'évacuation
des gaz brûlés,
 le radon : gaz radioactif naturel surtout présent en Bretagne ou
dans les régions montagneuses. Il peut s'accumuler dans l'habitat
en remontant via des fissures ou des canalisations.
 Fournir aux appareils à combustion l'oxygène nécessaire à leur
fonctionnement sans danger pour leurs utilisateurs.

60.  La chaleur et le vent
• L’air chaud est plus léger que l’air froid. Il monte et, ce faisant, aspire
l’air froid qui le remplace, se réchauffe à son tour, etc. C’est le « tirage
thermique ».
• Le vent provoque une pression qui vous bouscule les jours de
tempête lorsque vous lui faites face. Derrière vous, se crée une
dépression, pour tenter d’équilibrer la « perturbation » que votre
corps constitue. Dans un bâtiment, le vent crée une pression contre la
façade exposée et une dépression de l’autre côté.
 Les avantages
La ventilation naturelle ne consomme pas d’électricité. Son
fonctionnement est silencieux. L’entretien est pratiquement
inexistant. La réalisation de l’installation est économique. Et cela ne
coûte rien à l’usage.

61. Ventilation naturelle en utilisant une tour à vent

62. Le puits canadien / provençal