يملعلا ثحبلا و يلاعلا ميلعتلا ةرازو

Mémoire présenté en vue de l’obtention Du diplôme de
Magister en : Architecture
Option : Architecture, formes, ambiances et développement durable.
Optimisation morphologique du comportement aéraulique d’une
maison à patio
Présenté par :
Mr. BOUAKAZ Mohamed Essadek El-Amine
Sous la direction du
Pr. ZEMMOURI Noureddine
Soutenu publiquement le :03/12/2015
Devant le jury :
Année universitaire 2015/2016
République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique
Université Mohamed Khider – Biskra
Faculté des Sciences et de la technologie
Département : Architecture
Ref :…………
 ……………
AFFILIATION
STATUT
GRADE
MEMBRE DE JURY
Université de Biskra
Président
M.C.A
Dr. BENABBES Moussadek
Université de Biskra
Rapporteur
Professeur
Pr. ZEMMOURI Noureddine
Université de Batna
Examinateur
Professeur
Pr. ARROUF Abdelmalek
Université de Biskra
Examinateur
M.C.A
Dr. BRIMA Abdelhafidh

A mes parents

Remerciements
Au terme de ce modeste travail, je voudrais adresser ma gratitude au Professeur
ZEMMOURI Noureddine, mon encadreur, pour l’aide et le temps alloué, ses conseils avisés et
pour avoir partagé ses connaissances impressionnantes.
Je remercie très sincèrement mes enseignants qui m’ont pris en charge pendant l’année
théorique du magister : Mr MAZOUZ Said, Mr FARHI Abdellah, Mr BENABBAS Moussadek,
Mr KAZAR Okba, Mr MOUMI Abdelhafid, Mr BENSACI Abdelkader, des personnes qui m’ont
inspirés avec leur sagesse et leur savoir.
Sans oublier le plus important de tous, mes parents et mes frères et ma petite sœur, eux
qui m’ont soutenu et qui ont su m’encourager pendant toute cette aventure.
Un grand merci à Mr MAHDADI Noureddine, RAHMENE Yacine, TEREA Chaker,
TIBERMACINE Islem, LAROUCI Brahim, BOUDOUKHA Ayoub, MACHENE Mohamed
Amine, BELOUAAR Aala, IDDER Fouad, GUERIRA Abdelhakim, BENDEKKICHE Selma,
NHOUI Imen, BOUDJADJA Rafik (Post-graduant à Constantine), LEGHRIB Fouad, Ainsi
qu’à tous les membres du laboratoire LaCoMoFA.
Mes profonds remerciements et tous mes respects pour messieurs les membres de jury :
Mr BENABBAS Moussadek, Mr ARROUF Abdelmalek et Mr BRIMA Abdelhafidh, d’avoir prit
la peine d’évaluer mon modeste travail.
Je remercie toutes les personnes qui m’ont aidé d’une manière ou d’une autre, qui m’ont
patiemment soutenu et encouragé pendant la réalisation de cette recherche.

Sommaire
IV
Sommaire
Dédicace
Remerciements
Sommaire ............................................................................................................................................... V
Liste des figures : ................................................................................................................................... X
Liste des tableaux : ............................................................................................................................. XIV
Liste des équations : ........................................................................................................................... XIV
Chapitre introductif
1. Introduction : ................................................................................................................................... 1
2. Problématique : ................................................................................................................................ 2
3. Hypothèses : .................................................................................................................................... 3
4. Objectifs : ........................................................................................................................................ 3
5. Méthode de recherche : ................................................................................................................... 3
6. Structure du mémoire : .................................................................................................................... 4
Chapitre 1 : Initiation aux écoulements aérauliques
Introduction : ........................................................................................................................................... 7
1. La ventilation naturelle : .................................................................................................................. 8
1.1. Principe :.................................................................................................................................. 8
1.2. La ventilation et le climat : ...................................................................................................... 9
1.3. Les facteurs qui influencent la ventilation naturelle : ............................................................ 10
1.3.1. L’environnement immédiat : ......................................................................................... 10
1.3.2. La végétation : ............................................................................................................... 10
1.3.3. Orientation des fenêtres par rapport au vent : ................................................................ 10
1.3.4. Les dimensions des fenêtres : ........................................................................................ 11
1.3.5. Position verticale des fenêtres : ..................................................................................... 12
1.3.6. Optimisation de la ventilation naturelle : ...................................................................... 12
2. Initiation aux écoulements aérauliques autour d’un bâtiment : ..................................................... 14
2.1. Modélisation du vent : ........................................................................................................... 14
2.2. Contournement d’une construction par le vent : ................................................................... 15
2.2.1. Equation de Bernoulli .................................................................................................... 15
2.2.2. Principe de conservation de masse ................................................................................ 16

Sommaire
V
2.2.3. Contournement d’une construction par le vent : ........................................................... 17
2.3. Effets types dues au vent : ..................................................................................................... 18
2.3.1. L’effet de coin : ............................................................................................................. 18
2.3.2. L’effet de cisaillement : ................................................................................................. 20
2.3.3. Le rouleau tourbillonnaire : ........................................................................................... 22
2.3.4. L’effet de protection dans le sillage d’un bâtiment isolé :............................................. 23
2.3.5. L’Effet Wise : ................................................................................................................ 24
3. Etat de l’art sur les écoulements aérauliques à l’intérieur des patios : .......................................... 26
3.1. L’influence de la géométrie du patio sur les écoulements aérauliques et le confort
thermique : CFD et simulation du confort thermique........................................................................ 26
3.1.1. Introduction : ................................................................................................................. 26
3.1.2. Simulations CFD : ......................................................................................................... 27
3.1.3. Simulations de différentes configurations de patio : ..................................................... 29
3.1.4. Conclusion : ................................................................................................................... 34
3.2. Exploration du microclimat de la cour dans un exemple de l’architecture de la civilisation
anatolienne (La Sahabiye Madrassa à Kayseri du treizième siècle) .................................................. 35
3.2.1. Introduction : ................................................................................................................. 35
3.2.2. Présentation du cas d’étude : ......................................................................................... 35
3.2.3. Simulation de formes génériques : ................................................................................ 36
3.2.4. Simulation de la Sahibiye Madrassa : ........................................................................... 37
3.2.5. Conclusion : ................................................................................................................... 40
3.3. Dispersion dans les cours et autres espaces fermés ............................................................... 41
3.3.1. Introduction: .................................................................................................................. 41
3.3.2. Détails de l’expérience : ................................................................................................ 41
3.3.3. Résultats : ...................................................................................................................... 43
3.3.4. Conclusion : ................................................................................................................... 47
Conclusion : ........................................................................................................................................... 48
Chapitre 2 : Les maisons à patio
Introduction : ......................................................................................................................................... 49
1. Définition des termes : cour, patio et atrium. ................................................................................ 50
1.1. Définition du terme : Cour .................................................................................................... 50
1.2. Définition du terme : patio .................................................................................................... 52
1.3. Définitions du mot : atrium ................................................................................................... 52
2. Evolution du patio à travers les âges : ........................................................................................... 54
2.1. Dans la civilisation Antique : ................................................................................................ 54