Energie Plus Le Site

Outil d'aide à la décision en efficacité énergétique des bâtiments du secteur tertiaire. Réalisé par Architecture et Climat, Faculté d'architecture, d'ingénierie architecturale, d'urbanisme (LOCI), site de Louvain-la-Neuve, Université catholique de Louvain, Belgique avec le soutien de la Wallonie.

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Category Archives: Ventilation

Les limitations du chauffage couplé à la ventilation hygiénique
Author Image Posted By : Gregory Leonard 19 Mai, 2021

Les limitations du chauffage couplé à la ventilation hygiénique

Les POE test réalisées par l’équipe E+ ont montré de façon récurrente des limitations importantes d’un tel système.

Tout d’abord, rappelons-nous que dans un tel système la puissance de chauffage va dépendre du débit de la ventilation et de la température de l’air : plus d’air plus chaud= plus de puissance de chaleur.

Mais attention, dans un bureau type le débit pulsé et nécessaire pour renouveler l’air n’est que de 60m3/h d’air neuf.

Sachant que le delta de T° est limité à 15° en général, car au-delà l’air chaud qui traine dans les conduites génère des odeurs et de l’inconfort…

Avec ce couple « type » et théorique de débit et de Température on peut fournir théoriquement jusqu’à 10-15W/m²  (ce sont les ordres de grandeur qu’on retrouve par ailleurs en général dans d’autres ressources, pour ces mêmes raisons).

Ce type de puissances sera suffisant pour maintenir la température d’un bâtiment très performant, mais trop limite pour effectuer une relance après une pause, surtout dans un bâtiment avec une forte inertie.

Pour aider à la relance, il faudra par exemple envisager un recyclage d’air : aujourd’hui cette possibilité est très rarement mise en œuvre. La POE peut permettre, en voici l’exemple, de relever ce genre de nécessité.

Ensuite l’air est pulsé à 35°C dans tous les locaux d’une zone généralement large. L’équilibrage d’un tel réseau est complexe, car le renouvellement de l’air neuf en dépend également.

« Si je suis seul dans le paysager, j’ai besoin de plus de puissance de chauffage et en même temps de moins de renouvellement d’air, comment faire? »

 

Author Image Posted By : Gregory Leonard 16 Juil, 2020

Prévenir la dispersion d’agents pathogènes

Gouttelettes et aérosols

L’épidémie liée au coronavirus SARS-CoV2 est l’occasion de faire le point sur la dispersion des agents pathogènes dans les bâtiments, et le rôle des réseaux de ventilation.

A l’évidence, les espaces confinés et mal ventilés sont favorables à la transmission des infections respiratoires. La durée de l’exposition à ce type d’environnement semble jouer un rôle (dans ce type d’espaces, les transmissions se font de deux façons : par gouttelettes, expulsées lorsque l’on parle, éternue ou tousse, et par aérosols).

La différence entre gouttelettes et aérosols tient en leur taille et, par conséquence, leur capacité à rester plus ou moins longtemps en suspension dans l’air et à éventuellement se disperser dans un réseau de ventilation. Certaines maladies, notamment liées au coronavirus SARS-CoV2, se transmettent également par le contact de surfaces infectées. Il s’agit là d’un mode de transmission qui n’est pas lié aux aspects techniques du bâtiment et que nous n’aborderons pas.

Les gouttelettes (> 10 micron) sont relativement lourdes et tombent à 1 ou 2 mètres de la personne qui les émets en toussant ou éternuant. La transmission se fait dès lors largement par le contact des mains avec des surfaces ou objets préalablement contaminées, puis le transfert des mains vers les yeux ou le système respiratoire. Une transmission directe par inhalation est néanmoins possible entre deux personnes proches (1 à 2 mètres).

Les aérosols sont formés par l’évaporation et dessiccation de gouttelettes. Il a été montré que les particules SARS-CoV-2 peuvent rester actives près de 3 heures dans l’air après leur production ((REHVA, REHVA COVID-19 guidance document, April 3, 2020, disponible sur : https://www.rehva.eu/fileadmin/user_upload/REHVA_COVID-19_guidance_document_ver2_20200403_1.pdf)).Des particules si petites peuvent facilement être portées sur de longueurs distances par des  mouvements d’air tels que présents dans les bâtiments. La contamination se produit alors par inhalation sans contact rapproché.

Covid19 Prévenir la dispersion d’agents pathogènes

Modes de transmissions des coronavirus (inspiré de publications de l’OMS).

Recommandations

Rapidement après le début de l’épidémie de COVID19, la Fédération des Associations Européennes de Chauffage, Ventilation et Air-conditionnée (REHVA) a publié des recommandations destinées à prévenir la transmission de la maladie. Ces recommandations n’étant pas, à ce moment, appuyées par des preuves scientifiques suffisantes, il s’agissait de recommandations de prudence pour les bâtiments tertiaires, à l’exclusions des bâtiments de soins.

Il est à noter qu’au moment de la publication des recommandations du REHVA, il était supposé que la transmission du SARS-CoV2  ce faisant par gouttelettes et contact uniquement. La transmission par aérosols n’avait pas encore été mise en évidence.

Les études scientifiques avançant, le European Center for Disease prevention and Control (ECDC) a publié en juin 2020 des recommandations concernant les  systèmes de ventilation dans le cadre de la prévention du COVID19. Celles-ci sont globalement cohérentes, bien que moins détaillées, que celles du REHVA.

Globalement, ces recommandations portent principalement sur le maintien de taux de renouvellement d’air élevés.

Dans ce qui suit, sauf mention contraire, les recommandations pointées sont celles du REHVA.

Garantir des débits de ventilation élevés

L’objectif est d’assurer le plus haut taux de ventilation possible par personne, grâce à :

  • L’élargissement des plages de ventilation : commencer la ventilation hygiénique 2 heures avant l’occupation du bâtiment, et l’interrompre deux heures après.
  • La continuation d’une ventilation non-nulle en-dehors des périodes d’occupation.
  • L’adaptation des consignes de modulations, par exemple en réduisant les valeurs cibles des régulations sur base de CO2 à 400 ppm, de sorte que le débit nominal de l’installation soit assuré en permanence.

En mi-saison, ces recommandations ont un impact énergétique limité. En plein été ou hiver par contre, elles risquent d’augmenter significativement les charges thermiques. Il faut donc rester vigilant et veiller à revenir à un fonctionnement « normal » dès que la situation sanitaire le permet.

D’autres recommandations liées sont :

  • D’utiliser autant que possible de l’air extérieur, notamment par l’ouverture des fenêtres, même dans les bâtiment équipés de systèmes de ventilation mécaniques. Cela revient à valoriser les solutions de ventilation intensive mécanique  ou naturelle, comme on le fait pour éviter les surchauffes estivales.
  • De garantir la dépression dans les locaux sanitaires pour limiter les risques de transmission fécale-orale. Cela implique de ne pas y ouvrir les fenêtres lorsqu’une évacuation mécanique par cheminée est prévue, pour ne pas risques des inversions de flux d’air.

La Taksforce Ventilation du Commissariat Corona recommande de ne pas dépasser 900 ppm et en aucun cas dépasser 1200 ppm ((https://emploi.belgique.be/sites/default/files/content/documents/Coronavirus/Plan_ventilation.pdf)).

Pas de recirculation d’air

A ce jour (juillet 2020), il n’y a pas de preuve de cas de contamination COVID19 liées à des réseaux de ventilation ((ECDC, Heating, ventilation and air-conditioning systems in the context of COVID-19, juin 2020,
disponible sur : https://www.ecdc.europa.eu/sites/default/files/documents/Ventilation-in-the-context-of-COVID-19.pdf)). Néanmoins,  les aérosols sont plus fins que les filtres classiquement utilisés et peuvent donc être distribués dans un bâtiment par un système de ventilation avec recyclage d’air. Ces systèmes doivent donc être absolument évités en période d’épidémie.

La présence de filtres en amont des clapets de mélange ne change pas cette recommandation, dans la mesure où ils ne sont pas assez fins que pour éviter le passage de particules de type aérosols.

Des systèmes de refroidissement à détente directe,  tels que les climatiseurs, entrainent également des mouvements d’air important dans un local, ce qui peut favoriser la dispersion des aérosols. L’usage de ceux-ci doit également être évité. Par contre, si ces climatiseurs ne peuvent être arrêtés complètement, il est recommandé de laisser tourner leurs ventilateurs en continu, de façon à éviter une sédimentation de particules au niveau des filtres et un apport important de particules dans l’air au moment du réenclenchement.

Dans le même esprit, on évitera les pulsions  d’air directement sur les personnes pour éviter que ce jet ne devienne vecteur de transmission si la personne qui se trouve dans le flux est infectée.

Utilisation sûre de la récupération de chaleur

Des inétanchéités au sein du dispositif de récupération de chaleur peuvent engendrer des contaminations, comme le ferait un recyclage.

C’est particulièrement sensible pour les échangeurs à régénération. En théorie, et lorsque l’installation est  bien réalisée et entretenue, les inétanchéité de ces échangeurs sont de l’ordre de 1 à 2% du débit passant, similaire à celles des échangeurs à plaques. Des inétanchéités de l’ordre de 20% sont par contre possibles en cas de défaut, typiquement à cause de déséquilibres entre les débits entrant et sortant.

Pour résoudre cela à court terme, une augmentation des débits globaux est recommandée, les déséquilibres étant relativement plus important à petits débits. Un by-pass de l’échangeur de chaleur et également possible, sans conséquence énergétique importante en mi-saison.

Eventuellement prévoir une filtration spécifique

Les particules liées à la transmission du SARS-CoV2  sont dans la gamme 70-120 nm. Pour cette gamme de particule, les filtres de type HEPA ont montré leur efficacité. Il s’agit des filtres dit « absolus », ou classes H10 à H14 selon la norme EN779, à savoir les filtres généralement utilisés dans les laboratoires, salles d’opérations, industries pharmaceutiques, … bien plus fins que ceux présents habituellement dans les bâtiments tertiaires.

Néanmoins, des systèmes de filtrations autonomes spécifiques peuvent être temporairement ajouté dans les locaux, pour peu qu’ils soient équipés de filtres HEPA. Leur efficacité a été démontrée, avec des réductions de concentration d’aérosols allant jusqu’à 90% ((J. Curtius, M. Granzin & J. Schrod (2021) Testing mobile air purifiers in a school classroom: Reducing the airborne transmission risk for SARS-CoV-2, Aerosol Science and Technology, DOI: 10.1080/02786826.2021.1877257)). Attention cependant à correctement les dimensionner. Leur efficacité dépendra de leur capacité à gérer le volume d’une classe. Un outil d’aide au dimensionnement est disponible.

Les systèmes portables de filtration électrostatique ou de désinfection par ultra-violet peuvent également être efficaces, lorsqu’il n’est pas possible d’assurer un apport d’air neuf important ((Hogeling, Jaap, et al. How Can Airborne Transmission of Covid-19 Indoors Be Minimised ? Disponible sur https://scholar.colorado.edu/concern/articles/8w32r666s)).  Mais dû au faible débit que ces systèmes peuvent traiter, ils ne purifieront que des petites zones et doivent donc être placés à proximité immédiate des occupants. Attention cependant aux émissions d’ozone que ces types de purificateurs d’air engendrent.  Un rapport présentant les différentes technologies de purificateurs d’air est indiqué en bibliographie ((Kirkman, Sophie, et al. Effectiveness of Air Cleaners for Removal of Virus-Containing Respiratory Droplets: Recommendations for Air Cleaner Selection for Campus Spaces, May 2020, disponible sur https://shellym80304.files.wordpress.com/2020/06/air-cleaner-report.pdf)).

L’arrêté ministériel du 12 mai 2021 relatif aux conditions de mises sur la marché de produits purificateurs d’air donne des indications précieuses sur quelles technologies éviter et privilégier. Bien que limité dans sa durée d’application et lié au contexte spécifique de la pandémie SARS-CoV-2, nous estimons que ces règles peuvent servir de cadre plus général dans le choix des systèmes de purification. Cet arrêté rappelle la priorité à donner à l’aération des espaces sur la purification d’air, et précise dans son article 5 qu’est interdite la mise sur la marché des produits mobiles et non mobiles de purification d’air destinés à être installés dans les locaux fréquentés par le public et qui se composent d’une ou plusieurs des techniques suivantes couplées ou non à une ventilation :

  • de l’ozone, les systèmes à plasma froid ;
  • les systèmes qui utilisent des UV-C et qui ne suivent pas les conditions fixées à l’article 3, 7° et à l’article 4, 8° ;
  • la combinaison d’UV et de solides photo-catalytiques (principalement le TiO2) ;
  • l’ionisation de l’air sans capture des précipités ;
  • brumisation au peroxyde d’hydrogène.

Le même arrêté encadre les performances attendues des systèmes de purification autorisés (voir le texte de l’arrêté pour les détail des exigences) :

  • Filtres : filtres répondent aux normes HEPA de la classe H13 (efficacité de rétention de 99,95%), HEPA de la classe H14 et EPA de la classe E12 (efficacité de rétention de 99,95%, de 99,995% et 99,5% respectivement, selon les normes NBN EN 1822:2019 et EN ISO 29463). Les filtres doivent être intégrés dans un boitier au système de ventilation pour prévenir toute fuite possible de sorte que l’efficacité totale du système est égale à l’efficacité du filtre seul.
  • Précipitateur électrostatiques : l’efficacité des précipitateurs électrostatiques est au minimum celle des filtres EPA de la classe H13. Le système de collecteur de précipités doit être remplaçable et la production d’ozone affichée sur l’appareil, les lampes doivent être placées dans un boîtier d’où aucune lumière ne peut s’échapper, ou le système de purification d’air non mobile doit être conforme aux normes de sécurité EN ISO 15858.
  • lampes UVC : la longueur d’onde des lampes UVC doit être garantie, par le fabricant ou le responsable de la mise sur le marché selon leur utilisation : entre 185 et 240 nm pour générer de l’ozone et entre 220 et 280 nm pour inactiver le SARS-CoV-2, avec une efficacité au moins équivalente à celle des filtres EPA de la classe E12. Les lampes doivent être placées dans un boîtier d’où aucune lumière ne peut s’échapper et conformes aux normes de sécurité reconnues EN IEC 60335-2-65 dans le cas d’un système fermé, ou aux normes de sécurité reconnues EN IEC 62471 et IEC PAS 63313 dans le cas d’un système ouvert.

Efficacité des différents systèmes de filtration

Pour la plupart des techniques, leur efficacité n’est prouvée qu’en laboratoire. Or, les conditions réelles influent largement sur la circulation de l’air et des particules par les mouvements des personnes. L’efficacité de tous les purificateurs dépend aussi de leur CADR. 

Le CADR pour « Clean Air Delivery Rate » correspond au débit d’air purifié par un appareil en m3/heure. Certains systèmes sont dotés de plusieurs positions de CADR. Dans ce cas, elles doivent être mentionnées par le fabricant, soit sur l’appareil lui-même, soit dans son manuel technique.

En conclusion, les chercheurs et les autorités se rejoignent pour dire que l’usage des purificateurs d’air est fortement conseillé, particulièrement dans les lieux où une aération régulière n’est pas possible. Il est sûr que ces appareils ne garantissent pas un air totalement sain. Dans les recommandations principales en matière de protection contre le SARS-CoV-2 dans les lieux clos, les autorités insistent sur l’aération des pièces. Aucun dispositif de purification d’air présent sur le marché ne peut se substituer au renouvellement de l’air par aération. Au niveau français, le Haut Conseil Supérieur de la Santé (HCSP) insiste aussi sur la nécessité du respect des gestes barrières, ils réduisent fortement le risque de transmission du SARS-CoV-2((Haut Conseil de la santé publique – Avis relatif au recours à des unités mobiles de purification de l’air dans le cadre de la maitrise de la diffusion du SARS-CoV-2 dans les espaces clos – 14 mai 2021)). 

Pour les personnes souhaitant équiper leur établissement d’un purificateur d’air, une liste des appareils contrôlés est disponible sur le site du Service Public Fédéral de la Santé : https://www.health.belgium.be/fr/list-des-produits-de-ventilation-purification-contre-la-covid-19-controles-et-autorises

Afin de compléter notre propos concernant la filtration, voici également un article portant sur la classification des filtres à air.

Prendre ses précautions lors des entretiens

Les entretient normaux d’équipement techniques tels que les filtres ou ventilateurs doivent être maintenus en période d’épidémie, pour assurer leur bon fonctionnement, en particulier garantir que les débits d’air souhaités sont effectivement obtenus.

Cependant, il faut veiller à la santé des personnes qui effectuent ces entretiens. On partira donc du principe de sécurité que les équipements  faisant l’objet de l’entretien son contaminés, en particulier les filtres liés au réseau d’extraction d’air, dans des bâtiments où des cas de contamination ont été identifiés.

Le personnel interviendra dans une installation à l’arrêt, pour ne pas se trouver dans un flux d’air potentiellement contaminé, sera équipé de gants et  d’une protection faciale, et les filtres usagés seront placés dans des sacs scellés.

Les fausses bonnes idées

Contrairement à d’autres transmissions par virus, jouer sur les conditions d’ambiance hydrique et thermique n’a pas d’impact sur les coronavirus. Ceux-ci résistent sans difficultés jusqu’à des humidités au-delà de 80% et des températures au-delà de 30°C, soit au-delà des zones de confort. L’humidification et le traitement d’air ne sont donc pas des moyens de prévention efficaces, et il n’y a pas lieu de modifier les consignes habituelles. Néanmoins, l’ASHRAE recommande de maintenir une humidité relative supérieure à 40%, notamment pour limiter le stress au niveau des systèmes respiratoires des occupants ((ASHRAE, COVID-19 (CORONAVIRUS) PREPAREDNESS RESOURCES, juin 2020,
disponible sur https://www.ashrae.org/technical-resources/resources)).

De la même façon, le nettoyage des conduits de ventilation ne limite pas les risques de contamination. Les particules sont soit trop lourdes pour être aspirées dans les conduits, soit trop légères (aérosols) que pour se déposer à leur surface. Il n’est donc pas recommandé d’augmenter la fréquence d’entretien normale.

Enfin, les remplacement de filtres au niveau des prises d’air extérieur ne doivent pas être fait plus fréquemment qu’à l’accoutumée. Ces filtres ne sont pas considérés comme des sources de contamination, et l’air extérieur est supposé sain.

Méthode de contrôle et de modulation de la ventilation mécanique
Author Image Posted By : Gregory Leonard 27 Nov, 2019

Méthode de contrôle et de modulation de la ventilation mécanique

Méthode de contrôle et de modulation de la ventilation mécanique

Monitoring du taux de Dioxyde de carbone (CO2)

Une des méthodes pour moduler et contrôler le débit du système de ventilation est de mesurer le taux de CO2 d’un local ou d’une zone. En faisant cela, le système peut se faire une idée de l’occupation de l’espace et adapter le taux de renouvellement de l’air. Le CO2 est ici utilisé comme un marqueur de l’occupation en quantité et en intensité. Si le niveau de CO2 dépasse une limite préconfigurée, le système de ventilation augmentera le débit d’arrivé d’air frais pour cet espace.

Détection de l’inoccupation

Quand une inoccupation est détectée dans un espace (information provenant du système d’éclairage ou de détecteurs de présence), le débit de ventilation est rapidement fortement réduit ou complètement mis à l’arrêt pour éviter les pertes d’énergie (ventilation, chauffage et refroidissement). Cette stratégie est généralement destinée aux locaux dont l’utilisation est intermittente par nature (cafétérias, salles de réunions, …).

La valorisation de l’air extérieur

Lorsque l’air extérieur est plus froid que celui de l’espace devant être conditionné et que cette fraicheur est recherchée, le système de gestion du bâtiment pourra ouvrir les ouvertures de ventilation, grilles et autres fenêtres pour valoriser ce refroidissement gratuit et décharger partiellement ou complètement les systèmes mécaniques.

Author Image Posted By : Energie-Plus 27 Août, 2015

Régler les débits de ventilation

Régler les débits de ventilation [gérer - ventilation]

Principes de réglage

Avant tout chose, il convient de ne pas confondre : régler les débits d’air ce n’est pas les réguler !

  • Réguler les débits d’air c’est modifier l’alimentation en air des locaux en fonction de conditions et de paramètres intérieures et ou extérieurs. Par exemple, si la pollution d’un local dépasse un seuil limite, les débits peuvent être automatiquement réguler à la hausse pour évacuer ce trop plein de pollution intérieur.
  • Régler les débits d’air consiste à effectuer le réglage complet du système juste après son installation (complète !) pour lui permettre d’atteindre les débits prévus lors de la conception. Il s’agit donc du réglage des bouches de pulsion et d’extraction, des clapets de régulation, des ventilateurs, des systèmes de distributions, etc.

Régler une installation, c’est donc assurer dans chaque local le débit d’air nécessaire. Ni plus, ni moins. Par souci de confort et d’économie d’énergie. Cette opération est normalement effectuée par l’installateur avant la réception des travaux, pour ajuster les débits aux valeurs prévues par le bureau d’études. Mais une mise au point ultérieure par le gestionnaire est parfois nécessaire en fonction de l’occupation effective du bâtiment.
L’équilibrage est réalisé dans les conditions normales de fonctionnement, soit

  • avec portes intérieures fermées, sauf si l’usage courant les destine à rester ouvertes,
  • avec portes et fenêtres extérieures fermées,
  • avec l’extraction en fonctionnement dans le cas d’un système double flux.

Il est grandement favorisé par l’existence d’organes de réglage des débits aux bouches et en tête des branches. À défaut, des diaphragmes de réglage peuvent être insérés dans les conduits, mais leur utilisation est moins souple.

Deux principes dirigent le travail :

  1. Tous les débits d’une distribution restent proportionnels entre eux lorsque le débit en tête varie. Autrement dit, si une bouche est réglée pour diffuser un débit double de sa voisine, ce rapport restera quel que soit le débit qui les alimentera.
    Ce principe va entraîner le réglage proportionnel de toutes les bouches d’une branche, puis toutes les branches entre elles, sans se soucier du débit effectif. En fin de travail seulement, le débit total souhaité sera réglé au ventilateur… et donc automatiquement à toutes les bouches.
  2. Après équilibrage de l’ensemble, la consommation d’électricité est la plus faible :

    • Si au moins un organe de réglage de bouche est totalement ouvert (c’est la bouche la plus défavorisée),
    • si au moins un organe de réglage de branche est totalement ouvert (c’est la branche la plus défavorisée),
    • et si le registre du ventilateur est ouvert totalement (à partir du moment où le ventilateur a été correctement dimensionné).

Un exemple vaut mieux qu’un long discours :

Calculs

 Un programme de simulation de l’équilibrage d’un réseau aéraulique vous permet de tester la méthode, en vous amusant !

Objectif ? En agissant sur les ouvertures de vannes, il faut obtenir les débits souhaités en adaptant les débits réels.

Suggestion : Imprimer préalablement le mode d’emploi ci-dessous pour l’avoir à côté de soi lors de l’utilisation du programme.

Méthodes d’équilibrage de l’installation

Mode d’emploi de l’équilibrage

  1. Commencer par ouvrir tous les organes d’équilibrage du réseau (bouches, têtes des branches, registre du ventilateur). Sur le terrain, il faudra maintenir le registre du ventilateur à une position proche de la fermeture pour ne pas dépasser la limite de charge du ventilateur (à contrôler par la mesure du courant absorbé par le moteur). Dans les réseaux à débit variable, placer les points de consigne des régulateurs de débit à leur valeur maximale.
  2. Réaliser un premier ajustement des débits (régler approximativement le ventilateur pour que son débit soit légèrement supérieur (10 %) à sa valeur nominale, approcher l’équilibrage en tête des branches par un premier réglage grossier). Cette opération permet d’arriver plus facilement au bon résultat sur le terrain. Elle ne doit pas être faite sur le programme de simulation.
  3. Attaquer une branche (de préférence la branche la plus défavorisée) : repérer la bouche la plus défavorisée (voir remarque ci-dessous), mesurer son débit, laisser son réglage ouvert à 100 %, puis régler le débit de toutes les autres bouches de la branche à un débit proportionnel à celui de la bouche la plus défavorisée. Tous les débits obtenus seront incorrects en valeur, mais corrects dans les proportions entre eux.
  4. Procéder de même pour chaque branche.
  5. Régler les registres des têtes de branches de la même manière : les proportions entre branches doivent être correctes, en vous référant à la demande de la branche la plus défavorisée pour laquelle le registre reste ouvert.
  6. Enfin régler le débit du ventilateur à la valeur totale souhaitée. Normalement, si le ventilateur a été correctement dimensionné ou s’il dispose d’un régulateur de débit, le registre du ventilateur devrait rester ouvert à 100 %. Freiner après le ventilateur, c’est appuyer en même temps sur l’accélérateur et le frein d’une voiture…
Exemple pratique.

Dans le programme de simulation, prenons les 2 dernières bouches de la 3ème branche : elles demandent toutes deux 800 m³/h de débit. Or, sans toucher aux autres organes de réglages, l’une donne 416 m³/h et l’autre 219 m³/h. Fermons l’avant-dernière bouche jusqu’à 82,2 % d’ouverture. Cette fois, les 2 dernières bouches donnent 285 m³/h. Ce n’est donc pas le débit demandé, mais le rapport des débits entre eux est correct : l’avant-dernière bouche donne 100 % de la dernière, l’objectif du réglage est atteint. Après avoir réalisé le même travail avec toutes les autres bouches, il suffira d’adapter le débit total pour que tous les débits soient corrects.

Remarques.

  • Toucher au débit d’une bouche, c’est modifier le débit de toutes les bouches ! Le réglage est donc plus facile à faire sur ordinateur que sur le terrain : l’ordinateur calcule en permanence le rapport entre tous les débits. Sur le terrain, il faut travailler à deux, l’un restant à la dernière bouche durant tout le réglage de la branche et communiquant à son collègue l’évolution du débit…
  • Le programme de simulation permet de visualiser de façon didactique les étapes d’un équilibrage de réseau. Il n’est pas destiné à prédire le réglage d’un réseau déterminé… On ne peut donc y intégrer les données particulières de son propre bâtiment.
  • Ce type de travail est bien adapté aux réseaux pour lesquels la perte de charge des bouches est importante par rapport à la perte de charge des conduits. C’est souvent le cas pour les installations de conditionnement d’air, ce sera sans doute plus difficile dans le cas des réseaux de ventilation.
  • À la fin d’un équilibrage, il est utile de consigner par écrit les valeurs réglées : débits des bouches, pressions en amont des registres, tension, intensité et vitesse du ventilateur, température du réseau lors de l’opération,…
  • Il existe des bouches auto-régulatrices : dans une plage de pression donnée, le débit est maintenu relativement constant, ce qui facilite fortement l’opération, voire la rend inutile…
  • On entend par « bouche la plus défavorisée », celle qui est soumise à la plus faible pression différentielle pour des débits réglés à leur valeur nominale : c’est souvent la bouche la plus éloignée, parce que le trajet le plus long entraîne les pertes de charges les plus élevées. Mais cela peut être parfois l’avant-dernière bouche qui aurait un débit plus élevé et donc également des pertes de charges plus importantes.

Calculs

 Si vous faites partie de ceux qui vont toujours voir les réponses à la fin sans chercher, il est possible de visionner le résultat de l’équilibrage… déjà tout fait par un autre ! Il faut admettre que vous avez déjà lu jusqu’ ici…
Author Image Posted By : Energie-Plus 25 Mar, 2015

Organiser la ventilation

Organiser la ventilation

Organiser la ventilation

Une ventilation hygiénique de base est nécessaire pour assurer la bonne qualité de l’air des bâtiments et garantir la santé des occupants. Pour évacuer efficacement les polluants (CO2, fumée de tabac, humidité, …) présents dans l’air intérieur, il faut assurer un renouvellement de l’air du local suffisant. Ce renouvellement de l’air recommandé ne pourra se faire que :

Concevoir

 Pour concevoir la ventilation.

Créer un déplacement de l’air

L’air intérieur peut se renouveler naturellement (infiltration, ventilation naturelle,…) ou mécaniquement (via un ventilateur). Dans les deux cas, la ventilation des locaux n’est possible que grâce à un moteur (naturel ou mécanique) de déplacement d’air :

Favoriser un moteur naturel

Les masses d’air se déplace naturellement dû à des différences de pressions ou de températures : l’air se déplace de la haute pression vers la basse pression, l’air chaud, plus léger, s’élève et l’air froid, plus lourd, descend. Ces déplacements naturels de masse d’air peuvent être utiliser au sein d’un bâtiment pour organiser le renouvellement de son air.

  • Soit un tirage par cheminée verticale. L’air extérieur entre par des ouvertures en façade, se réchauffe au contact de l’air intérieur, monte naturellement et est évacuer grâce à une cheminée ou un conduit vertical. À noter que ceci peut créer des contraintes de conception suite aux critères de protection incendie qui exigent eux de compartimenter les étages, ce qui implique soit que les transferts d’air entre étages soit obturables automatiquement (portes coupe-feu à fermeture automatique, si on utilise la cage d’escalier comme conduit d’extraction intensive, clapets coupe-feu), soit que chaque étage dispose de sa propre évacuation vers la toiture.. En rénovation également, cette solution demande des aménagements importants de la structure du bâtiment (perçage de chaque plancher, …).

En façade Sud, l’effet de tirage thermique des cheminées est renforcé
par des blocs de verre chauffés au soleil.

  • Soit un tirage par ventilation transversale, d’une façade à l’autre. Suite à la différence de pression (due au vent ou à l’ensoleillement) entre deux façades du bâtiment, l’air extérieur entre dans le bâtiment par une en surpression, se réchauffe au contact de l’air intérieur et est aspirer à l’extérieur sur une façade en dépression. Toutefois, l’ouverture des portes intérieures peut créer des problèmes acoustiques et des courants d’air inconfortables. Des ouvertures par grilles ou impostes au-dessus des portes sont aussi possibles.

L’air se déplace principalement grâce aux pressions
et dépressions exercées sur les façades par le vent.

Ici, à côté de chaque fenêtre du couloir, un panneau de bois peut être ouvert pour créer une circulation d’air transversale (vues intérieures et extérieures du bâtiment).

  • Soit un une combinaison des deux : dans chaque local, des fenêtres (une en partie haute et une en partie basse) munies de grilles peuvent s’ouvrir, en fonction de l’écart entre la température intérieure et extérieure. Un refroidissement naturel de chaque local est possible, sans extraction par une cheminée commune. Mais les débits de refroidissement restent limités.

L’air chaud migrant vers l’extérieur en partie haute des ouvertures
et l’air frais pénétrant en partie basse (débits d’air limités par cette méthode).

 

Ouverture des fenêtres en partie inférieure et supérieure, pour favoriser une circulation d’air dans le local (les colorations jaunes et oranges ne sont dues qu’au reflet des stores du bâtiment en face…).

Concevoir

 Pour choisir les amenées d’air naturelles.

Concevoir

 Pour choisir l’emplacement des rejets d’air extérieurs.

Mettre en place un moteur mécanique

Le renouvellement de l’air intérieur peut aussi être « forcé ». Quand les moteurs naturels sont trop faible pour assurer les débits voulus, il devient nécessaire de placer un ou des ventilateur(s) : on parle alors de déplacement motorisé de l’air. Mettre l’air en déplacement via un ventilateur permet de gérer le temps, la durée et l’intensité de la ventilation et des débits d’air voulus.

Ventilateur centrifuge

Concevoir

 Pour choisir un ventilateur.

Favoriser le déplacement de l’air

Une fois que l’air est mis en mouvement, il faut lui permettre de circuler au sein du bâtiment afin de balayer les différents locaux et d’assurer dans chacun d’entre eux le juste renouvellement de l’air. À noter que les principes de transferts d’air d’un local à un autre vont se différencier suivant le type de programme (bureaux, hôpitaux, salles de sports, …).

De manière générale, il convient de transférer l’air des locaux secs vers les locaux humides ou encore des locaux les moins pollués au locaux les plus pollués. Pour ce faire des ouvertures de transferts (portes ouvertes, fentes sous les portes, grilles murales ou dans les portes, impostes, conduits …) doivent être prévues et disponible d’un local à un autre.

           

Transfert d’air au travers d’une porte ou par détalonnage.

Concevoir

 Pour choisir les ouvertures de transferts.

Réguler ce déplacement d’air

Finalement, si l’air est mis en mouvement et son déplacement s’effectue correctement, il devient très utile de pouvoir agir sur les débits afin d’assurer les renouvellements d’air recommandés par les normes.

En pratique, il est plus qu’utile d’adapter le fonctionnement de la ventilation en fonction de la période d’occupation et de paramètres intérieurs : nombre de personnes présentes, température, CO2 ou encore humidité.

Il existe différentes stratégies de régulation. Les possibilités vont varier entre la ventilation naturelle :

et la ventilation mécanique :

En pratique, la gestion de la ventilation agit sur la modulation des débits en modifiant la vitesse du ou des ventilateurs et/ou en modifiant l’ouverture de clapets au sein des conduits ou directement au droit d’une grille de pulsion ou d’extraction ou encore des amenées ou évacuations d’air naturelle.

Gérer

 Pour réguler les débits d’air dans le systèmes.

Concevoir

 Pour choisir le mode de gestion des débits.

Gérer

 Pour réguler les débits d’air dans le systèmes.
Author Image Posted By : 25 Sep, 2007

Réguler les débits d’air dans le système

Réguler les débits d'air dans le système

Diminution permanente des débits

Avant, très généralement, un ventilateur est installé lors de la construction du bâtiment ou lors d’une rénovation importante. Ensuite, il tourne dans les conditions d’installation initiales pendant toute sa durée de vie. En cas de défaillance, il est remplacé par un modèle de même type, sans que l’on se pose la question de savoir si un modèle avec d’autres caractéristiques ne conviendrait pas mieux …

Or, lors de la sélection du ventilateur, le point de fonctionnement souhaité est déterminé théoriquement en définissant le débit nécessaire et en calculant les pertes de charge du circuit pour ce débit. Ce calcul est souvent approximatif surtout s’il s’agit d’un circuit ancien, modifié à plusieurs reprises. Il s’en suit que « par mesure de sécurité », les pertes de charge sont surévaluées et que le ventilateur choisi fournit un débit plus grand que nécessaire. La perte de charge réelle est en effet inférieure à celle qui a servi de base à la sélection.  De même, les besoins thermiques ne restent pas constants en fonction des saisons. Il est dès lors judicieux de s’interroger sur la nécessité de maintenir un régime de fonctionnement identique tout au long de l’année.

Si les débits relevés dans le bâtiment sont plus importants que les valeurs recommandées, il est possible à faible coût de diminuer la vitesse du ventilateur de façon permanente :

D2 = (n1 / n2) x D1 (changement de la poulie du ventilateur)

D2 = (n2 / n1) x D1 (changement de la poulie du moteur)

  • D1 et n1 = diamètre de la poulie et vitesse de rotation d’origine
  • D2 et n2 = diamètre de la nouvelle poulie et nouvelle vitesse de rotation.
  • Si le moteur du ventilateur possède plusieurs vitesses, une commutation sur une vitesse inférieure peut s’avérer suffisante. Cette commutation peut être automatique en fonction du moment de la journée.
    Par exemple : passage en petite vitesse en journée dans la cafétéria d’un hôpital.

Ces actions sont rapidement rentabilisées, d’une part par la diminution des besoins de chauffage de l’air neuf et d’autre part par la diminution de la consommation électrique du ventilateur (la consommation électrique varie comme le cube de la vitesse de rotation (règles de similitude)).

Exemple.

Situation de départ Situation révisée
Vitesse (tr/min) 2 000 1 000
Débit d’air (m³/h) 21 600 (1 000 / 2 000) x 21 600 = 10 800
Pertes de charge (kPa) 1,4 (1 000 / 2 000)² x 1,4 = 0,35
Puissance absorbée par le ventilateur (kW) 12,2 (1 000 / 2 000)³ x 12,2 = 1,52

Soit une économie électrique de 88 % !

Attention, une modification de la vitesse de rotation du ventilateur fait varier la charge électrique du moteur. Il convient donc de mesurer l’intensité absorbée par le moteur après chaque modification de poulie et de contrôler qu’elle reste dans les limites indiquées sur sa plaque.

Calculs

 Pour estimer la rentabilité d’une modification des débits de ventilation dans votre situation.

Arrêt de la ventilation

Le contrôle du temps de fonctionnement est ce que l’exploitant peut gérer le plus facilement lui-même. Les interventions sont simples, les gains en énergie et usure du matériel souvent énormes. Il faut donc se demander si la durée de ventilation appliquée est nécessaire.

Dans le choix de ce mode de gestion, certaines précautions de base sont à prendre

  • Adapter le nombre d’heures de fonctionnement et l’horaire d’exploitation lorsque les besoins et les affectations des locaux changent.
  • Contrôler régulièrement la programmation de l’horloge (suspendre une étiquette à proximité avec l’horaire valable).
  • Modifier l’horaire en fonction des saisons si nécessaire.
Exemples.

  • Dans une installation de ventilation simple flux (grilles dans les menuiseries et extraction dans les sanitaires), l’extraction peut être automatiquement réduite durant les périodes d’inoccupation (une coupure complète risque de provoquer la propagation d’odeurs). Cette remarque peut conduire à prévoir des extractions à deux vitesses. Il est alors souhaitable de réaliser un zonage des besoins d’extraction afin que les zones intéressées puissent entrer dans un programme d’occupation des lieux fixé à l’avance (vertical ou horizontal).
  • Dans une installation double flux (pulsion dans les locaux et extraction dans les sanitaires, les extractions sanitaires peuvent passer en régime réduit en période d’inoccupation et dans le même temps les introductions d’air neuf sont arrêtées. Il y a alors une légère dépression dans l’ensemble des locaux intéressés. Les installations peuvent être sous le contrôle d’une ou plusieurs horloges pour la programmation des différents régimes de marche (hors gel, relance, marche normale).
  • Une horloge commande le passage de grande vitesse à petite vitesse dans un réfectoire, en fonction de l’horaire de la journée

Le temps de retour de telles opérations est souvent inférieur à 1 an.

Exemple.

Un ventilateur sanitaire extrait 1 000 m³/h, dans un immeuble de bureaux occupé de 8 à 18 h. Par rapport à un fonctionnement en continu, l’adaptation des horaires de ventilation à l’occupation permet d’économiser :

En électricité :

0,25 [W/(m³/h)] x 1 000 [m³/h] x 4 130 [h/an] =
1 032 [kWh/an]

où :

  • 0,25 W/(m³/h) est un ordre de grandeur de puissance absorbée pour une extraction seule (pour installation double flux, la puissance absorbée par les ventilateurs varient de 0,25 (installation performante) à 0,75 W (installation moyenne) par m³/h d’air transporté)).
  • 4 130 h/an est le nombre d’heures d’inoccupation des bureaux durant la saison de chauffe (35 semaines/an ou 5 880 h/an).

En chauffage :

0,34 [W/m³.K] x 1 000 [m³/h] x (16 [°C] – 5 [°C])
x 4 130 [h/an]/ 0,7 / 1 000 =
15 446 [kWh/an] ou 1 544 litres de fuel ou m³ de gaz par an

où :

  • 16° est la température de consigne de chauffage en période de ralenti et 5° la température extérieure moyenne nocturne durant la saison de chauffe.

L’économie financière totale s’élève de 1125,5 [€/an] (à 0,622 €/litre de fuel et 0,16 €/kWh en heures creuses).

L’investissement à consentir pour une horloge programmable est de l’ordre de quelques dizaines d’euros.

Cependant, il est à noter qu’en période d’occupation, une ventilation minimale doit toujours être maintenue même en-dehors de la présence des occupants, par exemple la nuit. Un arrêt complet de la ventilation hygiénique ne doit être envisager que dans le cas d’une période d’inoccupation plus longue : vacances, inoccupation du bâtiment, …

Calculs

 Pour estimer la rentabilité d’une modification de l’horaire de ventilation dans votre situation.

Gestion de la ventilation à la demande

La gestion de la ventilation à la demande consiste à moduler les débits de ventilation en fonction du taux d’occupation des locaux. Un capteur (détection de présence, sonde CO2, …) commande soit les bouches de distribution de l’air, soit directement la vitesse du ventilateur.

Concevoir

 Pour choisir le mode de régulation et les capteurs.

L’investissement à consentir pour adapter l’installation existante (bouches réglables, réglage du débit du ventilateur, …) rend la gestion de la ventilation à la demande (c’est-à-dire par sonde de qualité d’air ou détection de présence) difficilement rentable dans les immeubles de bureaux classiques. Elle ne peut se justifier que pour des débits gérés par sondes et des temps de fonctionnement à régime réduit suffisamment importants (salle de conférence, salle de réunion, piscine, …). Dans les autres cas, il faut se contenter de systèmes très simples comme la simple horloge sur l’extraction.

Calculs

 Pour estimer la rentabilité d’une gestion de la ventilation à la demande dans votre situation.
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Entretenir le système de distribution de l’air

Entretenir le système de distribution de l'air

Périodicité des inspections et entretiens

L’encrassement du système et des conduits de ventilation est fonction :

  • du niveau et du type d’activité dans la zone desservie,
  • du profil d’occupation de cette zone,
  • du niveau d’étanchéité de la zone (sas présents on au contraire la zone est ouverte à tout vent),
  • de la pollution de l’air extérieur,
  •  …

Deux types d’inspection et d’entretien peuvent être réalisés : l’un par l’utilisateur qui s’occupera principalement le nettoyage et dépoussiérage des parties directement accessibles du système, le remplacement des filtres et le contrôle des bruits venant du ventilateur, l’autre par l’installateur qui agira sur les parties plus techniques ou moins accessibles de l’installation (conduits, ventilateurs, récupérateur de chaleur,…). Suivant le type d’entretien, la fréquence de contrôle peut être plus ou moins longue :

Pour un contrôle et un entretien régulier par l’utilisateur tous les 3 à 12 mois

Pour un contrôle et un entretien périodique plus important par l’installateur tous les 1 à 4 ans

Dans son étude OPTIVENT, le CSTC préconise à titre indicatif différentes fréquences de contrôle suivant le composants de l’installation de ventilation à entretenir :

Composants Fréquence
Inspection Nettoyage Remplacement
Ouvertures d’alimentation naturelle 3 mois 1 ans
Prises d’air 3 mois 1 ans
Filtres 1 mois 3 mois 1 ans
Échangeur de chaleur 1 ans 3 ans
Ventilateurs protégés par un filtre 1 ans 3 ans
Ventilateurs non protégés 1 ans 1 ans
Conduits rigides 3 ans 9 ans
Conduits flexibles 3 ans 9 ans
Bouches de ventilation 3 mois 1 ans
Ouvertures d’évacuation naturelle 3 mois 1 ans
Conduits d’évacuation naturelle 3 ans 9 ans

Entretien des batteries, échangeurs de chaleur et conduits

Au fil des ans, les poussières et impuretés se déposent dans toutes les parties de l’installation.

Quand la température et l’humidité sont favorables, cette poussière constitue un bouillon de culture idéal pour une importante flore microbiologique. Cela devient souvent critique aux abords des batteries de chauffe et de refroidissement.

Il en résulte aussi une perte de rendement, une augmentation de la corrosion et du danger d’incendie.

Une inspection visuelle des équipements est donc nécessaire. Pour faciliter celle-ci, un nombre suffisant d’ouvertures doit être prévu pour atteindre les endroits difficilement accessibles (conduits en faux plafond). À partir de ces ouvertures, il est possible d’utiliser des techniques endoscopiques. Suite à ces examens (qui peuvent être complété par une analyse biologique de l’air), les installations seront nettoyées et éventuellement désinfectées.

Lorsque les éléments de l’installation sont facilement accessibles, leur nettoyage ne pose pas de problème.

Trappe de visite pour conduit circulaire.

Pour éviter l’encrassement des canaux, il est recommandé de contrôler, nettoyer et désinfecter ces groupes à intervalles réguliers.

Les batteries

Les batteries de réchauffe et de refroidissement des conduits sont nettoyées via des panneaux d’accès existants ou nouvellement aménagés. En fonction du degré d’encrassement des batteries, différentes concentrations d’agents dégraissants et de désinfectants peuvent être utilisées.

Batterie encrassée suite à une mauvaise filtration.

Les échangeurs de chaleur

Comme les ventilateurs, les échangeurs à plaques doivent être entretenus par un professionnel mais suivant les instructions et recommandations de l’installateur, l’entretien de l’échangeur peut se faire au moyen d’un aspirateur ou d’un pistolet à air comprimé, certains peuvent être nettoyé par immersion dans l’eau (attention à le sécher correctement après).

Les conduits

Il est à noter que les conduits flexibles sont difficilement nettoyable au contraire des conduits rigides. C’est en partie d’ailleurs pourquoi ils ne sont pas recommandés, puisqu’à défaut de pouvoir être nettoyé régulièrement, leur remplacement sera nécessaire.

En ce qui concerne le nettoyage des conduits rigides, on a le choix entre des méthodes conventionnelles, de type essentiellement manuel, et des techniques mécaniques plus avancées. La brosse rotative reste l’élément le plus couramment utilisé.

Le nettoyage des conduits suivant la méthode traditionnelle est une opération à haut coefficient de main-d’œuvre, et par conséquent onéreuse. Avant de pouvoir commencer les travaux de nettoyage proprement dits, diverses opérations préliminaires s’imposent. Dans la plupart des cas, le faux plafond doit être démonté.

En revanche, des techniques modernes permettent de nettoyer l’installation facilement :

  • Tous les 8 à 10 m. de petits trous de 25 mm de diamètre sont percés dans les conduits d’aération. Ces trous peuvent ensuite être obturés au moyen de bouchons et être reliés directement au faux plafond.
  • Avant le début des opérations de nettoyage, les conduits d’aération sont contrôlés visuellement grâce à une technique endoscopique via les petites ouvertures.
  • Ce contrôle permet de faire le point sur la quantité d’impuretés accumulées.
  • Le nettoyage du réseau se déroule comme suit. Une portion de conduit de 30 à 50 m de long est isolée du reste du réseau. Un puissant appareillage à vide lui est connecté. Un gicleur actionné par air comprimé est introduit dans les petites ouvertures. Les impuretés qui recouvrent l’intérieur des conduits d’aération sont balayées et éliminées par soufflement.

    Mise en dépression des conduits de ventilation.

     

    Robot d’inspection des conduits.

  • Dans certains cas, le gicleur est monté sur un petit robot équipé d’une caméra. Un plus en matière de maniabilité qui garantit une meilleure inspection.
  • En cas d’encrassement tenace, des brosses rotatives actionnées par air comprimé sont utilisées pour détacher les particules de poussière au préalable.
  • Les impuretés sont rassemblées et filtrées dans l’appareillage à vide. Après traitement grâce à un système de filtrage au rendement de 99,97 %, l’air d’extraction est renvoyé dans l’atmosphère. Le réseau de conduits étant soumis à une pression négative pendant le nettoyage, le risque de contamination de l’espace environnant est nul.
  • Les systèmes sont conçus spécialement pour nettoyer les canaux de ventilation avec un maximum d’efficacité et de rapidité sans que la structure existante de l’installation ne doive faire l’objet d’importantes modifications.
  • La plupart du temps, les systèmes conviennent pour tous les types de réseaux, les installations ne devant n’être ni démontées, ni mises hors service.

Entretien des ventilateurs

En Suisse, on recommande la périodicité d’entretien des ventilateurs suivante :

  • Quotidiennement : observer les bruits, les vibrations du ventilateur, l’échauffement des paliers, les jauges et appareils de mesure.
  • Mensuellement : vérifier l’alignement et la tension des courroies et graisser les paliers des ventilateurs.
  • Semestriellement : vérifier les joints de l’arbre du ventilateur, les registres d’entrée et de sortie, les pales d’entrée, vidanger et remplacer l’huile des paliers lubrifiés.
  • Annuellement : vérifier les canalisations de graissage pour s’assurer que la graisse ou l’huile s’écoule bien, vérifier les accessoires du ventilateur, régler les appareils de mesure.

De manière générale, l’entretien des ventilateurs doit de préférence être effectué par un professionnel. Mais, conformément aux instructions du fabricants, il est possible de le nettoyer au moyen d’un aspirateur et d’une brosse douce pour les aubes et ailettes. Et ce après le débranchement de son alimentation !

Graisser les ventilateurs

Les composants de ventilateurs, tels les accouplements, les paliers, les bielles et les supports doivent être graissés avec les lubrifiants appropriés, aux intervalles recommandés par le fabricant. Les composants dureront ainsi plus longtemps et le rendement du ventilateur en est augmenté.

Nettoyer les ventilateurs

Pour bien fonctionner, les ventilateurs, tout particulièrement ceux qui déplacent de l’air pollué ou chargé de poussière, doivent être nettoyés à intervalles réguliers. L’accumulation des saletés sur les pales et à l’intérieur du carter augmente les pertes de pression statique et réduit ainsi l’efficacité du ventilateur : les arêtes des aubes sont moins vives et le ventilateur perd également de sa puissance. Cette perte de puissance signifie que l’air aura de la difficulté à se rendre dans les derniers locaux.

Régler le niveau de bruits et de vibrations du ventilateur

Plusieurs facteurs causent le bruit et la vibration

  • déséquilibre de la roue du ventilateur,
  • paliers mal ajustés,
  • isolation insuffisante,
  • mauvais centrage des joints de l’axe,
  • corrosion entre l’axe et le palier.

L’équilibre des roues des ventilateurs est ajusté en usine, avant leur installation. Si les contrepoids ne sont plus sur la roue ou si les pales sont écaillées, manquantes ou usées, il y a déséquilibre des roues et réduction du rendement du ventilateur.
Les paliers des ventilateurs endommagés peuvent causer du bruit, de la vibration, une augmentation de la friction et une grande tolérance entre les composants et ainsi réduire la performance des ventilateurs.

On isole le ventilateur en fixant des isolateurs à ressort ou en caoutchouc au niveau des supports. Si les isolateurs ne sont pas suffisamment robustes pour un service donné, le ventilateur est mal soutenu et les raccords souples de la gaine peuvent se déformer et augmenter la résistance au débit.

Un changement dans les vibrations peut être un avertissement qu’un problème se développe avant que le rendement du ventilateur ne soit sérieusement affecté. Dans ce cas, il est bon d’analyser les caractéristiques d’une vibration anormale pour identifier la source du problème et prendre les mesures correctives appropriées.

Entretien des filtres

Les filtres sont les points essentiels garantissant la qualité de l’air pulsé dans les locaux. Les performances intrinsèques des filtres jouent évidemment un rôle important, leur entretien encore plus.

Après un certain temps de fonctionnement (environ 3 000 heures), la perte de charge d’un filtre augmente rapidement dû à son colmatage. Il en résulte :

  • Une diminution du débit pulsé et une diminution de la puissance absorbée par le ventilateur. On consomme donc moins, mais le débit de l’installation peut chuter en dessous d’un minimum admissible, la répartition volontaire des zones en surpression et en dépression peut être modifiée, sans que l’on s’en rende compte.
  • Des risques d’infiltrations d’impuretés dans l’installation (air non filtré passant par les espaces presque inévitables existant entre les éléments actifs des filtres et leurs supports).
  • Si le ventilateur maintient un débit constant, il en découle une surconsommation qui peut après un certain temps être équivalente au coût d’un nouveau filtre.

Une gestion efficace du remplacement des filtres doit comporter un manomètre mesurant en permanence la perte de charge des filtres. Lorsque la perte de charge maximum admissible par le fabricant du filtre est atteinte, le filtre doit être changé. Cette valeur est la limite à partir de laquelle le fabricant ne garantit plus les performances de son filtre et/ou sa résistance mécanique.

La mesure de perte de charge s’effectue avec un manomètre différentiel avec une prise de pression en amont et en aval du filtre. On utilise parfois des manomètres à aiguille avec une aiguille de contrôle à la valeur « filtre sale ».

La perte de charge maximale admissible doit être inscrite sur ou à côté du manomètre.

Remarquons qu’il est fréquent de découvrir des groupes dont les filtres ont été enlevés en raison de leur inaccessibilité ou tout simplement à cause de la dimension particulière de certains filtres, pour un système donné, qui ne sont plus tenus en magasin. Il en résulte une accumulation de matière qui peut réduire fortement l’efficacité des composants du système.

Les filtres doivent donc être inspecter et nettoyer de façon régulière (1 à 3 mois), selon les indications de l’installateur, au moyen d’un aspirateur. Il convient de faire attention a ne pas endommager les parties poreuses et de le replacer correctement en vérifiant son étanchéité à l’air afin que l’entièreté de l’air soit filtré.

Suite à son encrassement, à l’augmentation des pertes de charges décrites ci-dessus, aux odeurs et aux entretiens successifs qui peuvent l’abimer, un filtre voit ses performances baissées et il est recommandé de le remplacer une fois par an. Si possible, celui-ci se fera au début de la saison de chauffe.

En secteur hospitalier, la mise en œuvre de l’entretien :

dans les zones à risque de contamination faible

Elle peut s’effectuer avec des moyens conventionnels de protection du travailleur.

dans les zones à risque de contamination élevé

Dans ce type de zones, l’entretien des filtres absolus est délicat à la fois,

  • Pour le réseau de distribution et l’ambiance, car la remise en suspension éventuelle de germes augmente le risque de contamination post-maintenance de l’ensemble. Un protocole de maintenance sera mis au point par les responsables techniques et les médecins hygiénistes de manière garantir la qualité particulaire et bactérienne du système.
  • Et pour l’intervenant technique lui-même. Les dispositions prévues et formulées par le responsable de la sécurité et de l’hygiène des travailleurs seront à appliquer.

Une certification sera nécessaire après intervention afin de rétablir les classes particulaires et bactériennes de la zone et de l’installation (selon la norme NF S90-351).
On y effectuera dans la zone (local et bouche de pulsion et d’extraction) et si nécessaire dans l’installation (gaine, caisson, filtres terminaux, …) :

  • un comptage particulaire;
  • une mesure des pressions différentielles;
  • des prélèvements afin d’évaluer le niveau de contamination bactériologique.

La fréquence des entretiens des filtres absolus est difficile à établir vu que l’on ne sait pas quel est leur niveau d’encrassement dans le temps.
Elle dépend essentiellement :

  • du niveau de propreté de l’activité menée dans la zone,
  • des taux de renouvellement,
  • du profil d’occupation de la zone,
  • de l’étanchéité du système de traitement de l’air,
  • …

On n’exclura pas la nécessité, en cas de contamination, de faire fonctionner en recyclage (si existant) toute l’installation avec un puissant désinfectant.

Entretien des prises d’air, des bouches de ventilation et des ouvertures d’alimentation naturelle

Les prises d’air, les bouches de ventilation et les ouvertures d’alimentation naturelle sont les premiers dispositifs en contact avec l’air intérieur ou extérieur. Ils sont donc directement soumis à la pollution et aux poussières de l’air ambiant. Ces dispositifs sont généralement facilement accessibles et peuvent être nettoyer par l’utilisateur.

Si le dispositif le peut, il convient de le démonter pour en faciliter l’entretien. Attention, dans le cas des bouches réglables, il faut le bloquer en position réglée ou s’assurer de pouvoir la remonter et la régler dans la bonne position une fois le nettoyage effectué. Par exemple, en prenant note des débits de conceptions et de la position de réglage.

Le nettoyage s’effectue à l’aide d’un aspirateur et d’un chiffon humide.

Pour les grilles de ventilation naturelle, il ne faut pas oublier de nettoyer l’intérieur et l’extérieur.

Bouche d’extraction sanitaire dans un immeuble de bureaux.

Inspection des courroies

Défaut d’entretien d’une courroie.

Comme surveillance de base, il y a deux contrôles principaux que le personnel d’exploitation peut faire facilement et doit faire lui-même régulièrement, 3 à 4 fois/an.

Tension des courroies

Schéma tension des courroies - 01.

  • Une courroie trop tendue use rapidement les paliers et la courroie et augmente les pertes de la transmission. Le débit d’air n’augmente pas lorsque la courroie est trop tendue. Une courroie trop tendue siffle souvent au démarrage. Ce phénomène apparaît cependant aussi si la courroie est insuffisante pour la charge à transmettre.
  • Lorsque la courroie n’est pas assez tendue, les pertes de la transmission augmentent et le débit d’air transporté diminue, car la courroie patine. Il est possible qu’en fin de compte on ne consomme pas plus d’énergie électrique qu’avant, car la diminution de débit peut compenser l’augmentation des pertes de la transmission; par contre, il est sûr que la prestation réalisée par l’installation est diminuée du fait de la perte de débit d’air.
    Une tension insuffisante de courroie entraîne un battement de celle-ci.
    Il faut savoir que 80 % de tout l’allongement que subit la courroie au cours de sa vie survient pendant les 15 à 20 premières heures de fonctionnement !

Voici un truc indicatif pour régler la tension d’une courroie : il faut tracer 2 repères sur une partie droite de la courroie non tendue, avec l’interdistance L0 la plus grande possible. La distance entre repères L1 après tension ne doit pas dépasser :

L1 = 1,006 L0 pour un entraxe inférieur à deux fois le diamètre de la plus grande poulie,

L1 = 1,008 L0 pour un entraxe supérieur à deux fois le diamètre de la plus grande poulie.

Schéma tension des courroies - 02.

Usure des courroies

L’usure des courroies augmente aussi les pertes par transmission et peut, le cas échéant, par patinage faire diminuer le débit d’air transporté. Dans le cas des courroies multiples, il faut toujours changer tout le jeu de courroies en même temps et ne prendre que des jeux de courroies appairées. Malgré cela, elles n’ont jamais toujours la même tension, donc le même rendement, ce qui crée des pertes supplémentaires.

Alignement des poulies

Toujours veiller au bon alignement des poulies. Un défaut d’alignement des poulies se marque par une usure latérale des courroies et la présence de poussière noire autour de la transmission.

Usure des poulies

Avec le temps, la gorge est marquée par l’usure (création d’un décrochement sur les faces de gorges); son profil est donc modifié et elle doit être changée.

Spécificités en milieu hospitalier

L’entretien de la distribution d’air en milieu hospitalier est tout à fait particulier du moins dans les zones à risque de contamination modéré ou élevé. Dans les autres départements de l’hôpital, les installations de ventilation seront traitées de la même manière que dans les autres bâtiments du tertiaire.

Dans les zones contrôlées de l’hôpital, il devient de plus en plus courant d’effectuer un contrôle régulier particulaire et microbiologique afin de lutter contre les infections nosocomiales. En Belgique les normes sont basées sur les normes ISO :

ISO 14644 (partie 1 et 2), « Salles propres et environnements maîtrisés apparentés » :

  • Partie I : « Classification de la propreté de l’air ».
  • Partie II : « Spécifications pour les essais et la surveillance en vue de démontrer le maintien de la conformité avec la Partie I ».

ISO 14698 (partie 1 et 2), « Salles propres et environnements maîtrisés apparentés » :

  • Partie I : « Maîtrise de la biocontamination – principes généraux ».
  • Partie II : « Maîtrise de la biocontamination – évaluation et interprétation des données de biocontamination ».

L’intérêt de ces normes est qu’elles donnent une base de performance des différentes installations de traitement d’air des zones contrôlées en définissant :

  • la fréquence des essais et des mesurages,
  • la nature des contrôles à réaliser,
  • la description des méthodes d’essai et de mesurage.

L’intérêt des contrôles est d’établir :

  • Une classification particulaire afin de voir l’efficacité de la chaine de distribution d’air et surtout de la chaine de filtration.
  • Un niveau de contamination biologique et par conséquent mettre en évidence les risques de contamination par éléments pathogènes susceptibles d’engendrer des infections nosocomiales.

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