L’homme et son environnement Thermique. Modélisation

Overview & Synopsis

L'homme demande de plus en plus une bonne qualité d'environnement dans toutes les situations : habitat, transports,... Le travail présenté s’intéresse à l’aspect thermique. Notre but est une meilleure compréhension des interactions homme environnement. Ce travail s'est fait par le développement de modèles permettant le calcul fin des transferts de masse et de chaleur locaux au niveau cutané. Pour cela il faut connaître avec précision les conditions climatiques, c'est-à-dire les différentes variables physiques et leurs variations spatiales et temporelles. Il faut également déterminer les effets de celles-ci sur le corps humain. Cette analyse passe donc par une modélisation de la thermo-physiologie humaine. Le corps humain est un système thermique non linéaire, complexe et régulé. Deux modèles sont utilisés, l'un simple où le corps est composé de deux compartiments pour l’analyse des situations homogènes, l'autre plus complet de 24 à 45 compartiments selon la complexité des conditions thermiques. Des modèles sont créés pour calculer séparément chaque type de transfert par convection, rayonnement infra-rouge et solaire, transfert à travers les vêtements ou un milieu solide. Diverses campagnes d'expériences ont été réalisées pour établir et valider ces modèles développés essentiellement au sein du logiciel TRNSYS. Nous présentons des applications dans l’habitat, la voiture et le scaphandre de sortie spatiale. Pour chaque domaine nous donnons, les particularités des conditions thermiques, les expériences réalisées et les interpréteurs. Afin d’analyser les situations réelles, le nombre des variables doit être limité. Nous avons développé des interpréteurs qui traduisent les variables physiques et/ou physiologiques en données pertinentes pour le domaine étudié. Il s’agit de sensations thermiques locales pour l’habitat ou de rythme cardiaque dans le scaphandre. Pour un individu soumis à des conditions thermiques complexes, cet outil complet permet d’obtenir toutes les variables physiques, physiologiques et perceptives, locales et globales, ainsi que des variables non mesurables comme les flux de masse ou de chaleur permettant de mieux comprendre les phénomènes de couplages. On peut alors envisager le dimensionnement d’équipements techniques en tenant compte des exigences de “confort” de l’être humain.