Évaluation des apports thermiques d'un bardage métallique perforé sur bâtiment résidentiel : approche numérique par méthodes de Monte-Carlo et validation expérimentale

Cette étude vise à quantifier l'impact thermique de bardages métalliques perforés installés en façade de bâtiments résidentiels. Ces produits, fabriqués par Gantois Industries, présentent une grande variabilité : motifs de perforation, pourcentage de vide, couleur, espacement au mur, inclinaison. L'objectif est d'identifier les configurations optimales pour maximiser les bénéfices thermiques, notamment la réduction des apports solaires estivaux. Un modèle complet a été développé avec les logiciels STARCAD et STARDIS, basés sur les méthodes de Monte-Carlo. Cette approche permet de traiter des géométries complexes sans pénalité sur le temps de calcul, de coupler naturellement conduction, convection et rayonnement, et d'intégrer des données météorologiques réelles. Des codes paramétriques génèrent automatiquement les géométries de différents types de tôles. Le modèle physique intègre les propriétés thermophysiques des matériaux, les conditions météorologiques horaires (rayonnement solaire, température d'air, convection) et tous les échanges thermiques. Une version modifiée de STARDIS traite spécifiquement les interruptions de chemins radiatifs par les bardages. Les simulations pour une après-midi ensoleillée montrent des réductions significatives de température de façade. Les résultats varient selon les paramètres : la couleur joue un rôle majeur, le pourcentage de vide influence l'ombrage, les nervures brise-soleil inclinées offrent les meilleures performances (jusqu’à -5°C). Une campagne de mesures in situ a été organisée à Saint-Dié-des-Vosges sur le site de Gantois Industrie. Le protocole teste simultanément plusieurs configurations : variation des motifs, des couleurs, de l'espacement au mur, présence de nervures, variation de l'inclinaison. Un système d'acquisition composé de thermocouples, de cartes multi-voies et d'anémomètres a permis de mesurer l'évolution temporelle des températures de façade et de tôles, ainsi que les vitesses d'écoulement d'air, sur deux journées complètes. La comparaison numérique/expérimentale permettra de valider le modèle et d'identifier les paramètres clés optimisant les performances. Cette méthodologie vise à fournir un outil d'aide à la décision pour proposer des solutions adaptées selon la localisation géographique et les contraintes architecturales.

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