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Mesurer l’éblouissement

Mesurer l'éblouissement

Introduction

Deux métriques décrivant l’éblouissement dû à la lumière naturelle sont utilisées couramment et inclues dans certains outils de conception. Ce sont le Daylight Glare Index (DGI) et le Daylight Glare Probability (DGP).

Le DGI décrit la sensation d’éblouissement sur une échelle alors que le DGP décrit la probabilité qu’une personne soit gênée par un éblouissement provenant de la lumière naturelle.

Cette dernière métrique fût développée sous des conditions de lumière naturelle et a montré dans plusieurs cas qu’elle est mieux corrélée avec la perception d’éblouissement dû à la lumière naturelle que le DGI.

L’ensemble du contenu de cette page provient du rapport « Energy audit et inspection procedures » réalisé lors de la sous-tâche C de la tâche 50 de l’AIE (Agence Internationale de l’Énergie). Pour plus d’information, le rapport complet des méthodes d’audit et procédure d’inspection peut être téléchargé ici en français.

Le Daylight Glare Probability (DGP)

Le Daylight Glare Probability (DGP) est une approche pour prédire l’éblouissement d’inconfort pour des environnements de type locaux de bureaux.

Le DGP est un indice d’éblouissement, qui utilise l’éclairement vertical de l’œil (de manière à considérer un effet de saturation de l’œil) ainsi que les sources individuelles de haute luminance (telles que le soleil et ses réflexions spéculaires) pour estimer la proportion de personnes insatisfaites. Des simulations basées sur les données climatiques ou des procédures de calcul simplifié du DGP permettent d’évaluer la fréquence d’occurrence de situations éblouissantes. Ceci permet d’évaluer le comportement annuel de l’environnement visuel.

L’équation du DGP est une formule empirique connectant des quantités physiques directement mesurables (luminance des sources, éclairement vertical au droit de l’œil, ange solide formé par la source éblouissante, luminance de l’arrière-fond, etc.) avec l’éblouissement ressenti par les sujets. Les variables importantes sont :

L’éclairement vertical au niveau de l’œil : cette valeur joue un rôle majeur dans l’expérimentation de l’éblouissement des places de travail éclairées naturellement. De plus, cette valeur est aussi utilisée de manière à tenir compte de l’adaptation de l’œil au niveau d’éclairement ambiant.
La luminance de la source d’éblouissement. Dans le cas de fenêtres : la luminance du ciel vu au travers de la fenêtre (plus la source ou le ciel est brillant, plus l’index est haut).
L’angle solide sous-tendu par la source. Dans le cas de fenêtres : la taille apparente de la surface de ciel visible depuis l’œil de l’observateur (plus la surface est grande, plus l’indice est haut).
La position angulaire de la source par rapport à la ligne de vue de l’observateur. Dans le cas de fenêtres : la position du ciel visible dans le champ de vision (plus il est loin de la direction centrale de vision, plus l’indice est petit).

DGP = 5,87.10^-5 x E_v + 9,18.10^-2 x log( 1 + ∑_i[ (L_s,i² x ω_s,i) / (E_v^1,87 x P_i²) ] ) + 0,16

Avec :

E_v: l’éclairement vertical de l’œil [lux]
L_s: la luminance de la source [cd/m²]
i : le nombre de sources éblouissantes
P : l’indice de position [-]
ω_s : l’angle solide de la source [-]

Le DGP peut être appliqué à tout espace intérieur éclairé naturellement et dans lequel les tâches sont comparables à des tâches de bureau. Dans le cas de positions de travail multiples, la position la plus défavorable en termes d’éblouissement devrait être investiguée. Ces positions sont habituellement proches de la façade et/ou là où on peut s’attendre à une vue directe vers le soleil, lorsqu’il se trouve bas sur l’horizon.

De manière à éviter l’éblouissement d’inconfort pour des espaces de type bureaux, le DGP (Daylight Glare Probability) pour la direction de vision principale ne devrait pas excéder une valeur de 0.45 durant 5% du temps d’occupation. Le Tableau suivant résume les catégories de valeur du DGP.

Critères d’éblouissement	Daylight Glare Probability
L’éblouissement est le plus souvent non perçu	DGP ≤ 0,35
L’éblouissement est perçu mais le plus souvent non dérangeant	0,35 < DGP ≤ 0,40
L’éblouissement est perçu et souvent dérangeant	0,40 < DGP ≤ 0,45
L’éblouissement est perçu et souvent intolérable	0,45 < DGP

Une autre possibilité est d’utiliser une valeur seuil (DGPt) pour différents niveaux de protection de l’éblouissement.

Recommandation pour un niveau de protection à l’éblouissement	DGPt	Maximum d’excédant permis durant le temps d’usage de référence
Minimum	0,45	5 %
Moyen	0,40	5 %
Élevé	0,35	5 %

La sensibilité à l’éblouissement augmente avec l’âge. De plus, la variation de perception de l’éblouissement entre personnes est large. Le DGP ne devrait pas être appliqué aux situations pour lesquelles on soupçonne que l’éclairement vertical n’est pas un bon, indicateur de la perception d’éblouissement. Ces situations incluent ; une tâche positionnée loin de la fenêtre, les surfaces de vente des magasins, des halls sportifs et des espaces profonds et sombres avec des très petites fenêtres.

Le Daylight Glare Index (DGI)

Le Daylight Glare Index DGI (ou équation d’éblouissement de Cornell) est une version modifiée du « British glare index BGI », pour prédire l’éblouissement venant des fenêtres. L’équation est exprimée comme suit :

DGI = 10 log( 0,48 x ∑_i [ (L_s^1,6 x Ω_s^0,8) / (L_b + 0,07 x ω_wi^0,5 x L_wi) ] )

Avec

L_s : la luminance de source(s) d’éblouissement [cd/m²]
L_b : la luminance de l’arrière-plan [cd/m²]
L_w : la luminance moyenne pondérée de la fenêtre, en fonction de la surface relative du ciel, des obstructions et du sol [cd/m²]
i : le nombre de sources éblouissantes
Ω_s : l’angle solide sous-tendu par la fenêtre [sr]
ω_s : l’angle solide sous-tendu par la source d’éblouissement, modifié par la position de la source en considérant le champ visuel et l’indice de position de Guth [sr].

Le DGI exprime la magnitude d’éblouissement et sa valeur est définie comme :

Critères d’éblouissement	Daylight Glare Index
Juste imperceptible	16
Juste acceptable	20
Juste inconfortable	24
Juste intolérable	28

Le DGI a été développé dans des conditions d’éclairage électrique et son applicabilité pour des sources d’éblouissement dispersées de même que pour des sources d’éblouissement de grande superficie n’est pas claire. Il ne tient pas non plus compte d’un effet de saturation de l’œil.

Posted By : Energie-Plus 18 Oct, 2016

Simuler l’éclairage

Introduction

Les méthodes et outils pour la rénovation de l’éclairage des bâtiments devraient rencontrer les besoins des architectes et des concepteurs d’éclairage, qui sont focalisés sur des « solutions d’éclairage » ; ils devraient également satisfaire ceux des ingénieurs en service des bâtiments, qui sont centrés sur « la résolution de problèmes ». Les deux approches devraient contribuer de manière efficace à :

Donner du support aux utilisateurs concernant la description du projet de rénovation de l’éclairage ;
Permettre des évaluations de performance de solutions alternatives de rénovation ;
Promouvoir le choix des solutions de rénovation optimales ;
Utiliser les métriques appropriées à l’évaluation des performances énergétiques et d’éclairage, et de confort visuel.

Le nombre de méthodes simplifiées et d’outils de simulation avancés permettant l’évaluation de métriques d’évaluation de l’éclairage et du confort visuel est actuellement élevé. Certaines d’entre elles peuvent être appliquées à la fois à l’éclairage naturel et électrique, permettant une approche intégrée pour les procédures de rénovation en matière d’éclairage. Certaines méthodes permettent l’évaluation de performances énergétiques annuelles et en éclairage de projets de rénovation de grands bâtiments, sur un simple PC.

Nous distinguons ci-après quatre types d’outils :

Les outils de diagnostic globaux;
Les outils de DAO (dessin assisté par ordinateur) et CAO (conception assistée par ordinateur);
Les outils de visualisation;
Les outils de simulation.

L’ensemble du contenu de cette page provient du rapport « Methods and tools for lighting retrofits : State of the art review » réalisé lors de la sous-tâche C de la tâche 50 de l’AIE (Agence Internationale de l’Énergie). Pour plus d’information, le rapport complet d’analyse des méthodes et outils pour la rénovation de l’éclairage des bâtiments peut être téléchargé ici en français.

Les outils de diagnostic globaux

Voici une liste (non exhaustive) d’outils de diagnostic globaux pour la rénovation :

EPIQR+

EPIQR+ est la dernière version d’un software basé sur la méthode EPIQR développée entre 1996 et 1998 dans le contexte du programme Européen de recherche Joule II et soutenu par l’Office Fédéral Suisse pour l’éducation et la Science.

L’objectif de cet outil est d’aider les experts à réaliser un diagnostic systématique d’un bâtiment existant en vue d’estimer son état de dégradation et d’élaborer différents scénarios de rénovation. Les outputs de l’outil incluent une liste de travaux et d’actions ainsi que leurs coûts associés et leurs effets sur la consommation énergétique du bâtiment.

Le logiciel permet :

D’établir un enregistrement complet des informations permettant de décrire l’état général du bâtiment à rénover.
D’élaborer un diagnostic des conditions physiques et fonctionnelles du bâtiment.
De déterminer en détail la nature des travaux requis.
D’estimer le pourcentage probable de rénovation du bâtiment (± 15%).
D’optimiser la consommation énergétique du bâtiment, après rénovation.
De prendre les mesures nécessaires de manière à corriger les désordres relatifs à la mauvaise qualité de l’air et le confort intérieur.
De comparer les différents scénarios d’intervention tout en prenant en compte l’âge des éléments du bâtiment et l’évaluation des coûts en fonction du planning des travaux (planning d’investissement).
D’explorer les possibilités d’augmentation de la valeur d’utilisation du bâtiment (après rénovation).

Le principe est de faire une inspection complète du bâtiment, en suivant un chemin systématique, qui permet d’en réviser son entièreté (observations visuelles sans échantillon destructif ou consultation de spécialiste).

À la fin du processus, EPIQR+ donne une vue d’ensemble du statut du bâtiment et offre la possibilité de faire évaluer l’impact de divers scénarios de rénovation. Le coût et la performance énergétique de chaque scénario permet à l’utilisateur de prendre une décision justifiée sur le processus de rénovation.

Site internet de référence : www.epiqrplus.ch

LOTSE ENERGIEEFFIZIENTE INNENBELEUCHTUNG (Guide à l’efficacité énergétique de l’éclairage intérieur)

Avec son interface conviviale et facile à comprendre, le « Guide à l’efficacité énergétique de l’éclairage intérieur » fournit principalement des pistes d’information sur la rénovation énergétique efficace des systèmes d’éclairage. Les informations données dépendent du groupe cible sélectionné et sont organisées selon les phases d’un processus de rénovation. Une estimation grossière des potentiels d’économie d’énergie et de CO₂ sont également fournies.

L’information est organisée en blocs que l’on doit sélectionner, structurés selon les phases d’un projet de rénovation typique : analyse de l’état actuel, planning, financement, approvisionnement et maintenance. Le nombre, contenu et niveau de détail de ces différents blocs dépend du groupe cible, qui doit être sélectionné par l’utilisateur lors de la première étape.

Ensuite, avant d’entrer dans la section informative, il existe une option d’évaluation rapide. Sur base d’une procédure très simplifiée de calcul, une estimation des potentiels de gains énergétiques est donnée, dépendant des inputs suivants : type de bâtiment (bureau, stock ou production), taille du bâtiment, âge du système d’éclairage, coûts électriques et nombre d’heures d’opération annuelles.

Site internet de référence : www.lotse-innenbeleuchtung.de

OPTOMIZER

OptoMizer fournit les outils nécessaires pour effectuer un audit d’éclairage complet, précis et détaillé. Le logiciel gère un nombre illimité de projets et d’audits, de locaux et de prix. Il gère aussi un nombre illimité de configurations de luminaire, de calendriers d’occupation et de données détaillées afin de permettre un audit, espace par espace.

Un suivi détaillé des subventions est inclus afin de permettre aux utilisateurs de profiter au mieux de celles-ci et d’encourager au maximum les économies d’énergie.

OptoMizer permet d’envisager toutes les techniques d’éclairage nécessaires et permet d’analyser les possibilités d’économie d’énergie en détail en tenant compte de l’impact carbone et des coûts.

Une fois que l’audit initial a été réalisé et que les données ont été collectées dans OptoMizer, le concepteur d’éclairage peut préserver son audit original comme audit de type « modèle » et cloner l’audit entier en un audit « construction ». Comme le projet de rénovation réel prend place, les changements réalisés peuvent être intégrés dans l’audit « construction ». Cela permet au concepteur de réaliser des comparaisons simples entre l’audit « modèle » et « construction » une fois que le projet est terminé.

Site internet de référence : www.fdlabs.com

ReLight – un outil efficace pour une inspection in-situ des installations d’éclairage et l’identification du potentiel de rénovation

L’objectif de la nouvelle application reLight, pour appareils mobiles tels que les tablettes et les smartphones est de réaliser une inspection à vue et d’analyser plus facilement les systèmes d’éclairage existants.

Elle offre aussi d’autres fonctions de consultance en énergie, telles que des comparaisons de coûts.

Une évaluation du système d’éclairage existant est réalisée par comparaison visuelle et à partir d’une simple description qualitative des proportions du local et du type de façade. En quelques minutes, cela conduit non seulement à une analyse du système d’éclairage existant mais en même temps à des suggestions de rénovation appropriées, incluant un relevé séparé des coûts liés aux différentes propositions.

Site internet de référence : www.relightapp.de

Les outils de DAO et CAO

Voici une liste (non exhaustive) d’outils de dessin assisté par ordinateur (DAO) et/ou de conception assistée par ordinateur (CAO) :

3dsMaxDesign

Le software 3dsMax est développé par Autodesk et est un outil de conception 3D complet. Depuis 2009, Autodesk propose également 3dsMAxDesign. Les deux softwares partagent la même technologie et ont les mêmes fonctionnalités clés. Cependant, alors que 3dsMax est principalement utilisé par des développeurs de jeux vidéo, 3dsMAxDesign est plus adapté aux architectes, concepteurs et ingénieurs. Il permet de réaliser des simulations précises de l’éclairage naturel et artificiel, en conditions statiques, sous ciel CIE couvert ou clair. L’intégration du modèle de ciel de Perez dans le logiciel permet aussi à l’utilisateur d’évaluer son modèle sur base du fichier météo du lieu considéré (simulations dynamiques). On peut également réaliser des animations à partir des images de visualisations créées par ces simulations.

Pour les simulations dynamiques, 3dsMaxDesign utilise le même fichier météo que celui employé par le logiciel EnergyPlus (fichier .epw). Ces fichiers météos sont disponibles (sur le site web du Département de l’Énergie des USA) pour plus de 1000 localisations aux USA et plus de 1000 localisations dans 100 autres pays. Il permet au software de modéliser les conditions d’éclairage naturel pour chaque heure de l’année.

3dsMaxDesign est un outil destiné à être utilisé lorsque le projet est déjà à un stade avancé de la conception car cela peut prendre assez de temps de créer le modèle géométrique précis, d’introduire les informations concernant les matériaux utilisés et de définir le type de ciel considéré. Les utilisateurs doivent suivre un processus bien défini en vue de calculer des valeurs précises.

L’usage de 3dsMaxDesign devrait être réservé à des spécialistes en éclairage car les résultats obtenus devraient être analysés avec un œil critique. En effet, on trouve certains bugs dans le software qui conduisent parfois à des résultats très surprenants (c.-à-d. des valeurs de FLJ plus hautes que 100 % dans 3dsMaxDesign 2013).

Site internet de référence : www.autodesk.com

AUTODESK AutoCAD

AutoCAD permet de développer des dessins vectoriels en 2D ou en 3D et de créer des visualisations 3D. Des rendus de haute qualité peuvent être créés avec la suite AutoCAD.

En fournissant un espace de mise en page connecté à l’espace du modèle, le software est utilisable pour la création de présentations. Il est possible d’améliorer la modélisation sous forme de plan (ajouter la géolocalisation, extraire des isolignes) ou les capacités de design d’AutoCAD en 3D (formes libres) grâce à des plugins additionnels. Il est aussi possible de connecter le workflow entre un ordinateur de bureau, le cloud et des solutions mobiles.

AutoCAD a été développé pour être utilisé à tous les stades de conception du bâtiment ; de l’esquisse et l’avant-projet à la modélisation avancée en 3D ou au plan d’exécution.

Il est utilisé par les architectes, les ingénieurs et les concepteurs aussi bien pour produire des dessins techniques que pour développer une visualisation du bâtiment et des rendus.

Les principaux bénéfices sont le développement et la présentation de dessins techniques et d’exécution 2D ainsi que le développement de modèles 3D de niveau de complexité moyen. Il existe une grande variété des librairies CAO/DAO disponibles sur le Web et contenant des objets et des éléments de construction pouvant être inclus dans le software.

Site internet de référence : www.autodesk.com

Rhinoceros

Rhino permet de modéliser toute sorte de forme, du dessin 2D simple à la forme 3D la plus complexe.

L’interface de Rhino est simple et intuitive et permet une visualisation contemporaine ainsi que le contrôle de vues en plans, en élévation et en perspectives.

Chaque vue peut être translatée, tournée et zoomée de manière indépendante des autres.

Rhino peut être utilisé à toutes les étapes de conception du projet, se prêtant aussi bien à créer un prototypage rapide 3D pour un premier essai qu’à développer des modèles 3D très précis, destinés à la production industrielle. Le software est destiné aux architectes, designers et ingénieurs en architecture et en construction et est approprié pour le design industriel.

Les fabricants d’appareils domestiques et de bureau, de mobilier, d’appareil médical et d’équipement de sport, de chaussures et de bijoux utilisent Rhino pour créer des formes libres.

La force de Rhino réside en sa capacité à créer des formes libres complexes. Les outils inclus permettent d’extraire des informations détaillées concernant la géométrie et d’analyser et de valider les surfaces créées.

Site internet de référence : www.rhino3d.com

Sketchup

SketchUp est un outil de modélisation 3D simplet et très intuitif qui propose aussi des opérations avancées comme le calcul de superficie et de volume. Les modèles SketchUp peuvent aussi être compatibles avec des outils BIM puisque des étiquettes de schéma peuvent être attribuées aux groupes ou composants du modèle.

Il est aussi possible de créer des composants dynamiques. Les composants dynamiques sont des objets SketchUp qui ont été programmés de manière à se comporter intelligemment. Ces composants intelligents peuvent par exemple être réduits sans être déformés. Ces composants peuvent aussi être programmés de manière à bouger automatiquement ; il s’agit par exemple de portes qui s’ouvrent ou de panneaux solaires qui tournent automatiquement de manière à faire constamment face au soleil.

L’outil « SketchUp Match Photo » permet la création d’un modèle 3D sur base de photographies. Dans SketchUp, il est aussi possible de créer, optimiser et altérer le sol, en 3D.

SketchUp ne modélise pas la lumière naturelle mais son engin de modélisation en temps réel réalise des études précises d’ombrage sur le modèle. Une fois que la localisation du modèle est fixée, la position du soleil peut être déterminée et une étude de la pénétration solaire et/ou de l’efficacité des systèmes d’ombrage peut alors être réalisée.

La possibilité de modélisation de Sketchup en lien avec l’éclairage naturel est sa capacité d’étudier les ombres portées, en fonction de la localisation du bâtiment, de son fuseau horaire ainsi que de la date considérée.

Site internet de référence : www.sketchup.com

Les outils de visualisation

Dans leur pratique de tous les jours, les architectes et designers doivent souvent produire des images de leur propres projets, de manière à fixer leur design, convaincre leurs clients ou gagner une compétition.

Ces images montrent des scènes éclairées (scénarios de jour ou de nuit) incluant des sources de lumière, des couleurs, des textures, des surfaces brillantes etc., en essayant de produire des effets photo réalistes.

Parfois ces images sont produites sur base de photos existantes. Des softwares comme PhotoShop incluent des fonctionnalités spécifiques (effet d’éclairage) à cette fin.

Certains outils CAO contiennent aussi des fonctions spécifiques qui permettent de produire ces images à partir de modèles 3D.

Toutefois, une enquête réalisée dans le cadre de l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE) a montré que certaines personnes font des confusions entre la visualisation et la simulation.

Ainsi, bien que les outils de visualisation jouent un rôle important comme base de discussion et peuvent être cruciaux pour montrer la distribution de lumière dans un local, ils ne remplacent en aucun cas les résultats donnés par les programmes de calcul de lumière.

Les outils de simulation

Voici une liste (non exhaustive) d’outils permettant la simulation de l’éclairage à l’intérieur d’un local :

DAYSIM

DAYSIM est un software d’analyse de l’éclairage naturel basé sur le logiciel RADIANCE qui modélise la quantité annuelle d’éclairage dans et autour des bâtiments. DAYSIM permet la modélisation de systèmes de façade statiques et dynamiques. L’utilisateur peut spécifier un système de contrôle de l’éclairage électrique du type d’un interrupteur on/off manuel, un détecteur de présence ou une cellule de gradation de la lumière en fonction des disponibilités de lumière naturelle.

DAYSIM est utilisé par les concepteurs, les architectes et les ingénieurs. Cependant, comme DAYSIM est basé sur RADIANCE, une connaissance minimale de RADIANCE est nécessaire de manière à choisir correctement les paramètres de simulations.

Les résultats de simulation sont les métriques dynamiques basées sur le climat telles que l’autonomie dynamique et l’UDI (Useful Daylight Illuminance), l’éblouissement annuel ainsi que les consommations annuelles d’éclairage électrique, sur base de la puissance électrique installée. DAYSIM permet aussi une définition des horaires d’occupation, des charges internes et du statut des protections solaires qui peuvent être couplées directement avec des engins de simulation thermique tels qu’EnergyPlus, eQuest et TRNSYS.

Daysim ne fournit aucun outil de rendu.

Site internet de référence : www.daysim.ning.com

DIALUX

DIALUX permet de calculer l’éclairement naturel, pour trois types de ciel, parmi lequel le ciel couvert CIE.

DIALUX peut être utilisé à toutes les étapes du projet mais comme il n’inclut qu’un outil de modélisation géométrique simple, il est mieux adapté au stade de l’avant-projet. DIALUX est principalement dédié aux concepteurs d’éclairage mais peut être également utilisé par des architectes.

Le modèle géométrique est réalisé dans le software mais on peut importer des fichiers .dwg ou .dxf pour servir de base au dessin.

Site internet de référence : www.dial.de

DIALUX Evo

DIALUX Evo est le nouveau software qui a été introduit en parallèle avec le software DIALUX et qui remplacera ce dernier dans le futur. DIALUX Evo est avant tout dédié au bâtiment.

L’utilisateur crée sa géométrie dans un espace virtuel. Ce peut être une simple pièce, un étage entier ou même un bâtiment entier ou plusieurs bâtiments situés dans un contexte urbain. Si un concepteur conçoit l’éclairage pour un bâtiment entier, il peut se positionner n’importe où dans ce bâtiment et voir le résultat de son plan.

DIALUX Evo permet des calculs d’éclairage électrique et d’éclairage naturel. On peut y modéliser un ciel clair, moyen et couvert. Les valeurs d’éclairement ainsi que le facteur de lumière du jour peuvent être calculées.

DIALUX Evo est moins intuitif que DIALUX et est probablement plus destiné aux concepteurs d’éclairage qu’aux architectes.

Site internet de référence : www.dial.de

DIAL+ Lighting

DIAL+ permet de soit lancer des simulations d’éclairage (RADIANCE) ou de calculer les charges de chauffage et de refroidissement à l’échelle d’un local.

Le module permet de produire des rapports qui incluent les résultats suivants :

Facteurs de lumière du jour
Autonomie dynamique diffuse (% et heures)
Autonomie pour Minergie-Éco (Suisse)
Valeurs d’éclairement en éclairage électrique
Consommation annuelle d’électricité d’éclairage (SIA 380/4, Minergie)
Diagramme solaire incluant les obstructions extérieures.
Etudes d’ombrage (facteur d’ensoleillement, fraction de ciel vu)
Le module de refroidissement donne accès aux modules suivants : Charges de refroidissement et de chauffage (EN 15251 EN 15255, EN 15265 and ISO 13791, SIA 382/1 SIA 382/2)
Débits d’air dus à la ventilation naturelle (Modèle de Cockroft)

Grâce à sa rapidité de simulation et sa simplicité, DIAL+ est particulièrement adapté à la réalisation d’études paramétriques, ce qui est très intéressant au stade de l’avant-projet. DIAL+ permet de prendre des décisions précoces à l’échelle du local et de les appliquer au reste du bâtiment. DIAL+ est une interface très intuitive qui traite de l’optimisation des charges énergétiques, à l’échelle du local.

L’interface a été conçue de manière à permettre à un utilisateur non expert de décrire facilement les paramètres des locaux. Il peut donc être utilisé par des architectes et des ingénieurs. Il est aussi bien adapté à des objectifs pédagogiques. Cependant, l’utilisation de toutes ses caractéristiques (éclairage et thermique) suppose que l’utilisateur a une connaissance minimale du comportement d’un bâtiment.

DIAL+ contient un modeler 3D simplifié qui permet de modéliser des locaux rectangulaires, en forme de L ou de trapèzes, ayant un toit plat, à simple ou double versant. Des objets opaques ou transparents peuvent être ajoutés à l’intérieur des locaux traités. Le temps moyen requis pour décrire tous les paramètres d’un local classique est de moins de 10 minutes.

Les résultats de simulation sont affichés sous forme de plans 2D et de graphes (FLJ, autonomie, éclairement, etc.) sur le plan de travail ou sur les murs.

Site internet de référence : www.diaplus.ch

DIVA-for-Rhino

DIVA pour Rhino permet à ses utilisateurs de réaliser une série d’évaluation de performance environnementale de bâtiments individuels ou de paysages urbains incluant des cartes de rayonnement solaire, des rendus photoréalistes, des métriques dynamiques en éclairage naturel, des analyses d’éblouissement ponctuel et annuel ainsi que des analyses des charges thermiques de modèles unizones.

Cet outil est destiné aux professionnels du secteur de la construction, tels que les architectes et les concepteurs “lumière” familiers avec les outils de conception par ordinateur. Les données sont principalement introduites grâce à l’interface de modélisation 3D Rhinoceros. Une connaissance de ce logiciel est donc essentielle. Un fichier climatique doit être introduit dans le logiciel et l’analyse de l’éclairage naturel peut ensuite être réalisée, selon une grille de mesures définie par l’utilisateur. Le calcul des différentes métriques ainsi que les rendus visuels peuvent alors être facilement réalisés au travers de l’interface DIVA. Il est cependant utile d’avoir des connaissances avancées de simulations en éclairage naturel car il est nécessaire de modéliser les surfaces de manières à ce qu’elles pointent dans la bonne direction, leur donner les propriété photométriques précises (facteur de réflexion, de transmission, etc), modéliser l’environnement (bâtiments et obstacles) qui affecterons les résultats, et sélectionner les bons paramètres de calcul pour Radiance.

Site internet de référence : www.solemma.net

FENER

Fener est utilisé pour comparer des scenarios en termes de climat, géométrie et systèmes de fenêtres, calculant des métriques dynamiques d’énergie, d’éclairage naturel et d’éblouissement. Les fonctions principales de l’outil sont les suivantes :

Interface conviviale : l’outil guide l’utilisateur dans son introduction de toutes les données requises pour faire tourner FENER. Trois modes différents sont possibles :
- Rapide : données prédéfinies de géométrie et conditions frontières.
- Avancé : permet une flexibilité dans la définition de la géométrie et des conditions frontières
- Expert : permet d’uploader des fichiers de configuration
Base de données : l’outil inclut une base de données à partir de laquelle des données de caractérisation (BSDF et donnée calorimétriques) relatives aux systèmes de fenêtres peuvent être sélectionnées. Des nouveaux systèmes peuvent être uploadés.
Stratégie de contrôle : permet à l’utilisateur de définir des stratégies de contrôle. L’utilisateur peut spécifier une matrice d’états de contrôle dépendant de l’occupation, de l’éclairement, de l’indice d’éblouissement, de la température et du rayonnement.

Autres caractéristiques

Fener peut être utilisé à partir de différents appareils portables
Il inclut une possibilité de visualisation interactive 3D de la géométrie.

L’objectif de cet outil est double :

Faciliter le développement de nouveaux produits de façade par les fabricants de composants de façade.
Quantifier les avantages de choisir l’un ou l’autre système de fenêtre par les architectes et les concepteurs de bâtiment dans les premières étapes de leurs projets.

L’outil n’inclut pas de possibilité de rendu d’éclairement intérieur.

Site internet de référence : www.fener-webport.ise.fraunhofer.de

GERONIMO

Geronimo est un software convivial pour les architectes et les concepteurs « lumière » conçu pour réaliser des simulations d’éclairage naturel pour des ciels clairs et couverts. Il permet aussi de visualiser l’impact de l’utilisation de systèmes de fenêtre complexes (CFS) sur l’éclairage naturel des bâtiments.

Le logiciel est destiné aux professionnels du secteur de la construction, tels que les architectes et les concepteurs « lumière » familiers avec les outils de conception par ordinateur. Trois modes d’analyse sont possibles dans GERONIMO : base, moyen, avancé. Le mode de base permet à tout utilisateur de produire un rendu et le mode avancé permet à un utilisateur spécialisé de contrôler les paramètres RADIANCE.

GERONIMO n’inclut pas de fonctionnalité de modélisation 3D; à la place, il fournit 6 typologies de bureau qui sont représentatives des configurations classiques.

Il est possible de travailler avec des modèles 3D personnalisés dans GERONIMO à condition de savoir comment créer un fichier de modélisation RADIANCE, qui peut ensuite être introduit dans GERONIMO.

GERONIMO ne réalise que des simulations d’éclairage naturel ; l’éclairage électrique n’est pas pris en compte.

GERONIMO permet des réaliser des rendus en « fausse couleur » de l’éclairement et de valeurs d’éclairement pondérées selon son impact circadien. Il permet de calculer le facteur de lumière du jour et affiche les résultats en niveaux de gris, en utilisant une échelle linéaire ou logarithmique. Il peut calculer les risques d’éblouissement et peut afficher différents indices d’éblouissement. Il contient un module de calcul de l’autonomie diffuse en éclairage naturel réalisé à partir d’un rendu simple sous un ciel couvert.

Site internet de référence : leso.epfl.ch

IES VE

« Virtual Environment » est une suite intégrée d’applications liées par une interface commune et un modèle simple d’intégration de données (IDM). Cela signifie que les données utilisées pour une des applications peuvent être utilisées par d’autres.

Les modèles proposés sont par exemple « ApacheSim » pour la simulation thermique, « Radiance » pour l’éclairage naturel et « SunCast » pour l’analyse des ombrages. L’application de modélisation géométrique 3D est « ModelIT ».

ModelIT permet à l’utilisateur de créer les modèles 3D requis par les autres composants au sein de la « Virtual environment ». ModelIT est conçu pour permettre d’intégrer les niveaux de complexité appropriés au modèle global.

A l’étape de pré-design ou lors de l’étude de faisabilité, des modèles basiques peuvent être générés à partir de croquis en utilisant une variété d’outils de modélisation simples, de manière à mener des évaluations préliminaires ou des études comparatives.

Similairement, en fin de processus de conception, les fichiers .dxf représentant précisément le bâtiment peuvent être importés dans ModelIT, de manière à servir de base pour une représentation 3D des espaces.

Le module d’interface pour RADIANCE, RadianceIES, est intégré dans « Virtual Environment ». Il existe deux types d’images créées par Radiance ; les rendus de luminances et d’éclairements. Un rendu d’éclairement peut être utilisé afin de regarder les valeurs en lux et de générer des iso contours en lux ou en Facteur de Lumière du Jour. Un rendu en luminance est utilisé pour évaluer des indices d’éblouissement ou en tant qu’image photo-réalistes. L’interface est conçue de manière à rendre la création d’images la plus facile possible, en se basant sur des hypothèses par défaut quand c’est possible.

Site internet de référence : www.iesve.com

Lightsolve

L’approche générale de Lightsolve est d’apporter une aide en éclairage naturel, dès le stade de l’avant-projet, au travers d’une visualisation interactive et pro-active, de manière à améliorer la performance du design en termes de performances annuelles. Les métriques évaluées dans Ligthsolve diffèrent de celles évaluées dans la plupart des outils de simulation en éclairage naturel de deux manières : elles sont orientées « objectif » et elles placent leur accent sur la variation de la performance de l’éclairage naturel au cours de l’année en utilisant les cartes temporelles.

Actuellement, 5 différents aspects peuvent être évalués dans Lightsolve :

Analyse d’éclairement sur base temporelle
Analyse de l’éblouissement sur base temporelle en fonction de la position de vision (basée sur le DGP)
Analyse perceptuelle du contraste
Analyse de variabilité (contraste au cours du temps)
Évaluation des effets non visuels (santé).

Un calcul de facteur de lumière du jour est également implémenté.

Lightsolve, actuellement sous forme de beta version, a été dévelopé par le LIPID (EPFL) à destination des académiques et pour des raisons de recherche. L’application est disponible gratuitement dans sa version actuelle et sans garantie pour les étudiants, les chercheurs et les praticiens intéressés par l’outil. Comme il n’a pas encore été totalement validé, il est principalement destiné à un usage académique, de manière à collecter le feedback des utilisateurs.

Lightsolve ne fournit pas de fonctionalité de modélisation 3D mais permet d’importer des fichiers waverfront et des fichiers SketchUp.

Grâce à son rendu rapide, il est possible de l’utilisateur pour naviguer librement dans le modèles 3D et d’avoir un premier feedkback visuel des conditions d’éclairage à différents moments du jour et de l’année.

Site internet de référence : www.lightsolve.epfl.ch

RADIANCE

RADIANCE est un outil sophistiqué d’analyse et de visualisation de la lumière.

À partir de modèles géométriques 3D, il calcule des résultats corrects physiquement et des rendus de haute qualité (luminance / éclairement sous forme de valeurs et d’images). Des représentations en « fausses-couleurs » ou sous forme d’iso-lignes permettent un affichage compréhensible des résultats.

RADIANCE est le programme de référence pour le calcul de la l’éclairage naturel. Les simulations peuvent être réalisées pour différents types de ciel (clair, uniforme ou couvert) ou pour un ciel quelconque défini en utilisant le modèle de Perez. Un plugin additionnel permet de modéliser les 15 nouveaux types de ciel CIE. Le modèle de Perez sert aussi de base pour les calculs annuels de l’éclairage naturel basé sur les données climatiques du lieu considéré.

Des outils supplémentaires permettant de calculer, par exemple, les indices d’éblouissement, sont également disponibles.

RADIANCE est utilisé par les concepteurs, architectes et ingénieurs pour prédire le niveau d’éclairement et l’apparence d’un espace, éclairés avec différents systèmes d’éclairage électrique et naturel, avant la construction. Les chercheurs l’utilisent aussi afin d’évaluer les nouveaux produits d’éclairage. Le software peut être utilisé à toute étape de la conception d’un bâtiment. Il permet de modéliser une grande variété de géométries spatiales et de conditions d’éclairage.

Site internet de référence : www.radiance-online.org

ReluxPro

ReluxPro propose une interface conviviale qui fournit des possibilités d’importation puissantes des plans d’architecture 2D ou de modèles 3D. ReluxPro possède une base de données de luminaires importante, permet de définir précisément la position des luminaires dans le bâtiment et donne rapidement des résultats sous forme de rendus.

ReluxPro permet aussi de calculer des niveaux d’éclairement. Pour chaque zone d’un bâtiment, les niveaux d’éclairement et les valeurs d’uniformité g1 et g2 peuvent être obtenus. Il est dès lors possible d’obtenir un facteur de lumière du jour dans les locaux d’un bâtiment et de prédire la distribution de lumière naturelle dans le local modélisé. Des valeurs de luminance peuvent aussi être calculées.

Il est destiné au secteur des professionnels de la construction, tels que les architectes et les concepteurs d’éclairage familiarisés avec les outils de conception informatique.

ReluxPro inclut des fonctionnalités de modélisation 3D très faciles d’utilisation. Il est possible de modéliser les meubles et les luminaires, à partir d’une vaste base de données. Les ouvertures de fenêtre ainsi que d’autres éléments tels que des portes, peuvent être ensuite définies dans les murs.

Site internet de référence : www.relux.com

VELUX Daylight Visualizer

VELUX Daylight Visualizer est un outil de simulation professionnel destiné à l’analyse et la visualisation des conditions d’éclairage naturel dans les bâtiments de toute échelle, en incluant le résidentiel, les bâtiments commerciaux, les bâtiments industriels et institutionnels. Il est capable de calculer l’éclairement et la luminance pour les 15 types de ciel définis par la CIE. Il peut aussi calculer le facteur de lumière du jour.

L’interface est intuitive ce qui rend le programme accessible aux utilisateurs débutants ainsi qu’à ceux qui sont plus expérimentés à l’usage des outils de calcul de l’éclairage naturel. Le temps de calcul nécessaire pour réaliser une étude d’éclairage naturel est aussi assez retreint.

Les résultats de simulation sont soit des images photo-réalistes qui peuvent être converties en fausse-couleur ou superposées par des iso-lignes soit des valeurs numériques. En plus des images fixes, le programme peut être utilisé pour créer des animations basées sur la course du soleil.

VELUX Daylight Visualizer est utilisé par les architectes et les ingénieurs pour prédire les niveaux d’éclairement et évaluer l’apparence d’un espace durant la conception d’un bâtiment.

Le programme peut être utilisé au tout début de la conception d’un bâtiment de manière à évaluer la disponibilité et à valider la performance du design final. VELUX Daylight Visualizer est aussi utilisé dans plusieurs écoles et universités pour enseigner l’éclairage naturel.

Site internet de référence : viz.VELUX.com

Comparaison des outils

3ds Max

DAYSIM

DIALUX

DIALUX-EVO

DIAL+

DIVA for Rhino

FENER

GERONIMO

IES VE

Lightsolve

RADIANCE

Relux Pro

VELUX Daylight Visualizer

Informations générales

Interface graphique

Importation DAO

Modèle 3D

Rendu 3D

Calculs Radiance

Calculs Radiance (méthode 3 phases)

Daysim

Photo-mapping

Cible

Adapté pour les architectes

Adapté pour les ingénieurs électriciens

Adaptés pour les ingénieurs HVAC

Adapté pour l’avant-projet

Adapté pour une conception avancée

Éclairage naturel

Valeurs de Facteur de Lumière du Jour

Autonomie en éclairage naturel

Sensible à l’orientation

Simulations basées sur le climat

Valeurs d’éclairement

Valeurs de luminance

Calcul de l’éblouissement

Possibilité de décrire des surplombs/avancées architecturales (fixes)

Possibilité de décrire des systèmes d’ombrage (mobiles)

Possibilité de décrire des obstructions extérieures

Éclairage électrique

Description manuelle des luminaires

Base de données des luminaires

Possibilités d’importer des luminaires (IES, Eulumdat, etc.)

Posted By : Sylvie 16 Sep, 2014

Repérer les fuites de fluides frigorigènes

Les fluides frigorigènes ont un impact non négligeable sur l’environnement. Les réglementations outre le fait d’interdire l’utilisation de certains fluides imposent le contrôle de l’étanchéité des installations.

Pour le repérage des fuites, on retrouve principalement deux méthodes :

la méthode directe ;
la méthode indirecte.

Méthode directe

Détecteur de fuite.

Détecteur de fuite R22, R134A… Cette méthode consiste en l’utilisation d’un détecteur de fuite manuel placé devant chaque source potentielle de fuite. Dans les installations existantes, une fuite est souvent difficile à détecter :

En détente directe (le fluide frigorigène alimente directement les évaporateurs des meubles frigorifiques, des chambres froides, des ateliers de boucherie, …), les conduites passent régulièrement dans des faux-plafonds, des gaines techniques, … difficiles d’accès.
Pour les installations à boucle secondaire par fluide caloporteur (le fluide frigorigène alimente les évaporateurs « utiles » via un fluide caloporteur comme l’eau glycolée, le CO₂, …), les fuites potentielles sont circonscrites au local technique; ce qui en soi, simplifie la détection d’une fuite éventuelle.

L’idéal est de faire appel dans n’importe quel cas à des frigoristes spécialisés.

Méthode indirecte

Cette méthode se base sur une estimation des pertes relatives annuelles. Elle peut être mise en œuvre par le maître d’ouvrage ou par la société de maintenance sur base de relevés effectués sur le circuit frigorifique par du personnel qualifié (prise de pression, monitoring permanent, …).

En fonction des impositions réglementaires, il est nécessaire, suivant la charge frigorifique, de comptabiliser les relevés intermédiaires imposés.

Posted By : Sylvie 20 Déc, 2011

Compter l’énergie thermique

Principe

La mesure de l’énergie calorique nécessite le placement :

D’un compteur de passage d’eau chaude de manière à mesurer le débit. Ce débitmètre peut être « invasif » (il s’insère dans le circuit hydraulique), ou « non invasif » (à ultrason) qui ne nécessite pas de coupure du circuit hydraulique.

De deux sondes de température (au niveau du départ et du retour de la production de chaleur).

D’un intégrateur avec une connexion éventuelle vers une gestion technique centralisée (GTC).

Le placement d’un compteur d’énergie dans une installation existante n’est pas toujours aisé pour diverses raisons :

D’une part, l’interruption du système de chauffage pour insérer un compteur de passage ne peut, dans certains cas, se réaliser qu’en dehors de la période de chauffe.

Principe de comptage (source : MeterBuy).

Calcul de l’énergie

Le comptage de chaleur et/ou du froid ou la détermination de l’énergie calorifique se base sur la formule suivante :

Énergie = Volume [m³] x (T_aller – T_retour) [K] x K [kWh/(m³.K)]

Où :

K = coefficient d‘enthalpie (fonction de la température et de la pression du liquide caloporteur) (capacité thermique volumique).

Par exemple : pour une pression de 8 bars, une température d’eau de départ de t_départ = 70 °C et une température de retour de t_retour = 30 °C le coefficient K est de 1.1566 kWh/(m³K)

Composants d’un système de comptage d’énergie thermique

Débimètre d’eau

Les compteurs peuvent être de type « mécanique ». Simplement, une hélice tourne lorsqu’il y a un débit de passage. On retrouve principalement des compteurs :

> à hélice à axe horizontal ;

Hélice à axe horizontal.

> à hélice à axe vertical ;

Hélice à axe vertical.

Compteur à ultrason

Système ultrasonique.

Ce type de compteur fonctionne suivant le principe de la mesure aux ultrasons. Le débit est mesuré avec une très grande précision en comparant les temps de parcours des signaux à ultrasons dans le sens de l’écoulement et à contre-courant tout en tenant compte de la variabilité thermique. Pour les auditeurs (mesures ponctuelles), des compteurs de passage « non invasifs » permettent de mesurer les débits sans devoir « couper » les tuyaux. Néanmoins, ce genre d’appareil peut engendrer des erreurs de mesure assez importantes, si les sonotrodes sont mal couplées à la tuyauterie et/ou les caractéristiques de la tuyauterie sont inexactes (mauvais diamètre ou épaisseur de paroi, encrassement des parois internes, …).

Il est de plus, nécessaire de disposer, pour les compteurs ultrasoniques, de portion droite au niveau du circuit hydraulique sous peine de fausser l’acquisition du débit (perturbation de la mesure par des interférences dues aux coudes par exemple).

Sonde de température

Les sondes de température sont en général des PT100 ou PT500.

Calculateur-intégrateur (électronique de comptage)

Le calculateur-intégrateur de comptage permet, sur base des informations fournies par les débimètres (m³/h ou litre/s) et les sondes de température, de calculer les puissances (kW) et l’énergie thermiques (kWh).

Compteurs d’énergie thermique compacts

Des compteurs d’énergie compacts peuvent être utilisés afin d’assurer la répartition des charges dans un immeuble composé d’espaces locatifs de faible surface. Ces compteurs intègrent dans un même ensemble le débitmètre, les sondes de températures et le calculateur. Ils existent tant avec une technologie de mesure mécanique que par ultrasons.

Compteur statique à ultrasons.

Compteur compact.

Interfaçage avec une gestion technique centralisée

Ce type de compteur peut-être interfacé, via des réseaux de communication, à une Gestion Technique Centralisée (GTC) et ce afin d’exploiter les mesures à distance. L’interfaçage est réalisé suivant des protocoles connus comme :

M-Bus ;
Modbus ;
LON ;
BACnet ;
…

Norme et classes de précision

Les compteurs doivent impérativement répondre à la norme EN 1434-1 (classe de précision). Ils devront aussi avoir la conformité MID (Measuring Instruments Directive).

Un problème d’inconfort thermique ou lumineux ? N’hésitez pas à tester notre nouvel outil de diagnostic afin de trouver la solution à votre problématique.

Posted By : Sylvie 2 Sep, 2010

Mesurer et contrôler la production solaire thermique

La comptabilité énergétique est essentielle au contrôle du bon fonctionnement de l’installation solaire et permettra rapidement d’identifier une dérive de l’installation due à un mauvais réglage ou une défaillance d’un composant. Elle nécessite cependant la pose d’un équipement spécifique et adéquat:

Les thermomètres à l’aller et au retour des capteurs

Très simples et peu coûteux, deux thermomètres placés sur l’aller et le retour entre les capteurs et le stockage permettent déjà de vérifier le fonctionnement correct de l’installation.

Un fonctionnement normal devrait montrer, lors du fonctionnement, des températures supérieures dans le circuit d’alimentation et des températures d’entrée et de sortie égales lorsque l’installation est à l’arrêt. Dans le cas contraire, un fonctionnement anormal souvent dû à un effet thermosiphon peut déjà être décelé.

Le débitmètre gravimétrique

Photo débitmètre gravimétrique.

Un débitmètre gravimétrique est un instrument de mesure du débit de fluide, souvent associé à une vanne de réglage du débit. Situé sous le circulateur, il permet de régler la vitesse de celui-ci pour assurer un débit minimum dans les capteurs. Il permet en plus un contrôle approximatif du débit de l’installation en fonctionnement.
À partir de ce débit et des températures, il est possible par calcul d’estimer très grossièrement la puissance instantanée du circuit.

Le débitmètre volumétrique

Pour la mesure de débit du circuit solaire on utilise généralement un compteur d’eau classique à impulsion bien plus précis. Celui-ci est muni d’un contact REED. À chaque tour, un aimant passant sur la couronne ferme le contact et l’impulsion est envoyée.

Photo débitmètre volumétrique.

Certaines marques ont développé de petits modèles de débitmètre volumétrique…

Le compteur d’énergie

Schéma principe compteur d’énergie

Un compteur intégrateur de chaleur appelé aussi calorimètre ou encore compteur d’énergie thermique est un dispositif comportant :

Un compteur volumétrique (placé généralement sur la conduite de retour (plus froide) vers les capteurs).
Deux sondes de température (au contact des conduites ou dans un doigt de gant). Leur placement est important pour une évaluation précise : idéalement à l’entrée et à la sortie de l’échangeur solaire.
Un calculateur à affichage numérique. Il propose généralement la comptabilité de l’énergie produite (en kWh), l’estimation de la puissance instantanée du système (en W), de la température aller/retour ainsi qu’un historique des données. Certains modèles proposent une gestion par réseau informatique Wifi, internet,..

Ce dispositif est le seul moyen précis pour calculer l’énergie réellement produite par l’installation. Idéalement, il devrait être réglable afin de prendre en compte les caractéristiques du fluide caloporteur utilisé.

Un calculateur est parfois intégré au système de régulation différentielle. Cependant, ce système reste très imprécis car il utilise les sondes de température propres aux besoins de la régulation (par exemple situées dans le ballon plutôt qu’à la sortie du fluide caloporteur).

N.B. : Les calculateurs spécifiques « chauffage » ne conviennent généralement pas pour les applications solaires, car, ils ne présentent pas la possibilité d’adapter la chaleur massique du fluide utilisé et ne supportent pas les hautes températures.

Posted By : Sylvie 12 Mai, 2010

Mesurer la vitesse du vent

Mesure de l’amplitude de la vitesse

Schéma anémomètre.

Cette mesure est typiquement réalisée par un anémomètre à coupelle. Une coupelle présente une résistance au vent différente suivant la direction du vent : du coté du dos profilé, la résistance est moindre qu’avec la partie creuse face au vent. Les trainées sur les différentes coupelles de l’anémomètre auront une même direction (orientée avec la vitesse du vent) mais une amplitude différente. Cela va mettre le rotor de l’anémomètre en mouvement. Naturellement, la vitesse de rotation sera d’autant plus importante que la vitesse du vent est grande. Il y aura donc une relation directe entre la vitesse de rotation et la vitesse du vent. Un peu d’électronique embarquée permet de faire cette conversion et de stocker les données mesurées pendant la période d’observation (data logger).

De nouveau, il existe des anémomètres de qualités différentes et donc, de prix différents. Dans le cas de projets éoliens plus modestes, il existe des anémomètres à des prix très abordables, c’est-à-dire avec des ordres de prix compatibles avec de petits projets.

Mesure de la direction du vent

La direction du vent peut se faire par une simple girouette. Celle-ci est souvent combinée à l’anémomètre comme il est illustré dans la figure ci-dessus.

Mesure au bon endroit et à la bonne hauteur

La vitesse du vent dépend fortement de l’emplacement, c’est pourquoi il est important de réaliser la mesure du vent le plus près possible du lieu de la future implantation des éoliennes. On peut se poser la question de savoir si au sein de la future parcelle de terrain, il est vital de placer le capteur à l’endroit exact des futures éoliennes. Cela doit dépendre fortement de la taille de l’éolienne et de la nature du terrain. Plus l’éolienne est petite et plus elle est sensible à des variations locales. De même, la nature du terrain a de l’importance. En effet, si on est en présence d’un terrain plat sans obstacles, la position de la mesure ne doit pas être très critique : l’évolution du champ de vitesse le long du terrain doit être régulière. Par contre, en présence d’irrégularités, comme des obstacles, le choix de la position de mesure doit être plus sensible. En conclusion, il est difficile de donner une règle précise, mais ces éléments de réponse devraient permettre de choisir le plus judicieusement possible ses points de mesure.

On a aussi mis en évidence la forte dépendance de la vitesse moyenne du vent avec la hauteur. Il est donc important de placer le capteur de mesure le plus prêt possible de la future hauteur du rotor de l’éolienne. On réalise cela au moyen d’un mât de mesure. Il faut être vigilant à la législation en vigueur, sur la possibilité d’ériger un tel mât sur votre terrain.

Que se passe-t-il si le mât n’est pas à la même hauteur ? Comme il a été expliqué dans la section relative sur la dépendance de la vitesse avec la hauteur, il y a moyen de déduire la vitesse à une autre hauteur, h, en fonction de la mesure de référence réalisée à la hauteur, h0. Cette relation n’est uniquement valable que si on est en présence d’un terrain plat, homogène et sans obstacle :

V(h) = V(h0) (h/h0)^α

avec le coefficient « alpha » qui dépend de la rugosité du sol sur le terrain considéré. En fait, il s’agit de la rugosité du sol telle que vue par le vent, c’est-à-dire le type de couverture (eau calme, herbe, arbres, …). Les valeurs du coefficient « alpha » sont données ici à titre d’exemple.

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer la tension électrique

Le voltmètre

Un voltmètre mesure la tension existante aux bornes d’un appareil. On branche donc le voltmètre en le plaçant en parallèle (ou en dérivation) à l’appareil.

Dans un réseau monophasé, on mesure entre la phase et le neutre une tension d’environ 220 à 240 Volts.

Dans le réseau triphasé, elle est également de 220 V entre une phase et le neutre (ou la mise à la terre), mais entre deux phases elle est de 380 à 415 Volts.

Le contrôleur de tension

Un testeur (parfois monté sur un tournevis) permet bien de contrôler la présence d’une tension, mais non sa valeur. Le principe consiste à faire passer un faible courant au travers d’une lampe. Mais cette lampe ne s’allume qu’à partir de 80 à 100 V.

Partout où l’on peut s’attendre à une tension de retour (par exemple dans les câblages de commande d’une armoire électrique), il faut employer le voltmètre.

Appareil intégré à l’installation électrique

Bien sûr il est possible d’intégrer un voltmètre traditionnel à une installation fixe mais l’idée est plutôt ici d’utiliser des appareils délivrant un signal analogique standard de type 4 – 20 mA ou 0 – 10 V, proportionnel à la tension mesurée. Ces appareils peuvent alors être raccordés à la régulation d’une installation, et permettre un suivi en continu.

Le convertisseur (ou transducteur)

Pour la mesure sur des réseaux de forte puissance, il est associé à un transformateur de tension.

L’ analyseur de réseau

La mesure de la tension n’est alors qu’une des grandeurs électriques fournies par cet appareil. Il intègre un microprocesseur permettant l’affichage de valeurs moyennes ou la mémorisation des valeurs de pointe.

Il fonctionne de manière autonome mais peut être raccordé à une régulation locale.

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer l’humidité de l’air

Mesure de l’humidité d’une ambiance

Les psychromètres ne sont plus utilisés que pour les mesures instantanées. Pour les mesures continues, on utilise des hygromètres.

Les hygrostats utilisés en climatisation sont des régulateurs tout ou rien, utilisant des hygromètres électroniques à cellule hygroscopique (mesure de l’humidité absolue) ou à cellule capacitive (mesure de l’humidité relative). Le différentiel enclenchement – déclenchement est de l’ordre de 3 à 5 % d’humidité relative.

Les sondes délivrent généralement un signal analogique standard (0 – 10 V ou 4 – 20 mA). Elles sont alimentées par une tension continue de l’ordre de 24 V.

Certains modèles ont leur élément sensible disposé au bout d’une canne. Ils sont utilisés dans les locaux spécifiques : salles blanches, locaux de stockage, par exemple. L’étalonnage de l’élément sensible est facilité et le placement d’un filtre spécifique est possible, en présence de poussières, par exemple.

Pour effectuer une mesure correcte, il faut que l’air soit en contact réel avec le capteur : il faut donc garantir un libre écoulement vers l’organe de mesure. Toutes les précautions de placement applicables aux sondes de température sont valables ici (température et humidité sont parfois dans le même boîtier). Elles ne devront pas être situées à proximité des climatiseurs, par exemple.

De la précision de la mesure d’humidité dépend la qualité de la régulation et le montant de la facture énergétique, puisque l’influence du taux d’humidité sur la consommation de l’installation est non négligeable ! À ce titre, on privilégiera les sondes à mesure continue par rapport aux sondes à dépassement de seuil (basées sur l’allongement d’un fil synthétique), dont l’hystérésis peut être important (près de 15 %).

Mesure de l’humidité dans les conduits

On utilise généralement des hygromètres électroniques à cellule capacitive. Ces sondes délivrent généralement un signal analogique standard (0 – 10 V ou 4 – 20 mA). Elles sont alimentées par une tension continue de l’ordre de 24 V.

Quelques recommandations pour une mesure de qualité :

Une distance minimale entre l’humidificateur et la sonde, d’une part pour s’assurer que toutes les gouttelettes sont bien évaporées (les gouttelettes ne sont pas prises en considération dans la mesure !), mais d’autre part parce que ces gouttelettes mènent à la destruction de la sonde, tout particulièrement celles au chlorure de lithium. On se renseignera auprès du constructeur.

Exemple.

vitesse de l’air = 3,5 m/s

augmentation d’humidité Δx = 4,5 g_eau/kg air sec.

Distance minimale = 6,4 m

Une distance minimale entre les batteries chaudes ou froides et la sonde : même si, faute de place, il n’est pas toujours facile de respecter la distance théorique, il y a lieu d’éloigner les sondes des batteries pour éviter l’effet de stratification (l’air humide a tendance à s’élever). Distance théorique minimale = 5 à 10 D, où D est le diamètre équivalent de la gaine. De plus, on placera les sondes à mi-hauteur du conduit aéraulique, et au centre de l’écoulement.

Une protection de l’élément sensible, soit par une grille si air propre, soit par un filtre en métal fritté si air avec poussières.
Une ouverture dans la gaine, à proximité de la sonde, pour pouvoir faire périodiquement une mesure de contrôle avec un appareil indépendant de l’indication de la sonde de régulation.
Une mesure dans la gaine de reprise située, si possible, en aval du ventilateur d’extraction si un risque de stratification de l’humidité est présent.
Un câble de raccordement électrique de la sonde suffisamment long pour permettre un entretien aisé.

Maintenance des sondes

Principales mesures d’entretien

Dépoussiérage de l’élément sensible au pinceau doux, si l’air est chargé en poussières.
Remplacement des filtres en métal fritté.
Pas de nettoyage des sondes à capacité par un solvant organique, du type chloré par exemple.
Régénération des sondes à chlorure de lithium, par l’utilisateur.
Étalonnage des éléments sensibles tous les ans (ou tous les deux ans si la sensibilité à la variation de la consigne est faible). Un tel étalonnage peut être fait facilement grâce à l’existence de cartouches contenant des solutions salines. L’humidité relative au-dessus de la solution est pratiquement indépendante de la température.

Exemple.

Solution de chlorure de sodium (76 % HR), ou de carbonate de potassium (44 % HR).

Il est donc facile de recalibrer l’appareil (consulter le fournisseur pour connaître les solutions salines adéquates, certaines étant agressives pour les éléments sensibles).

Une autre possibilité d’étalonnage consiste à comparer la mesure à celle d’un autre appareil plus précis (de la l’intérêt de prévoir une petite ouverture dans la gaine, à proximité de la sonde).

Hygromètre et psychromètre

Hygromètre à cheveu

La longueur d’un cheveu varie sous l’effet de la vapeur d’eau, tout particulièrement le cheveu des femmes !

L’appareil enregistre la variation de longueur d’un faisceau de cheveux suite à la variation de l’humidité.

La précision est de l’ordre de 5 %, si l’appareil est régulièrement étalonné. Autrement, la lecture n’est pas fiable;

Le temps de réponse est de l’ordre de 20 minutes.
Le cheveu peut être remplacé par un fil de soie ou de coton, voire par une fibre synthétique.

La plage normale de mesure s’étale entre 30 et 90 % et entre – 10 °C et + 50 °C de température sèche.

Il existe également des appareils électroniques qui convertissent la variation de longueur en signal de tension (mesure de résistance électrique ou magnéto-inductive).

Hygromètre à cellule hygroscopique

Le plus connu est l’hygromètre à cellule hygroscopique au chlorure de lithium. Le chlorure de lithium est une solution saline (LiCl). Ses propriétés hygroscopiques lui font absorber constamment de la vapeur d’eau contenue dans l’air.

L’appareil comprend deux électrodes entourant une couche de fibre de verre imbibée de LiCl Le tout est monté sur un capteur de température.

Lorsque les électrodes sont sous tension, le courant circulant au travers du tissu imbibé de LiCl produit de la chaleur qui évapore une partie de l’eau. Par évaporation, la résistance électrique du tissu augmente (la conductivité du tissu diminue), la puissance calorifique diminue, donc aussi la température sur la sonde intérieure. Une température d’équilibre s’établit finalement sur la sonde.

Cette température est utilisée pour mesurer la pression partielle de vapeur d’eau de l’air et de là le niveau d’humidité absolue de l’air.

Cette technique réclame un entretien important, la solution de chlorure de lithium devant être régénérée régulièrement.

Hygromètre à variation de capacité

Les hygromètres électroniques à cellule capacitive sont basés sur la modification de la valeur d’un condensateur en fonction de l’humidité. Plus précisément, c’est le diélectrique du condensateur qui est sensible à l’humidité relative de l’air ambiant.

La variation de la capacité (et donc de son impédance) entraîne une variation d’un signal de tension.

L’appareil est fiable et ne demande un étalonnage que tous les 2 ans. La précision est de 3 %. Le temps de réponse est court (de l’ordre de la dizaine de secondes). Et la plage de mesure est large. Que demander de plus ? !

Si, ils ont un petit défaut : être sensible aux polluants chimiques ! On sera dès lors attentif à ne pas les nettoyer avec des solvants organiques (chlore,…).

Leur durée de vie est estimée à une dizaine d’années.

Psychromètre

Le fonctionnement du psychromètre mécanique est basé sur la lecture de deux températures : la température sèche ordinaire et la température dite « bulbe humide « .

Pour connaître cette dernière, on enrobe la base du thermomètre d’ouate humide. On force l’air à passer au travers de cette ouate (par un ventilateur ou par déplacement rapide dans l’air au moyen d’une fronde). L’air qui passe au travers de l’ouate s’humidifie L’évaporation de l’eau refroidit l’air. Plus il se refroidit, plus il était sec au départ !

En comparant les deux mesures, on peut déduire le taux d’humidité de l’ambiance. Par exemple, supposons que le thermomètre sec mesure une température ambiante de 20 °C, tandis que la température lue au bulbe humide soit de 16°C. En prenant l’intersection entre l’isenthalpe passant par le point 16 °C – 100 % HR, et la droite des points à 20°C, on trouve une humidité relative de 67 %.

Autrement dit, l’air ambiant à 20 °C et 67 % HR, lorsqu’il est humidifié se refroidit jusque 16 °C 100 % HR, ce que lit le thermomètre « bulbe humide ».

La précision sur cette mesure est de 0,3 °C sur la température bulbe humide et de 2 % sur l’humidité relative qui s’en déduit.

Un entretien périodique est nécessaire, mais la fiabilité est bonne.

La plage normale de mesure s’étale entre – 10 °C et + 60 °C de température sèche.

Dans le psychromètre électronique, la mesure des températures est réalisée sur base des valeurs données par des thermistances à Coefficient de Température Négatif (CTN).

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer le rendement d’un groupe de ventilation

Mesure du débit d’air

La mesure du rendement d’un ensemble moteur – ventilateur demande l’utilisation d’un manomètre et d’un anémomètre (ou d’un tube de Pitot).

Le débit d’air est mesuré dans une section de gaine droite après le ventilateur. Par exemple le débit mesuré vaut 5 718 m³/h ou 1,588 m³/s.

Mesure des pertes de charge

Il s’agit de déterminer les pertes de charge du groupe de ventilation. Pour cela, il est nécessaire de mesurer la pression avant le groupe (avant les filtres et batteries), avant et après le ventilateur.

Exemple.

Pression extérieure	0 Pa (par défaut)
Pression avant le groupe (a)	– 89 Pa
Pression avant le ventilateur (d)	– 322 Pa
Pression après le ventilateur (e)	93 Pa
Pression dans le local	0 Pa (par défaut)

La perte de charge du réseau = la perte de charge avant le groupe + la perte de charge de la distribution = (0 Pa – (- 89 Pa)) + (93 Pa – 0 Pa) = 182 Pa
La puissance utile nécessaire à vaincre cette perte de charge = 182 Pa x 1,588 m³/s = 289 W
La perte du monobloc de ventilation = la pression avant le ventilateur – la pression à l’entrée du monobloc = (- 89 Pa – (- 322 Pa) = 233 Pa
La puissance utile nécessaire à vaincre cette perte de charge = 233 Pa x 1,588 m³/s = 370 W
La perte de charge totale de l’installation = 182 Pa + 233 Pa = 415 Pa
La puissance utile de l’installation = 415 W x 1,588 m³/s = 659 W
La puissance électrique absorbée par le moteur mesurée grâce à un compteur d’énergie = 1 730 W
Les pertes de l’ensemble moteur – ventilateur = 1 730 W – 659 W = 1 071 W
Rendement de l’ensemble moteur – ventilateur = Puissance utile / Puissance absorbée = 659 W / 1 730 W = 0,38 = 38 %

Récapitulatif des pertes du système de ventilation
Réseau de distribution	17 %
Monobloc (filtres, batteries)	21 %
Moteur, transmission, ventilateur	62 %

Posted By : 25 Sep, 2007

Étalonner un thermomètre

On peut contrôler soi-même le bon fonctionnement d’un thermomètre à l’aide de quelques tests simples :

Par mesure du point de congélation (0°C)

On prépare un récipient contenant 0,5 litre de glace pilée et de l’eau que l’on ajoute jusqu’en dessous de la surface de la glace. Laisser ensuite reposer le bain pendant 10 minutes pour qu’il s’équilibre. Le thermomètre à contrôler est positionné au milieu du bain. La température lue peut s’écarter de ± 1°C du point de congélation (0°C).

À l’aide d’un thermomètre de laboratoire étalonné et un bain d’eau ou d’huile

On réchauffe 1 litre d’eau ou d’huile jusqu’à 65°C environ. Ensuite, l’huile ou l’eau est transvasée, de préférence, dans un thermos. La température de l’eau ou de l’huile est mesurée à l’aide d’un thermomètre étalonné. Immédiatement après, on procède à une deuxième mesure avec le thermomètre à contrôler. Les écarts de ± 1°C par rapport à la température mesurée avec le thermomètre étalonné sont autorisés.

À l’aide de vapeur

On porte quelques litres d’eau à ébullition. Mesurer la température de l’eau ne donne pas de bons résultats étant donné que la température de l’eau bouillante n’est pas uniforme. C’est pourquoi le thermomètre est placé dans l’atmosphère de vapeur juste au-dessus de la surface de l’eau. De manière idéale, on posera sur le récipient contenant l’eau un couvercle muni d’une petite ouverture au centre, au travers duquel on introduit le thermomètre. Par une pression de 1 atmosphère, la température s’élève précisément à 100°C. Cette méthode donne parfois des résultats imprécis, d’autant plus que la température de la vapeur varie en fonction de la pression ambiante.

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer la consommation électrique

Les compteurs électriques mesurent l’énergie électrique consommée. À partir de cette valeur, on peut aussi évaluer la puissance moyenne sur une période de temps donnée. La puissance est simplement donnée en divisant l’énergie comptabilisée par la période de temps.

Par exemple 10 kWh consommés en 1/2 h équivalent à une puissance de 20 kW.

Les compteurs électromécaniques

On distingue les compteurs à courant alternatif monophasé ou triphasé et ceux à courant continu.

Dans les réseaux à courant alternatif monophasé ou triphasé usuels, on utilise le plus souvent les compteurs à induction. Un disque en aluminium mobile tourne sous l’influence de la tension et du courant qui circule. Un dispositif à frein magnétique fait que la vitesse de rotation est proportionnelle à la charge. Un compteur enregistre les révolutions du disque. La consommation est indiquée en kWh. Le nombre de tours de disque nécessaires pour mesurer 1 kWh est indiqué sur le compteur.

Compteur de passage pouvant être intégré sur l’alimentation d’un appareil.

Ces compteurs ont pour rôle essentiel la facturation des consommations, mais rien n’empêche de les utiliser comme compteur « divisionnaire » lorsqu’ils ne mesurent qu’une branche de l’installation électrique (ex : la cuisine) ou même qu’un seul équipement (ex : le lave-vaisselle, la chambre froide, …).

Certains disposent de plusieurs cadrans d’affichage, fonction du nombre de tarifs d’application. La commutation d’un tarif vers l’autre s’effectue par un signal codé émis par le distributeur.

Si l’on veut connaître le profil de consommation des équipements raccordés sur le compteur et établir un diagramme de charge de l’installation, il est nécessaire d’enregistrer le mouvement du disque mobile au moyen d’un lecteur optique que l’on fixe sur le compteur. Celui-ci émet un signal chaque fois que le repère noir du disque passe dans son champ de vision. Il transforme alors (soit directement, soit via un émetteur d’impulsion séparé) les signaux optiques en impulsions qui peuvent être enregistrées par un « data logger ».

De plus en plus, ces compteurs sont remplacés par des compteurs électroniques émettant directement des impulsions pouvant être comptabilisées par un « data logger ».

Pour la mesure de fortes intensités, le compteur est associé à un TI ou « Transformateur d’Intensité » : celui-ci réduit l’intensité réellement mesurée grâce à l’introduction d’un transformateur (par exemple, un TI 200/5A signifie une échelle de mesure pouvant atteindre 200 A alors que le courant réellement mesuré par l’appareil est au maximum de 5 Ampères).

Lecteur optique convertissant les rotations du disque d’un compteur électrique en impulsions.

Le calibre du compteur est déterminé par le courant maximal admissible. Plus précisément, deux valeurs vont caractériser le calibre. Par exemple, un calibre 20-60 A signifie que l’appareil est prévu pour un courant nominal de 20 A, mais qu’il peut « encaisser » des courants jusqu’à 60 A, avec une précision et un échauffement correct. Le rapport Imax/Inom (ici égal à 3) est appelé « facteur de charge ».

Les compteurs électroniques

Les compteurs électroniques mesurent le courant et la tension, et déterminent par un traitement interne l’énergie correspondante.

Ils sont en évolution permanente, offrant chaque jour des performances supplémentaires. Le principe de base consiste à favoriser la communication d’informations (grâce aux propriétés du traitement digital), afin de pratiquer une gestion de la charge efficace.

Schéma principe compteurs électroniques.

En particulier, on distingue :

Des sorties impulsionnelles pour transmettre à distance le niveau d’énergie consommé.
Un accès à ce type d’information par ligne téléphonique ou informatique.
La possibilité pour le distributeur de communiquer avec le compteur pour modifier le tarif, pour organiser le relevé des consommations à distance, …
La possibilité de mémoriser l’évolution des consommations (analyse de charge journalière pour déterminer le moment de la pointe quart-horaire, par exemple).
Le relevé de diverses fonctions : le courant maximal, la puissance réactive, la puissance instantanée, …
…

En fonction des informations reçues, un système de gestion de charges peut mettre en marche ou arrêter les contacteurs des chauffe-eau à accumulation, des machines à laver, des chauffages électriques, de l’éclairage public et d’autres récepteurs.
On notera également :

La possibilité de placer des compteurs divisionnaires dans les armoires électriques, permettant ainsi, à peu de frais, de suivre la consommation d’un appareil spécifique.

L’existence d’appareils de mesure qui viennent se placer entre le réseau et l’équipement consommateur (un peu comme une allonge), et qui permettent de mesurer la puissance instantanée et la consommation d’un équipement raccordé sur une prise 220 ou 380 Volts.

Idéal pour se décider à balancer enfin ce vieux frigo qui coûte trois fois plus qu’un neuf par sa seule consommation !

La mesure via une pince ampèremétrique

On peut mesurer la puissance par une mesure du courant dans un conducteur en insérant un ampèremètre dans le circuit ou à l’aide d’une pince ampèremétrique, et une mesure de la tension.

Dans un circuit alimenté en courant continu : P = U x I

Dans un circuit alternatif monophasé : P = I x U x cos j

(P = Puissance active [W], I = courant [A], U = tension [V], cos j = déphasage entre U et I, souvent indiqué sur la plaque signalétique de l’équipement)

Dans un réseau alternatif triphasé, la puissance absorbée s’exprime

Soit par P = 1,73 x I x U_l x cos j , où I est le courant mesuré au départ d’une ligne et U_lest la tension de ligne, mesurée entre deux lignes, soit 380 V,
Soit par P = 3 x I x U_ph x cos j , où I est le courant mesuré au départ d’une ligne et U_phest la tension de phase, mesurée entre une ligne et le neutre, soit 220 V.

Lorsque l’on mesure la consommation d’un seul équipement triphasé, la charge est en général équilibrée entre les trois lignes. Il suffit alors de mesurer le courant appelé par une ligne. Les autres phases auront un flux identique, seulement décalé de 120°. La puissance calculée ci-dessus à l’aide des mesures effectuées sur une seule phase est la puissance totale absorbée par le moteur.

Attention !

Lorsqu’on mesure avec une pince ampèremétrique, il faut bien prendre garde à ne mettre qu’un seul conducteur dans la pince.
Les tensions nominales de 220 V et 380 V sont souvent dépassées dans la pratique (… 230 … et … 400 … Volts).

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer le débit d’air

Mesurer le débit d'air

La mesure du débit d’air

La mesure des débits d’air d’un système de ventilation est nécessaire pour effectuer un réglage optimal, pour vérifier le fonctionnement réel et la conformité des débits de l’installation et finalement pour repérer des erreurs d’installation ou des fuites.

La mesure du débit (q) consiste en fait en une mesure de la vitesse de l’air (v) que l’on multiplie ensuite par la section de passage (S) :

q = v x S

Où mesurer le débit d’air

La norme NBN EN 12599 (Ventilation des bâtiments – Procédures d’essai et méthodes de mesure pour la réception des installations de ventilation et de climatisation installée) décrit quatre méthodes de mesure de débits d’air :

au niveau des bouches d’air;
sur la section droite d’un conduit;
avec dispositif d’étranglement;
et sur la section droite d’une chambre ou d’un dispositif.

Elle recommande la mesure en conduit si une section est accessible et appropriée.

Au niveau de la bouche d’air

Pour mesurer la vitesse de l’air au droit d’une bouche, il faut tenir compte de ses caractéristiques : son ouverture, la direction et la répartition du flux vont influencer la forme de l’écoulement à la sortie de celle-ci. Sur les bouches d’extraction, les flux d’air ne sont pas homogènes, ce qui ne permet pas de déterminer une vitesse moyenne par balayage. Pour obtenir des mesures cohérentes et reproductibles, il est préférable de :

envelopper la bouche d’extraction d’un cône canalisant les veines d’air vers l’appareil de mesure;
centrer correctement le cône de l’appareil sur la bouche;
ouvrir la bouche de manière raisonnable;
avoir installé des bouches accessibles et facilement mesurables.

Au niveau d’une bouche d’air, la mesure des débits pourra se faire grâce à un anémomètre à hélice, un débimètre à compensation ou encore grâce à la méthode du sac. Les petites sondes avec cône sont également possibles mais sont moins recommandées car la prise de mesure est plus difficile et le pourcentage d’erreur augmente.

Une technique particulière permettant également de mesurer le débit d’air au niveau d’une bouche consiste à placer un conduit supplémentaire de minimum un mètre et de petit diamètre entre la fin du réseau et la bouche sans modifier son réglage et à effectuer la mesure à environ 80 cm de la bouche initiale de la même manière que sur la section droite d’un conduit. Lors d’une telle mesure, il convient tout particulièrement de maitriser les fuites de l’assemblage.

Mesure de débit dans une gaine et au droit d’une bouche.

Sur la section droite d’un conduit

La mesure de débit dans un conduit doit quant à elle être réalisée sur une section droite suffisamment longue (plus de 10 fois le diamètre en amont de la mesure et 3 fois en aval) pour éviter les turbulences. Elle est réalisée à l’aide d’une petite sonde (anémomètre à hélice de petite taille, anémomètre à fil chaud ou tube de Pitot).

Comme au niveau d’une bouche d’aspiration ou de soufflage, la vitesse n’est pas uniformément répartie sur toute la section de passage dans un conduit (frottement sur les parois, turbulences, …). Mais pour des conduits de diamètres inférieurs à 16 mm une seule mesure suffit en son centre. On utilise alors un facteur de correction pour rendre compte du profil des vitesses. Par contre, si le conduit est de plus grande dimension, il faut procéder à une série de mesures en balayant uniformément la sonde de mesure sur toute la section et procéder à une moyenne arithmétique des mesures pour estimer le débit passant. On préférera dès lors un appareil muni d’un dispositif intégrateur qui réalise la moyenne enregistrée sur 15 ou 30 secondes. Dans les deux cas, il convient de :

effectuer le(s) trou(s) sans bavures ;
maintenir fermement la sonde et correctement orientée dans l’axe et le bon sens du flux ;
rendre accessible le conduit, ce qui n’est pas toujours possible ;
faire attention aux fuites d’air ;
reboucher correctement le(s) trou(s) après la mesure.

Finalement, il ne faut pas perdre de vue que si une partie de l’air est recyclé, le débit mesuré n’est pas le débit d’air neuf. Il faut en effet connaître le taux de recyclage pour pouvoir l’évaluer.

Avec un dispositif déprimogène

L’installation de ventilation complète contient souvent des dispositifs particuliers qui entrainent une différence de pression : diaphragme, clapet, échangeur de chaleur, atténuateurs acoustiques, bouches d’air, filtre, etc. Normalement, ces dispositifs sont étalonnés et leurs données sont connues. Les pertes de charges associées aux dispositifs permettent alors de calculer le débit d’air si une relation claire existe et que les conditions correspondent à l’étalonnage de l’appareil. La différence de pression avant/après le dispositif déprimogène est mesurée grâce à un manomètre.

Recommandations générales

Outre les recommandations particulières suivant l’endroit de la prise de mesure, le CSTC dans son étude OPTIVENT donne en plus plusieurs conseils généraux afin de favoriser la mesure et d’en diminuer l’erreur :

faire étalonner les instruments de mesure régulièrement auprès du fabricant ou d’un laboratoire spécialisé.
protéger les appareils contre les chocs et la poussière notamment.
effectuer la mesure dans une position confortable.
maintenir fermement et sans bouger l’appareil lors de la mesure afin de garder l’appareil dans les mêmes conditions durant 5 à 10 secondes le temps que le flux se stabilise.
assurer le contact parfait entre la paroi et l’appareil ou le cône dans le cas d’une mesure au niveau d’une bouche d’air.
prendre plusieurs mesures successives.

De même, en préparation à la mesure, il conseille de :

avoir placé et fermer l’ensemble des portes et fenêtres extérieures.
fermer la ou les portes intérieures du local où se prend la mesure.
ouvrir totalement les bouches d’alimentation ou d’extraction naturelles.
tester en premier lieu le système en position nominale et bloquer les éventuels clapets régit par une ventilation à la demande en position nominale.
remplacer éventuellement le ou les filtres par des neufs
arrêter les autres systèmes qui entrainent une ventilation du local (appareils de combustion, hottes de cuisine, séchoirs, …).
éviter d’effectuer les mesures lors de conditions climatiques extrêmes (par exemple, les périodes de grands vents).

L’étude OPTIVENT à notamment permis d’étudier la justesse de mesure de divers dispositifs dans une application résidentielle et de les classer en méthode fiable (V) ou moins fiable (X) en fonction des conditions de mesure :

Méthode de mesure	Évacuation		Alimentation			Prix indicatif HTVA	Facilité d’utilisation
Méthode de mesure	Bouche suffisamment ouverte et instrument centré ou non	Bouche très fermée	Bouche à flux symétrique, suffisamment ouverte et instrument centré	Bouche à flux symétrique et instrument non centré	Bouche à flux asymétrique ou latéral ou bouche très fermée	Prix indicatif HTVA	Facilité d’utilisation
Mesure au niveau de la bouche d’air
Compensation avec grille	V	V	V	V	V	2 500-3 000	Facile et rapide
Compensation sans grille	V	X	V	V	X	2 500-3 000	Facile et rapide
Anémomètre avec cône	V	X	V	X	X	< 1 000	Facile et rapide
Petite sonde avec cône	X	X	X	X	X	< 1 000	Moins facile
Petite sonde en conduit	V	V	V	Sans objet	< 1 000	Moins pratique et calcul requis
Mesure dans la section droite d’un conduit
Petite sonde en conduit	V	V	V	sans objet	V	< 1 000	Réseau apparent nécessaire et calcul requis
V = méthode fiable X = méthode moins fiable

Source : Centre Scientifique et Technique de la Construction.

Tube de Pitot

C’est le système de mesure le plus utilisé. Il constitue la mesure la plus précise pour les vitesses d’air supérieures à 2,5 à 3 m/s.

Il permet de mesurer la vitesse de l’air par la mesure d’une différence de pression. En effet, la pression dynamique p_d, est fonction de la vitesse de l’air v (p_d= 0,5 ρv², ρ = .. 1,2 .. kg/m³) et est égale à la différence entre la pression totale et la pression statique. Le tube est donc raccordé à un manomètre soit à liquide, soit digital.

Pour ne pas perturber la mesure, il faut être attentif à rester aligné avec le flux d’air (10° d’écart maximum).

Lors de la mesure au droit d’une bouche, la présence d’un cône peut être évitée si on glisse le tube entre les lames de la grille et que l’on effectue plusieurs mesures entre les différentes lames. De préférence, les lames de la grille doivent être placées en position droite.

Mesure dans une gaine et mesure à la sortie d’une bouche.

Anémomètre à hélice

Sondes d’anémomètre à hélice et à fil chaud.

Mesure de débit d’une bouche avec un anémomètre à hélice.

Il existe des anémomètres à hélice de toutes tailles de 15 à 200 mm de diamètre, les petits diamètres permettant les mesures dans les gaines et les grands à la sortie des bouches. Plusieurs possibilités existent : l’hélice peut faire corps ou non avec l’appareil de mesure, avec un cône ou encore être portée au bout d’une tige, ce qui permet des mesures à distance :

Hélice sans cône : pour faire une mesure globale au refoulement d’une bouche de très petite dimension, l’anémomètre à hélice doit être installé dans un convergent-divergent (cône). Les mesures sans cônes sont très peu fiables dans le cas de petites bouches et dans tous les cas, pour plus de justesse de la mesure, on préférera une mesure en conduit si l’utilisation du cône n’est pas possible.
Petite hélice (10 à 20 mm) avec cône : la mesure au centre du cône n’est souvent pas la meilleure pour caractériser le débit d’air de la bouche. Les erreurs de mesures obtenues sont généralement importante (jusqu’à 60%).
Petite hélice (10 à 20 mm) en conduit : la mesure en conduit est a préférée aux autres méthodes avec hélice. Elle est beaucoup plus fiable. Toutefois, elle nécessite d’avoir accès au conduit ce qui est rarement le cas ou de rajouter un bout de conduit entre la fin du réseau et la bouche pour pouvoir effectuer la mesure. Il convient également de faire attention aux éventuelles fuites. La mesure dans un conduit supplémentaire n’est pas fiable pour des vitesses supérieures à 90 m³/h, il occasionne alors une trop grande perte de pression ce qui réduit significativement le débit réel.
Grande hélice (environ 10cm) avec cône : c’est la méthode la plus répandues pour les petites bouches d’air mais pour donner une mesure fiable, il est nécessaire de respecter certaines recommandations pour les mesures sur bouches. En outre, elle est à proscrire lorsque la bouche est très fermée (>3/4 de sa plage de réglage) ou, en alimentation, si le flux est asymétrique ou latéral. Dans tous les cas, plus le cône sera grand et bien centré sur la bouche, plus la mesure sera fiable. Il existe depuis peu un dispositif (court tronçon cylindrique) que l’on ajoute à l’anémomètre et au cône et qui permet de stabiliser le flux ce qui permet d’améliorer les mesures. Comme dans le conduit supplémentaire, la mesure n’est plus fiable pour des vitesses supérieures à 90 m³/h pour les mêmes raisons.

Pour obtenir une mesure précise, l’anémomètre à hélice doit être étalonné régulièrement, les transports, les manipulations, l’exposition à des ambiances plus ou moins polluées pouvant altérer la vitesse de rotation de l’hélice. De plus, l’axe de l’hélice doit être maintenu parallèlement à l’axe de l’écoulement (10° d’écart maximum). L’utilisation de l’anémomètre à hélice est valable pour des vitesses d’air supérieur à 1 m/s.

Anémomètre à fil chaud

Le principe du fil chaud consiste à mesurer la puissance nécessaire au maintien en température du fil qui dépend de la vitesse de l’air. La mesure est souvent combinée à une mesure de température. Ces appareils sont peu sensibles aux chocs mais les poussières peuvent altérer les conditions de refroidissement du fil. Les anémomètres à fil chaud, contrairement aux hélices, permettent de mesurer de très faibles vitesses entre 0.2 et 3 m/s. Comme pour les hélices de petites dimensions, la mesure en conduit est a préférée à l’utilisation d’un cône et une mesure à la bouche d’air.

Débitmètre à compensation

Un débitmètre à compensation est un appareil équipé d’un ventilateur permettant de compenser ses pertes de charge propres et ainsi de ne pas perturber le débit mesuré. Il en existe deux sortes suivant le dispositif de stabilisation du flux. Soit le flux est stabilisé (rapidement) grâce à une grille, soit le flux est stabilisé (lentement) grâce à un long cône et des diffuseurs. La compensation de pression seule ne suffit pas, il faut que le flux soit stabilisé correctement pour augmenter la fiabilité de la mesure. Donc, dans de bonnes conditions de mesures, il est fiable et facile d’utilisation puisqu’il s’adapte à tous types de bouches. Toutefois, il est peu pratique du à son encombrement et son poids, si la bouche n’est pas facilement accessible, et étant donné son coût, il ne se justifie que pour des mesures très fréquentes. Il est à noter que de nouvelles versions sont en développement mais qui n’ont pas encore été testées.

Manomètre

On peut estimer le débit traversant un composant du système de ventilation (filtre, échangeur de chaleur, diaphragme, clapet, etc.) équipé d’une mesure de pression différentielle en connaissant les caractéristiques de l’élément utilisé. Dans leur catalogue, les fabricants indiquent pour chaque élément la perte de charge initiale et le débit pour lequel cette perte de charge est calculée.

Si on dispose d’une mesure de pression différentielle au droit du dispositif, par exemple nécessaire pour optimaliser sa durée de vie, on connaît immédiatement le débit traversant :

débit_réel= (Δp_mesuré/ Δp_catalogue) ^0,5x débit_catalogue

Pour les filtres à poches, ces valeurs sont parfois données pour une poche. Il faut alors multiplier par le nombre de poches pour obtenir le débit total.

Méthode du sac

La mesure d’un débit d’air au niveau d’une bouche d’air grâce à la méthode du sac est moins courante. Elle consiste à fixer sur un cadre autour de la bouche un sac en plastique de mesure enroulé. On mesure alors le temps nécessaire pour amener le sac à une certaine surpression. Si l’étalonnage du volume du sac est correct et qu’il a été correctement fixé (sans fuite), on obtient une bonne estimation du débit en divisant le volume en m³ du sac par le temps de remplissage mesuré en secondes. La mesure d’un débit d’air au niveau d’une bouche d’air grâce à la méthode du sac est moins courante.

Gaz traceurs

Il faut noter que la mesure du débit d’une entrée d’air naturelle n’est pas possible avec un anémomètre étant donné la faible vitesse de l’air au droit de celle-ci. On peut dans ce cas avoir recours à la technique des gaz traceurs pour estimer le débit de ventilation.

Il existe plusieurs méthodes de mesure par gaz traceur

La première consiste à injecter (au temps t₀) dans un local une dose donnée de gaz, donnant lieu à une concentration (C₀) de gaz dans l’ambiance. La concentration de gaz (C₁) diminue ensuite en fonction de l’apport d’air neuf dans le local. Elle est alors mesurée à plusieurs instants successifs (au temps t₁), à plusieurs endroits dans la pièce. La vitesse de décroissance de la concentration en gaz traceur est une mesure du taux de renouvellement d’air β :

β [h ^– 1] = ln (C₀– C₁) / (t₀– t₁)

La deuxième méthode consiste à injecter en permanence un gaz traceur pour maintenir, dans le local, une concentration (C) de gaz constante. L’injection est donc commandée par un régulateur et la sonde de mesure. Le débit d’air neuf (q) du local est donc proportionnel au débit de gaz injecté (q_g) :

q [m³ / h] = q_g/ C

La troisième méthode donne de très bons résultats et est peu onéreuse. Elle consiste à injecter un gaz traceur (composé organique cyclique perfluoré) au moyen d’une cellule à effusion, c’est-à-dire une petite capsule remplie de gaz liquide et fermée par un bouchon de caoutchouc perméable au gaz. Un très faible flux de traceur est ainsi diffusé dans la zone à analyser. En un autre endroit de cette zone, une cellule contenant du charbon actif adsorbe le gaz émis. Plus le taux de renouvellement d’air de la zone est faible, plus la concentration en traceur dans l’air et donc dans le charbon actif est élevée. Après une période pouvant aller de quelques heures à quelques semaines, les capsules de charbon actif sont fermées et analysées par un laboratoire. On en déduit le taux de renouvellement d’air moyen de la zone.

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer le rendement de combustion

Expression du rendement de combustion

En pratique, on exprime souvent le rendement de combustion par la formule de Siegert :

η_comb= 100 – f x (T_fumées– T_amb) / %CO₂

où :

T_fumées= la température des fumées à la sortie de la chaudière [°C]
T_amb= température ambiante de la chaufferie [°C]
%CO₂= la teneur en CO₂ des fumées [%]
f = facteur dépendant principalement du type de combustible (mazout : f = .. 0,57 ..; gaz naturel : f = .. 0,47 ..)

On relève les trois éléments clés de cette formule qui doivent être mesurés :

La température des fumées.
La température ambiante de la chaufferie, qui correspond à la température de l’air aspiré par le brûleur. La différence de température entre l’air de la chaufferie et les fumées symbolise la chaleur perdue dans la cheminée.
Le pourcentage de CO₂. Le pourcentage de CO₂ contenu dans les fumées se calcule à partir de la mesure de la quantité d’oxygène encore présente dans celles-ci , par la formule :

%CO₂ = %CO_2maxx (21 – %O₂) / 21

où :

%O₂= la teneur en oxygène mesurée dans les fumées [%].
%CO_2max= la teneur en CO₂ des fumées si la combustion était idéale (pour le fuel : 15,2 % et pour le gaz : 11,9 %).

Évaluer

Interpréter une mesure de rendement de combustion.

Mesure manuelle

Anciennement, le rendement de combustion était calculé au moyen un coffret de contrôle de combustion.

Celui-ci comprend :

Un mesureur de CO₂. Une certaine quantité de fumées est aspirée à la sortie de la chaudière (par un trou dans la buse de raccordement). Les fumées sont mélangées à un réactif qui peut absorber une certaine quantité de CO₂. L’absorption du CO₂ crée un vide dans l’appareil de mesure qui déplace le liquide de la colonne centrale, le long d’une échelle graduée.

Orifice dans la buse de raccordement à la cheminée pour la mesure du rendement de combustion.

Un thermomètre gradué à bimétal à introduire dans la buse de raccordement à la cheminée.
Un opacimètre. Il s’agit d’une pompe qui permet d’aspirer les fumées au travers d’un papier filtre. Le noircissement du papier filtre est comparé à une échelle de référence.
Un déprimomètre.

Pompe permettant d’aspirer la fumée au travers d’un papier filtre.

La mesure manuelle du rendement de combustion n’est pas complexe. Les étapes successives sont cependant relativement longues et demandent une certaine rigueur dans la mesure. Par exemple, le thermomètre doit aboutir au centre du conduit de raccordement et sa position doit être ajustée pour se situer au point le plus chaud. De plus le temps de réponse d’un thermomètre bimétal est long. Il faut donc attendre au minimum 5 minutes pour avoir une stabilisation, ce que peu de personnel d’entretien applique …

Le rendement de combustion ainsi calculé est plus élevé qu’il ne l’est en réalité.

Un autre exemple : le réactif utilisé pour la mesure du CO₂ a également une certaine durée de vie après laquelle il doit être remplacé, ce qui n’est pas toujours fait …

Analyseur de combustion électronique

Régler précisément un brûleur en mesurant, en parallèle, le rendement de combustion de façon manuelle, est quasi inconcevable.

Il faut prélever .. agiter .. contrôler .. calculer .. régler .. prélever .. agiter .. contrôler .. calculer .. régler…

Cela montre tout l’intérêt des analyseurs de combustion électroniques.

Photo analyseur de combustion électronique.

Ces appareils permettent de mesurer, en une seule manipulation, la température des fumées, le pourcentage d’O₂, de CO, de NO_x, l’excès d’air et calculent en direct le pourcentage de CO₂, l’excès d’air et le rendement de combustion.

Photo analyseur de combustion électronique.

Le coût d’un appareil de ce type est de l’ordre de 750 à 1 000 €.

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer l’étanchéité d’un bâtiment

Mesurer l'étanchéité d'un bâtiment

La mesure de pressurisation – Taux de ventilation à 50 Pa

En Belgique, les règles pour obtenir un essai de pressurisation de qualité et conforme sont décrites par la STS-P 71-3 : Étanchéité à l’air des bâtiments, Essai de pressurisation qui est publiée par le SPF Économie, P.M.E., Classes moyennes et Énergie.

La mesure de pressurisation consiste à mesurer le débit d’air qui s’infiltre à travers les différentes ruptures d’étanchéité des parois du bâtiment (mauvaise jonction des isolants, prises électriques, jonction mur/menuiserie, …). Cette mesure est en passe de devenir essentiel, en effet les bâtiments sont de plus en plus efficaces énergétiquement et la part des coûts énergétiques due aux pertes par étanchéité à l’air des parois est proportionnellement plus importante.

Pour la mesure de pressurisation, on remplace une ou plusieurs des portes extérieures par un panneau comportant un ou plusieurs ventilateurs. On ouvre ensuite toutes les portes et fenêtres intérieures et on referme toutes les portes et fenêtres extérieurs.

Le local est alors mis en surpression ou dépression par injection ou aspiration de l’air dans le bâtiment.
En pratique, le débit du ventilateur (Q) est réglé de façon à établir une différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur de 50 Pa.

Le résultat d’une mesure de pressurisation est caractérisé par la valeur n50 :

n₅₀ = Q₅₀/V

avec,

n50 = le renouvellement d’air pour une différence de pression de 50 Pa (1/h),
Q₅₀ = le débit d’air (m³/h) insufflé par le ventilateur pour une différence de pression de 50 Pa,
V = le volume du bâtiment (m³).

Taux de ventilation saisonnier moyen

Étant donné qu’une différence de pressions de 50 Pa sur un élément de façade ne se produit que par vent très fort, la valeur n₅₀ n’a pas directement de signification pratique. Le taux de ventilation réel d’un bâtiment est une fonction complexe de l’étanchéité à l’air globale, de la localisation des fuites et des conditions climatiques (vitesse et direction du vent, écart de températures entre l’ambiance intérieure et extérieure, … ).
En fait, on peut admettre la règle approximative suivante : le taux de ventilation saisonnier moyen de base s’élève à environ 1/20 du taux de ventilation n₅₀ mesuré. Cette proportion peut varier entre 1/10 et 1/30 suivant le cas.

Autre mesure

Il existe une seconde méthode pour mesurer l’étanchéité à l’air globale d’un bâtiment : la méthode du gaz traceur. Cette mesure permet de déterminer le débit de ventilation dans les conditions climatiques régnant au moment de la mesure (vent, température).

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer le niveau d’éclairement

Mesurer le niveau d'éclairement

Appareil de mesure : le luxmètre

Les niveaux d’éclairement se mesurent grâce à un luxmètre.
Le prix d’un tel appareil varie en fonction de son degré de précision, de sa plage de mesure, de la possibilité de raccorder une cellule photoélectrique séparée, de la possibilité d’enregistrer des valeurs et d’en calculer la moyenne, de mesurer un éclairement discontinu ou d’intégrer dans le temps un éclairement variable, …

Un luxmètre bon marché est généralement suffisant pour évaluer la qualité d’une d’installation.

Calcul de l’éclairement moyen intérieur

Pour déterminer le niveau d’éclairement moyen d’un local à l’aide d’un luxmètre, il faut effectuer diverses mesures d’éclairement ponctuel selon la méthodologie définie par la norme NBN L 14 – 002, et en établir une moyenne arithmétique.

La surface du local est divisée en un certain nombre de rectangles élémentaires de dimensions égales.
Les éclairements ponctuels sont mesurés au centre de chaque rectangle.
L’éclairement moyen sur l’ensemble de la surface considérée est la moyenne arithmétique des valeurs mesurées.

E_moy = (E1 + E2 + … + En) / n

indice du local K :

K = (a x b) /h (a + b)

avec,

a et b = largeur et longueur du local,
h = hauteur utile de l’installation.

K	Nbre minimum de points de mesure
moins de 1 1 .. 1,9 2 .. 2,9 3 et plus	4 9 16 25

Nbre minimum de points de mesure

moins de 1

1 .. 1,9

2 .. 2,9

3 et plus

Calcul de l’éclairement moyen extérieur

Pour déterminer, à l’aide d’un luxmètre, le niveau d’éclairement moyen d’un espace extérieur, il faut effectuer, sur une zone reproductible, diverses mesures d’éclairement ponctuel et en établir une moyenne arithmétique.

L’emplacement et le nombre de points de mesure sont déterminés suivant un quadrillage régulier dont la taille des mailles est obligatoirement inférieure ou égale à la hauteur de feu des luminaires divisée par 2.

Conditions impératives de mesure :

la cellule de mesure doit être parfaitement horizontale,
la cellule de mesure doit être à l’abri de toute ombre portée,
le temps doit être sec (les gouttelettes peuvent fausser la mesure).

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer le débit d’eau

Mesurer le débit d'eau

Différentes technologies de compteur

Fonction de la pression et de la température

On distingue :

Des compteurs d’eau froide ou eau glacée : définis pour une plage de température de 0 – 30°C, pour une pression nominale de 10 bars.
Des compteurs d’eau chaude de chauffage ou d’eau chaude sanitaire : définis pour une plage de température de 0 – 90°C, pour une pression nominale de 16 bars.
Des compteurs d’eau chaude surchauffée ou surpressée : plage maximale de température de 0 – 200°C, pour des pressions nominales de 30 bars.

Fonction de la technique de mesurage

On distingue :

> Des compteurs volumétriques à piston	> Des compteurs de vitesse à turbine
(doc. Schlumberger).	(doc. Wateau).
> Des compteurs de vitesse de type Woltmann
(doc. Sappel).
> À hélice axiale	> À hélice suspendue

Fonction du calibre

Le calibre correspond à la plage de débit admis pour un diamètre intérieur de tubulures de raccordement donné.

Un compteur d’eau ne doit pas être choisi selon le diamètre de la conduite sur lequel il sera installé mais selon la plage des débits à mesurer. Il faut donc connaître :

le débit de pointe,
le débit permanent le plus probable,
le débit le plus faible.

On doit alors faire coïncider ces valeurs avec les différents débits du compteur tels que définis par le constructeur :

Débit minimal (Q1) : le débit le plus faible auquel le compteur d’eau fournit des indications qui satisfont aux exigences relatives aux erreurs maximales tolérées.
Débit de transition (Q2) : le débit de transition est la valeur de débit située entre les débits permanent et minimal et à laquelle l’étendue de débit est divisée en deux zones, la «zone supérieure» et la «zone inférieure».
Débit permanent (Q3) : le débit le plus élevé auquel le compteur d’eau fonctionne de façon satisfaisante dans des conditions normales d’utilisation, c’est-à-dire dans des conditions de débit constant ou intermittent.
Débit de surcharge (Q4) : le débit de surcharge est le débit le plus élevé auquel le compteur fonctionne de façon satisfaisante pendant une courte période de temps sans se détériorer.

Fonction de la qualité de l’appareil

En première approximation, on peut considérer qu’avec les compteurs du commerce réglementé par l’UE, l’erreur sur la mesure est de maximum +/- 5 % dans la «zone inférieure», c’est-à-dire entre Q1 et Q2, et de maximum +/- 2 % après Q2.

Le conseil européen a définit des valeurs délimitant l’étendue du débit d’eau :

Q3/Q1 ≥ 10
Q2/Q1 = 1,6
Q4/Q3 = 1,25

Dès lors, les compteurs seront de qualité si leur débit minimal (Q1) est très faible par rapport au débit permanent (Q3).

Le télé-relevé

Le télé-relevé utilise des compteurs à impulsion (une impulsion est générée pour X m³ consommés) ou à encodeur (lecture directe de l’index du compteur).

(doc. Sappel).

Il permet de connaître les consommations en temps réel et donc de détecter plus rapidement les fuites. Tout comme les compteurs individuels, il permet également une facturation au prorata des consommations mesurées de chaque entité du bâtiment.

Ce type de compteur est donc préconisé dans les gaines difficilement accessibles ou pour les opérations où un suivi assez fin est recherché (par exemple, suivi des consommations au niveau d’une cuisine ou d’une buanderie).

Cependant, ce type de compteur demande un investissement assez important non seulement au niveau des compteurs mais aussi lors du câblage de l’installation.

Si l’adjonction de cette fonction sur un compteur existant peut parfois être réalisée sur site, sans démontage, elle nécessite souvent un retour en usine.

L’emplacement

L’installation

Les compteurs se placent généralement sur une conduite horizontale. Toutefois, certains modèles peuvent également être positionnés verticalement, comme les compteurs volumétriques ou les compteurs Woltmann à hélice axiale.
Les compteurs ne doivent pas être placés au dessous d’équipements susceptibles de fuir (brides, vannes,…).
Ils doivent être protégés du gel.
Ils ne doivent pas être installés en point haut, à cause des phénomènes de dégazage.
L’emplacement doit permettre un entretien facile et un démontage aisé.
Chaque fois que cela est possible, on cherchera à installer les compteurs d’eau à l’extérieur de l’entité concernée (dans un local technique, dans un couloir, …) pour faciliter les interventions et les relevés.
Le sens de l’écoulement doit être respecté.
Une longueur droite minimum avant et après le compteur (voir fabricant) doit être respectée pour les compteurs à turbine ou à hélice. À défaut, les valeurs indiquées seront erronées.
Une alternative consiste à placer des stabilisateurs d’écoulement à nid d’abeilles ou à grille.

(doc. Schlumberger).

Avant le placement du compteur, il est utile de rincer abondamment l’installation pour en éliminer les particules solides qui pourraient abîmer l’appareil (utiliser un tube de remplacement à cet usage).
Lors de la mise en service, il faut éviter un remplissage brusque (lente ouverture de la vanne amont, puis lente ouverture de la vanne aval).

Les accessoires de pose

Un filtre en amont du compteur

Il est même obligatoire pour les compteurs à turbine ou à hélice de type Woltmann qui risquent une détérioration si cette précaution n’est pas prise. On peut placer un filtre droit ou un filtre incliné(dans ce dernier cas, il s’installe à contre-courant du sens de circulation de l’eau).

Des vannes d’isolement

Elles permettent une dépose pour réparation. Le tube de remplacement est dimensionné pour joindre ces 2 vannes. Le compteur peut aussi être installé en bypass.

Des cônes de réduction

ils sont utiles lorsque le diamètre de la canalisation est différent du diamètre du compteur.

Un robinet de vidange

Il se place près du compteur, entre les deux vannes d’isolement (sauf si l’on juge que la quantité d’eau correspondante est faible et qu’elle peut être recueillie sans dégâts).

On adjoindra également un clapet anti-retour en aval du compteur.

La maintenance

Il est utile de vérifier régulièrement l’état d’encrassement du filtre placé en amont du compteur.

Les compteurs d’eau ne requièrent aucun entretien particulier. Ils doivent toutefois faire l’objet d’une vérification annuelle.

Pour les compteurs à hélice de type Woltmann, un nettoyage des longueurs droites afin d’éliminer le dépôt de calcaire doit être prévu le cas échéant : les plaques de calcaire qui se détacheraient entraîneraient une détérioration de l’appareil. Un démontage et un étalonnage sont à prévoir tous les 5 ans, environ.

Les compteurs volumétriques sont faciles à démonter pour réparation ou nettoyage.

Après toute intervention sur les compteurs (démontage, nettoyage, réparation), il est impératif de procéder à un étalonnage.

Mesure du débit d’un circulateur

Si on dispose des courbes caractéristiques du circulateur installé, il est possible de déterminer son débit en fonctionnement en mesurant la différence de pression entre son aspiration et son refoulement. Celle-ci équivaut à la hauteur manométrique du circulateur.

Kit de mesure de pression d’aspiration et de refoulement d’un circulateur
(disponible chez les fabricants de circulateurs).

En reportant cette dernière sur la courbe caractéristique correspondant à la vitesse de rotation du circulateur, on peut lire le débit véhiculé.

Courbe caractéristique du circulateur testé :
pour une différence de pression de 7,4 mCE, le débit véhiculé est de 9,6 m³/h.

Source : « Capteurs et compteurs dans les bâtiments » – Costic – Pyc Édition.

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer la température ambiante et de surface

Types de sonde

On répertorie 3 types de sonde équipant les appareils de mesure de la température :

les thermocouples,
les thermistances (appelées aussi « CTN »),
les capteurs à résistance métallique (appelés aussi « Pt100 »).

Elles se différencient au niveau de :

l’étendue de mesure,
la précision,
du temps de réponse,
la robustesse,
la forme.

Les thermocouples

Un thermocouple se compose de deux fils métalliques de natures différentes, soudés à une de leurs extrémités. Lorsque l’on échauffe le point de contact des métaux différents et les autres extrémités à des températures différentes, il se crée entre ces points une différence de potentiel ΔV fonction de la différence de température.

Le câble de raccordement de la sonde (en cuivre) constitue un thermocouple parasite. L’erreur qui en résulte, appelée « erreur de soudure froide » (soudure Ni-Cu) doit être compensée par l’appareil de mesure ou directement dans la fiche de raccordement à l’appareil. Cette deuxième solution permet un temps de réponse plus rapide, la première solution demandant que l’appareil stabilise sa propre température.

Les « CTN »

Les sondes CTN sont basées sur la modification de la résistance électrique d’un élément en fonction de la température. Quand la température diminue, la résistance augmente.

Les « Pt 100 »

Les sondes « PT 100 » sont également basées sur le principe de la modification de la résistance électrique en fonction de la température. Dans ce cas, température et résistance évoluent dans le même sens.

On parle de « Pt 100 » car la résistance de l’élément (platine) est de 100 ohms à 0°C.

Étant donné leur extrême fragilité, les sondes Pt 100 ne sont pas utilisées sur les appareils portatifs.

Notion de précision

La précision de l’appareil de mesure ne dépend pas uniquement de la sonde. 3 éléments interviennent :

la sonde,
l’électronique de l’appareil,
l’affichage.

La précision totale = où e₁ est l’erreur commise par la sonde, e₂ par l’électronique et e₃ par l’affichage.

Exemple.

Un appareil équipé d’une sonde Pt 100 a comme précision :

pour la sonde : + ou – (0,15 + 0,002 x T) [°C] (où T est la température absolue = température réelle + 273 [°C])
pour l’électronique : + ou – 0,4 [°C]
pour l’affichage : + ou – 0,01 [°C]

Pour une température réelle de 40 °C, la précision calculée vaut donc :

Comparaison entre les sondes

Type de sonde	Précision de la sonde	Temps de réponse	Coût	Solidité
Thermocouple	+ ou – 1°C	+ (10 .. 30 sec)	+	+
CTN	> + ou – 0,5°C	0 (1 min)	0	+
Pt 100	de + ou – 0,1°C à + ou – 0,4°C	– (5 à 10 min)	–	–

+ = bon, 0 = moyen, – = mauvais.

Précision des thermocouples.

Précision des autres sondes.

Étendue de mesure des différentes sondes.

En pratique

Attention, bien que le temps de réponse de la sonde peut être rapide (thermocouple), il faut tenir compte aussi du temps de réponse de l’électronique. Pour qu’une mesure soit fiable, il faut que l’appareil électronique stabilise sa température interne. Cela peut prendre plusieurs minutes lorsque le changement d’ambiance est fortement contrasté (de l’intérieur à l’extérieur par exemple). La mesure ne pourra être considérée comme correcte que lorsque l’affichage est stabilisé.
Les temps de réponse repris dans les catalogues « t63 » ou « t99 » sont les temps de réponse pour atteindre respectivement 63 % et 99 % de la valeur réelle (t63 = t99/4). Ces données sont mesurées dans des conditions idéales. En conditions réelles, il faut multiplier cette valeur par 2 ou 3 pour obtenir le véritable temps de réponse de la sonde.
Les écarts précision montrent qu’il est difficile de comparer des mesures prises par deux appareils différents. On peut ainsi avoir plusieurs degrés d’écart entre un thermocouple et un appareil équipé d’une sonde CTN, tout en devant admettre que les deux appareils fonctionnent correctement.
La sonde CTN est la plus appropriée à des mesures d’ambiance. C’est le meilleur compromis temps de réponse / précision.

Mesure de température de surface

Sondes de contact

La température d’une surface peut être mesurée par contact direct avec cette surface, via une sonde CTN, Pt 100 ou un thermocouple.

Toute la difficulté est d’assurer un contact intime entre la surface à mesurer et la sonde. L’utilisation d’une pâte conductrice est ainsi parfois nécessaire. C’est pourquoi on n’utilise guère ces sondes en génie climatique.

Il existe ainsi des thermocouples à lamelles qui permettent par pression et déformation, un contact précis avec la surface à mesurer.

Sondes de contact.

On peut également enregistrer l’évolution de la température de l’eau dans une installation de chauffage (par exemple pour détecter les régimes de nuit) grâce à une sonde de contact fixable sur une conduite au moyen d’une bande avec velcro ou d’une pince à ressort.

Sondes Infra Rouge

Les thermomètres infrarouges permettent de mesurer la température d’une surface, sans contact. Ils conviennent particulièrement pour les mauvais conducteurs de chaleur (céramique, caoutchouc, matières synthétiques, …), pour la mesure de la température de pièces en mouvement, zones inaccessibles au toucher (plafond), des pièces sous tension électrique, …

Ces appareils ont un temps de réponse quasi instantané. Leur précision (+ ou – 2 °C) est dépendante :

Du facteur d’émission de la surface mesurée. Les appareils restent le plus souvent réglés sur une valeur standard pour la plupart des matériaux de construction. Les légères variations d’émission entre ceux-ci peuvent être source d’erreur. La mesure sur un métal nu est, elle, impossible.
De la présence de particule dans l’ambiance (brouillard de vapeur, de poussières, …).
De la propreté de la lentille de l’appareil.
De l’angle de mesure. Le résultat de la mesure est en fait une moyenne de la température de la surface vue par l’appareil. Or, celle-ci augmente avec la distance qui sépare l’appareil de l’objet à mesurer. On a donc intérêt à se trouver le plus près possible de celui-ci sous peine d’obtenir une surface de mesure trop grande par rapport à l’objet et une mesure fausse. Un viseur laser permet de mieux viser la surface à mesurer.

Angle de mesure d’un thermomètre de surface IR. Par exemple, à 50 cm de l’appareil, le diamètre de la surface de mesure peut déjà atteindre 17 cm !

Ces imprécisions rendent ces appareils inutilisables dans le cadre d’une expertise précise mais sont d’une grande utilité pour se donner une première idée de la situation. Le mieux est de combiner thermomètre infrarouge et de contact.

Thermomètre infrarouge et thermomètre infrarouge et de contact combiné.

Enregistrement de température

Il existe sur le marché des petits enregistreurs de température ambiante qui permettent de se rendre compte directement de la qualité de la régulation. Par exemple, y a-t-il souvent des surchauffes, quand apparaissent les périodes d’inconfort, y a-t-il un ralenti nocturne ? ….

Le résultat des enregistrements peut être téléchargé sur ordinateur sous forme de tableau de chiffres ou de graphes. L’enregistrement de la température ambiante peut aussi être combiné à un enregistrement d’une température d’eau distribuée, au moyen d’une sonde de contact.

Le coût de tels enregistreurs de température ambiante tourne autour des 60-100 € (sans le logiciel de traitement, qui vaut typiquement ~100 €) en fonction des possibilités de mesure (humidité relative combinée, ….). Notons que si on dispose de plusieurs enregistreurs du même type, un seul logiciel est nécessaire, ce qui diminue les coûts. À titre d’exemple, un marque dont on ne citera pas le nom propose trois capteurs de température ambiante et leur logiciel pour 300 €. Néanmoins, au regard des économies que l’on peut réaliser au moyen d’une amélioration d’une installation de chauffage ou de conditionnement d’air, le coût de tels capteurs est très souvent négligeable. En outre, les logiciels fournis sont souvent ergonomiques permettant une gestion facile des données (importation des données du capteur, lecture de ces données, modification des paramètres d’enregistrement, …).

Le coût des sondes permettant d’évaluer la température de surface est très variable. Néanmoins, à titre d’exemple, mentionnons le prix typique pour une sonde par velcro (permettant la mesure de la température de la surface des conduites de chauffage) est de 350 €, logiciel compris.

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer le courant électrique

Pince ampèremétrique.

Appareil mobile : l’ampèremètre

Un ampèremètre mesure le courant qui s’écoule dans un conducteur. On le branche donc dans le circuit comme on branche un compteur de débit d’eau : en série.

Or, pour brancher l’instrument en série avec le consommateur, il faut desserrer les bornes et effectuer un câblage, travail interdit au profane !

1ère solution :

La mesure se fait en se servant de têtes de fusibles avec bornes de mesure. La cartouche montée, l’ampèremètre peut être raccordé aux douilles pour fiches.

2ème solution :

La pince ampèremétrique

En refermant celle-ci sur un conducteur, on peut mesurer des courants qui vont de 2 A à plus de 600 A, sans raccordement électrique.

Fonctionnement

Un conducteur parcouru par un courant crée un champ magnétique autour de lui. Ce champ magnétique induit une tension dans la bobine que constitue la pince. Cette tension, proportionnelle à la valeur du courant traversant le conducteur, est lue directement sur l’ampèremètre.

Attention : les pinces ampèremétriques ne fonctionnent que pour le courant alternatif !

Pour mesurer un courant triphasé avec un ampèremètre à pince, il faut mesurer chaque conducteur séparément. Il n’est pas possible de mesurer les conducteurs ensemble : les champs magnétiques s’annulent réciproquement, et l’indication est zéro !

Appareil intégré à l’installation électrique

Bien sûr il est possible d’intégrer un ampèremètre traditionnel à une installation fixe mais l’idée est plutôt ici d’utiliser des appareils délivrant un signal analogique standard de type 4 – 20 mA ou 0 – 10 V, proportionnel au courant mesuré. Ces appareils peuvent alors être raccordés à la régulation d’une installation, par exemple dans le cas d’une gestion de la pointe quart-horaire. Ils permettent un suivi en continu.

Le convertisseur (ou transducteur)

Pour la mesure de fortes intensités, il est associé à un TI ou « Transformateur d’Intensité » (celui-ci réduit l’intensité réellement mesurée grâce à l’introduction d’un transformateur ; par exemple, un TI 200/5A signifie une échelle de mesure pouvant atteindre 200 A alors que le courant réellement mesuré par l’appareil est au maximum de 5 Ampères).

Le convertisseur est caractérisé par l’intensité maximale mesurable.

Appareil analogique et appareil digital.

Pour une installation triphasée, un seul ampèremètre peut suffire pour autant qu’il soit associé à un commutateur pour balayer les différentes phases.

L’appareil à effet Hall

Il permet la mesure des réseaux de forte intensité électrique (à partir de 100 A). Son principe est similaire à celui de la pince ampèremétrique utilisée pour effectuer une mesure ponctuelle : le champ magnétique généré par la présence de courant dans le conducteur est proportionnel à l’intensité électrique.

L’analyseur de réseau

La mesure de l’intensité n’est alors qu’une des grandeurs électriques fournies par cet appareil. Il intègre un microprocesseur permettant le display de valeurs moyennes ou la mémorisation des valeurs de pointe.

Il fonctionne de manière autonome mais peut être raccordé à une régulation locale.

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer les pertes à l’arrêt d’une chaudière

Les pertes à l’arrêt total d’une chaudière sont constituées des pertes vers l’ambiance et des pertes par balayage. Elles s’expriment par un coefficient de perte q_E, pourcentage de la puissance nominale de la chaudière :

q_E[%] = q_A[%] +

Mesure des pertes vers l’ambiance, q_A

Les pertes vers l’ambiance de la chaufferie dépendent de la température de la chaufferie et de la température de la chaudière. Une image de cette dernière est la température de ses parois que l’on peut mesurer au moyen d’un thermomètre de contact (à contact direct ou à infrarouge). On peut calculer les pertes à partir de cette mesure en utilisant la formule :

Perte [W] = 12 [W/m²°C] x S_parois[m²] x (T_parois[°C] – T_chaufferie[°C])

q_A[W] = Perte [W] / Puissance chaudière [W]

Exemple.

Mesure de la température de paroi d’une chaudière de 1979.

La mesure de température de surface d’une chaudière de 406 kW de 1979 maintenue en permanence à 70°C a donné les résultats suivants :

Il en résulte une perte de (la température de la chaufferie est de 20°C) :

Surface [m²]	Température de paroi [°C]	Perte [W] (= 12 x S_urfacex (T_paroi– 20))
0,5	54	204
0,25	60	120
3,55	38	767
0,33	52	127
0,12	52	46
0,12	60	58
Total		1 322

Cette perte équivaut à 0,33 % de la puissance installée (= q_A).

L’installation étant correctement dimensionnée, on peut estimer que le brûleur est à l’arrêt 4 000 heures par an (pour 1 800 h de fonctionnement).

L’énergie perdue vers la chaufferie, lorsque le brûleur est à l’arrêt s’élève donc à :

0,0033 x 406 [kW] (ou 1,322 [kW]) x 4 000 [h/an] = 5 288 [kWh/an] ou 529 [litres de fuel par an].

Pertes par balayage

Les pertes par balayage sont le résultat du courant d’air qui parcourt la chaudière à l’arrêt et évacue une partie de sa chaleur vers la cheminée.

Cas particulier des chaudières gaz atmosphériques

En première estimation on peut se dire que le débit d’air qui traverse une chaudière gaz atmosphérique est au maximum égal au débit d’air entraîné lors de la combustion.

Il faut au minimum 10 m³ d’air pour brûler 1 m³ de gaz naturel.

On peut donc se faire une idée de la perte maximale par balayage par les formules (en faisant l’hypothèse que l’air s’échappant dans la cheminée a atteint la température de l’eau dans la chaudière) :

Perte [W] = 0,34 [W/(m³/h).°C] x 10 [m³air/m³gaz] x Débit gaz [m³gaz/h] x (T_chaudière[°C] – T_chaufferie[°C])

Perte [W] = 0,34 [W/(m³/h).°C] x 10 [m³air/m³gaz] x Puissance chaudière [kW] / 10 [(m³gaz/h)/kW] x (T_chaudière[°C] – T_chaufferie[°C])

q_B[W] = Perte [W] / Puissance chaudière [W]

Exemple.

Une chaudière gaz atmosphérique de 100 kW est maintenue à une température moyenne de 70°C. La température dans la chaufferie est de 20°C.

Le débit de gaz de la chaudière est de :

Débit gaz = 100 [kW] / 10 [(m³gaz/h)/kW] = 10 [m³gaz/h]

La perte par balayage est estimée à :

Perte [W] = 0,34 [W/(m³/h).°C] x 10 [m³air/m³gaz] x 10 [m³gaz/h] x (70 [°C] – 20 [°C]) = 1 700 [W]

Soit 1,7 % de la puissance de la chaudière (= q_B maximum).

Si l’installation est correctement dimensionnée, on peut faire l’hypothèse que son brûleur fonctionne durant 1/3 de la saison de chauffe (de 5 800 h). La chaudière est donc à l’arrêt et reste en température durant 3 900 h par an.

L’énergie perdue par balayage est donc de :

1 700 [W] x 3 900 [h/an] = 6 630 [kWh/an] ou 663 [litre fuel ou m³gaz par an]

Mesure du débit d’air pour les chaudières à brûleur pulsé

Il n’est pas évident de connaître le débit d’air « balayant » une chaudière à brûleur pulsé à l’arrêt. Celui-ci est en principe inférieur au débit d’air de combustion pulsé par le ventilateur du brûleur.

Il faut travailler par estimation.

Première estimation

En plaçant sa main devant l’entrée d’air du brûleur, on peut déjà ressentir un courant d’air significatif. Si on considère qu’un courant d’air à température de chaufferie est ressenti à partir d’une vitesse de 0,6 .. 1 m/s, on peut approximer la perte par balayage par la formule :

Perte [W] = 0,34 [W/(m³/h).°C] x 0,6 .. 1 [m/s] x 3 600 [s/h] x Surface amenée air [m²] x (T_chaudière[°C] – T_chaufferie[°C])

Deuxième estimation

Le débit de gaz au travers d’une section varie comme le carré de la pression.

Dès lors, si on connaît le débit de fumée et la dépression dans la cheminée lorsque le brûleur est en fonctionnement, on peut en déduire le débit d’air à l’arrêt par une mesure de dépression lorsque le brûleur est arrêté.

On détermine le débit de fumée par les formules (en partant du principe que la masse des fumées = la masse de l’air comburant + la masse du combustible) :

> pour le gaz :

Débit de fumée [kg/m³gaz] = 11,13 [kg air/m³gaz] x (1 + (Excès d’air [%] / 100)) + 0,827 [kg gaz/m³gaz]

> pour le fuel :

Débit de fumée [kg/litre fuel] = 12,75 [kg air/litre fuel] x (1 + (Excès d’air [%] / 100)) + 0,85 [kg fuel/litre fuel]

Pour utiliser ces formules, il faut donc connaître l’excès d’air. Celui-ci peut être mesuré directement dans le cadre de l’analyse des produits de combustion. Si on ne dispose pas de cette mesure, on peut se référer, pour les chaudières fuel, à la fiche d’entretien qui reprend le pourcentage de CO₂ contenu dans les fumées :

> pour le gaz :

Excès d’air [%] = ( (11,9 [%] / %CO₂ [%]) – 1 ) x 100

> pour le fuel :

Excès d’air [%] = ( (15,4 [%] / %CO2 [%]) – 1 ) x 100

À défaut, une valeur forfaitaire de 20 % est une valeur courante que l’on prend prendre en première approximation pour l’excès d’air.

Le débit de fumée (en [kg/m³gaz ou litre fuel]) ainsi déterminé doit être multiplié par le débit de combustible du brûleur (en [m³gaz/h ou litre fuel/h]).

Pour le fuel, on peut se référer à la fiche d’entretien et aux caractéristiques du gicleur. Pour le gaz, il faut relever le compteur gaz pendant la durée de fonctionnement du brûleur et diviser le volume de gaz mesuré par la durée de fonctionnement du brûleur en heure (on obtient des [m³/h]).

Débit de fumée [kg/h] = Débit de fumée [kg/m³gaz ou litre fuel] x débit de combustible [m³gaz/h ou litre fuel/h]

Ensuite, il faut connaître la dépression dans la cheminée lorsque le brûleur fonctionne et lorsque le brûleur est à l’arrêt.

Ces données ne peuvent être connues que par mesure. La dépression lorsque le brûleur fonctionne est également reprise sur la fiche d’entretien des chaudières fuel.

Évaluer

Pour en savoir plus sur l’interprétation de la fiche d’entretien des chaudières fuel.

On peut alors calculer le débit d’air traversant la chaudière à l’arrêt :

Connaissant le débit d’air, on peut calculer la perte par balayage :

Perte [W] = 0,28 [W/(kg/h).°C] x Débit d’air [kg air/h] x (T_chaudière[°C] – T_chaufferie[°C])

Exemple.

Sur une fiche d’entretien de chaudière fuel de 406 kW, on repère :

La dépression dans la cheminée lorsque le brûleur est en fonctionnement : 15 [Pa].
Les caractéristiques de l’alimentation en fuel : gicleur de 5 [gal/h] et pression de la pompe d’alimentation de 19 [bars].
La teneur en CO₂ des fumées : 12,5 [%].

On peut calculer le débit de fumées :

Le débit de fuel :

5 [gal/h] x 3,78 [litres/gal] x
(19 [bars] / 7 [bars]) ^1/2= 31 [litres/h]

L’excès d’air :

( (15,4 [%] / 12,5 [%]) – 1) x 100 = 23 [%]

Le débit de fumée :

12,75 [kg air/litre fuel] x (1 + (23 [%] / 100))
+ 0,85 [kg fuel/litre fuel] = 16,5 [kg/litre fuel]

Le débit de fumée :

16,5 [kg/litre fuel] x 31 [litres/h] = 511 [kg/h]

Lorsque le brûleur est à l’arrêt, la dépression mesurée est de 10 Pa, pour une température de chaudière de 70 °C. On en déduit :

Le débit d’air :

511 [kg fumée/h] x (10 [Pa] /
15 [Pa]) 1/2 = 417 [kg air/h]

La perte par balayage :

0,28 [W/(kg/h).°C] x 417 [kg air/h]
x (70 [°C] – 20 [°C]) = 5 838 [W]

Le coefficient de perte par balayage :

5,838 [kW] / 406 [kW] = 1,4 [%]

Si la chaudière est à l’arrêt en température 4 000 heures sur la saison de chauffe, la perte encourue du fait du balayage est de :

0,014 x x 406 [kW] (ou 5,838 [kW]) x 4 000 [h/an] =
23 352 [kWh/an] ou 2 335 [litres de fuel par an]

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer le confort thermique

Méthode simplifiée

Une bonne image du confort thermique est donnée par la température de confort (ou T° opérative), moyenne arithmétique entre la température de l’air et la température des parois.

T_confort= (T_air+ T_parois) / 2

La mesure de la température de l’air (T_air) se fait à l’aide d’un thermomètre protégé du rayonnement solaire et du rayonnement des parois du local.
La température de surface d’une paroi (T_parois) se fait à l’aide d’une sonde de contact ou sonde à rayonnement infrarouge.


Thermomètre de contact et mesure de température ambiante.	Thermomètre de surface à infrarouge.

Mesure par analyseur d’ambiance

La mesure de la température de confort doit en principe être « individualisée » sur base de la position de l’occupant et de sa relation avec l’ensemble des parois. Ainsi, dans un même local, la personne qui est assise juste à côté de la surface vitrée n’aura pas la même température de rayonnement que celle qui est au fond du local. La température moyenne des parois est donc à adapter en fonction de l’angle solide sous lequel la paroi est « vue » par l’occupant…

De plus, le confort thermique est également influencé par d’autres paramètres dont l’humidité relative et la vitesse de l’air. Et en conditionnement d’air, ces facteurs peuvent avoir de l’importance.

L’humidité relative (j) se mesure à l’aide d’un hygromètre.
La vitesse de l’air (var) est évaluée à l’aide d’un anémomètre à fil chaud.

Mesure directe du confort :

Aussi existe-t-il sur le marché des instruments qui mesurent les quatre facteurs simultanément : ce sont des analyseurs d’ambiances climatiques intérieures.

La surface du capteur est chauffée à une température similaire à celle d’un homme dont on a présélectionné l’habillement. Le niveau de chaleur nécessaire pour maintenir cette température est utilisé comme mesure des conditions environnementales.

Certains appareils peuvent, en tenant compte de l’habillement et de l’activité, calculer directement la température opérative, l’indice PMV, le pourcentage de personnes insatisfaites (PPD) ainsi que la température d’ambiance optimale.

Un problème d’inconfort thermique ou lumineux ? N’hésitez pas à tester notre nouvel outil de diagnostic afin de trouver la solution à votre problématique.

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer la qualité de l’air

Mesurer la qualité de l'air

Mesurer la qualité de l’air consiste à mesurer la concentration des polluants présents dans l’air. Certaines mesures se font en laboratoire sur base d’un échantillonnage de l’air intérieur à étudier mais la plupart se font directement dans le local ou le bâtiment à analyser grâce à des capteurs et détecteurs portables. Certains appareils permettent de combiner plusieurs éléments à mesurer grâce à des capteurs interchangeable ou non.

La présence de germes pathogènes est mise en évidence par le prélèvement d’un échantillon de l’air, son filtrage et la culture des micro-organismes par incubation en laboratoire.

La présence du radon est repérée par une mesure passive ou active. Les capteurs actifs donnent une mesure du radon en continu par mesure des radiations dans l’air, on rencontre des détecteurs à gaz et à scintillation. Les capteurs passifs effectuent la mesure à moyen et long terme et permettent donc d’obtenir une moyenne sur un laps de temps plus important : les collecteurs à charbon actif sont placés de 1 à 7 jours, les détecteurs à électrets de 1 semaine à 1 mois et les détecteurs solides à traces de 1 à 12 mois. Dans tous les cas, on évitera de placer un détecteur pendant l’été où les émanations de radon sont peu caractéristiques de l’année entière.

La quantité de poussières et d’asbeste se mesure par prélèvement et filtrage d’un échantillon de l’air.

Le gaz carbonique est relevé par un détecteur de CO₂ fonctionnant par absorption d’infrarouge ou par un chromatographe. De manière générale, c’est deux techniques sont efficaces pour la plupart des gaz contenus dans l’air (CO₂, CO, SO₂, NO₂, hydrocarbure, formaldéhyde, etc.).

Sonde CO_2.

Enfin, les odeurs et la fumée de tabac présentent une complexité telle qu’il n’est pas possible d’en effectuer la mesure précise et directe. Toutefois la quantité d’odeur peut être estimée par analyse sensorielle humaine ou par nez artificiels en comparaison à un échantillon d’air de référence. On peut également mesurer en première approximation les odeurs corporelles en lien avec le niveau de CO₂ du à l’occupation humaine.

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer le niveau de bruit

Le sonomètre

La mesure du niveau sonore global

Si l’on souhaite obtenir le niveau sonore d’un local, on utilise un sonomètre. Le microphone capte toute l’énergie acoustique de ce bruit indépendamment des fréquences des sons qui le composent.

Le résultat est donné par un seul chiffre qui représente le « niveau global » du bruit, affiché en dB.

La mesure du spectre sonore

Si c’est le spectre sonore complet du bruit qui est recherché (notamment pour pouvoir mieux comprendre l’origine du bruit et les mesures correctrices les plus adéquates), il est dès lors d’usage de réaliser une mesure par bandes de fréquence, c’est-à-dire par octaves ou 1/3 d’octaves. L’octave est une bande de fréquences d’une largeur telle que la plus grande fréquence de la bande soit le double de la plus petite (aux arrondis près).

Par exemple, le niveau acoustique mesuré dans « la bande d’octave des 500 Hz » représente l’amplitude moyenne de tous les sons dont les fréquences sont comprises entre 355 et 710 Hz.

Par exemple, le comptable de votre institution se plaint d’entendre sa voisine quand elle prend sa douche (ndlr: tout dépend de la voisine et de sa voix !). Un acousticien sera appelé, il placera un émetteur de bruit uniforme (appelé « bruit rose ») dans la douche de la voisine : une même intensité de 60 dB dans toutes les fréquences, par exemple. Puis, il viendra enregistrer le spectre de bruit chez votre comptable. Par différence, il déduira l’atténuation acoustique de la paroi et la comparera aux exigences normalisées. En cas d’insuffisance, si la composition de la paroi mitoyenne proposée dans les plans de l’architecte est correcte, c’est l’entrepreneur qui sera jugé responsable pour malfaçon dans la mise en œuvre.

Et ce dossier se clôturera par le mariage de la voisine avec l’acousticien, … et donc de son déménagement !

Tiens, ne manquerait-il pas quelque chose de scientifique dans tout ceci ? Ah oui, voici ce qu’est un bruit rose :

Décevant, non ?

L’utilisation de filtres de pondération

L’oreille humaine n’est pas objective !

Le nombre de décibels mesurés par le sonomètre constitue une mesure objective de l’intensité de la pression sonore.

Mais il ne correspond pas tout à fait à la sensation auditive perçue par l’oreille… Celle-ci varie en effet en fonction de la fréquence.

On a défini des courbes d’isosonie, c’est-à-dire des courbes d’égale sensation de l’oreille.

Dans le diagramme ci-dessous, la zone en bleu clair correspond au spectre généralement rencontré lors d’une conversation entre des personnes.

On constate que l’oreille humaine :

Ne peut entendre que les sons de fréquence comprise entre 20 et 15 000 Hz.
Présente une sensibilité diminuée aux basses fréquences. Par exemple, un son de 40 dB à 1 000 Hz aura la même impression de niveau sonore qu’un son de 60 dB à 62,5 Hz.
Perçoit les bruits moyens et forts (Lp > 70 dB) avec une sensibilité presque identique, quelle que soit la fréquence.

L’introduction de filtres de pondération

Afin que le niveau mesuré corresponde au mieux à celui perçu par l’oreille, on introduit dans l’appareil des filtres de pondération :

Le premier traduit le comportement de l’oreille « aux bas niveaux », c’est le filtre (A); il est utilisé pour les niveaux compris entre 0 et 55 dB, c’est-à-dire la zone des bruits gênants dans le bâtiment.
Le deuxième représente le comportement de l’oreille aux niveaux moyens, entre 55 et 85 dB ; c’est le filtre (B).
Au-dessus de 85 dB, on utilise le filtre (C).

En quelque sorte, on « triche » sur la mesure du sonomètre pour que celui-ci indique non pas le niveau sonore effectif, mais bien le niveau sonore perçu par notre oreille.

En fonction de la correction apportée par le filtre utilisé, les résultats seront :

Soit exprimés par les unités dB(A), dB(B) ou dB(C), bien que cette forme n’est plus reconnue officiellement par les normes ISO,ex : L = 60 dB(A)

Soit exprimé par l’indice :ex : L_A= 60 dB

Fréquence de la bande d’octave	Pondération du filtre A [dB]
125	– 15,5
250	– 8,5
500	– 3
1 000	0
2 000	+ 1
4 000	+ 1

Le choix de la constante de temps du sonomètre

La plupart des sons à mesure ont un niveau fluctuant. Et la valeur mesurée pourra dépendre de la constante de temps utilisée pour la mesure :

S = Slow = Lent = constante de temps de 1 seconde = les fluctuations sont fortement « moyennées »
F = Fast = Rapide = constante de temps de 125 millisecondes =
I = Impulse = Impulsif = constante de temps de 35 millisecondes à la montée et 1,5 seconde à la descente = plus sensible aux pointes sonores momentanées.

Exemple.

LA,F = 60 dB signale une mesure d’un niveau sonore de 60 dB, effectuée avec un filtre A et une constante de temps « FAST ».

La classe de précision

Selon le degré de précision du sonomètre, les prix d’achat varient considérablement.

Pour des mesures simples d’usage interne, un sonomètre de classe 3 selon DIN / IEC suffit généralement.

Dans le cas où les résultats doivent faire autorité lors de litiges auprès des tribunaux, un sonomètre de classe 1 ou 2 sera requis.

La campagne de mesures

Les mesures seront effectuées en plusieurs points du local à étudier durant une période de temps significative, avec une pondération par le filtre A.

La difficulté consiste « à isoler » le son litigieux de l’ensemble du son perçu !

Idéalement, pour s’assurer de son effet, on réalisera une mesure avec et une mesure sans enclenchement de l’appareil suspecté ! Et l’intensité sonore sera déduite, en utilisant la loi d’addition des sons en acoustique.

Exemple.

si le son mesuré est de 53 dB pendant le fonctionnement du climatiseur, et de 50 dB à l’arrêt de celui-ci, le niveau sonore du climatiseur est de 50 dB (puisque, en acoustique, 50 dB + 50 dB = 53 dB !)

À noter que le niveau mesuré est influencé par le temps de réverbération de la pièce. En cas de litige avec le fabricant d’un matériel de climatisation, il pourrait, à juste titre, vous faire remarquer que l’usage de carrelages au sol et de murs de béton lisses dans vos bureaux entraîne une réverbération très forte du bruit de son appareil et donc un accroissement général du niveau sonore de la pièce !

Afin de vous mettre d’accord, la norme prévoit une réverbération « normalisée » du local : celle correspondant à un local dont la surface d’absorption équivalente est de 10 m².

À défaut de courir rapidement chez Tonton-Tapis, faites appel à un acousticien qui rectifiera mathématiquement la mesure, après enregistrement du temps de réverbération de votre local.

Les bruits normalisés

Bruit « rose »

C’est un bruit normalisé qui a une énergie constante par bande d’octave. Il est utilisé pour simuler les bruits aériens émis dans les bâtiments, ainsi que les bruits d’avion.

Bruit « routier »

C’est un bruit normalisé utilisé pour simuler le bruit des trafics routiers et ferroviaires. Il est plus riche en grave que le bruit rose. L’énergie contenue dans chaque bande d’octave est fixée par rapport à l’énergie contenue dans la bande d’octave centrée sur 1 000 Hz.

125	250	500	1 000	2 000	4 000	Hz
+ 6	+ 5	+ 1	0	– 2	– 8	dB

Bruit « d’une machine à choc normalisée »

Pour la vérification de l’isolation aux bruits de chocs, on utilise une machine normalisée, sorte de marteau qui viendra frapper la paroi avec une intensité connue. La mesure du bruit enregistrée dans un autre local permet de juger de la qualité de l’atténuation des parois intermédiaires.

Posted By : 25 Sep, 2007

Mesurer la consommation de fuel

Le suivi de la consommation de gaz naturel est relativement aisé puisque l’on dispose toujours d’un compteur volumétrique sur l’alimentation (encore faut-il effectuer des relevés périodiques). Le suivi d’une consommation de fuel est moins évident. Soit on se fie aux quantités livrées, soit il faut installer un appareil de mesure : jauge ou compteur.

Quantité livrée et niveau de cuve

La consommation annuelle de combustible fuel d’une chaufferie peut être estimée d’après les quantités livrées et la mesure du stock présent dans la cuve. Les stocks sont définis en mesurant le niveau de la cuve :

Consommation annuelle = stock au 1er janvier + somme des livraisons annuelles – stock au 31 décembre.

Mesure grâce à une latte graduée

On peut mesurer le niveau d’une cuve au moyen d’une latte graduée. On en déduit facilement la contenance du réservoir.

Pour les réservoirs à l’air libre :

Rectangulaires : le volume du stock est directement proportionnel au niveau.
Cylindriques : pour calculer la contenance en fonction du niveau mesuré, il est nécessaire de connaître le diamètre de la cuve et son volume total.
D’une autre forme : une mesure des dimensions exactes de la cuve permettra par calcul d’établir un rapport entre le volume contenu et le niveau.

Les réservoirs enterrés sont quant à eux toujours cylindriques. Il faudra au minimum connaître le diamètre de la cuve et sa contenance.

Méthode graphique

Des abaques ont été établis; on peut y lire, pour différents diamètres de cuve, la contenance en % de la capacité totale en fonction de la hauteur du combustible dans la cuve.

Exemple.

Dans une citerne de 10 000 l et de 2 m de diamètre le niveau de combustible est de 1,075 m. Le graphique montre que la contenance est de 55 % du volume total, soit 5 500 litres.

Méthode algébrique

Le tableau suivant indique, en fonction du rapport Hauteur/Diamètre (H/D), le pourcentage de la citerne encore remplie de mazout [en pourcentage du volume total].

H/D	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25
% vol	1,87	5,20	9,41	14,24	19,55
H/D	0,30	0,35	0,40	0,45	0,50
% vol	25,23	31,19	37,35	43,64	50,00
H/D	0,55	0,60	0,65	0,70	0,75
% vol	56,36	62,65	68,81	74,77	80,45
H/D	0,80	0,85	0,90	0,95	1,00
% vol	85,76	90,59	94,80	98,13	100,00

Exemple.

En reprenant le même exemple, on voit que le rapport entre le niveau et le diamètre de la cuve (H/D) est de

H/D = 1,075/2 = 0.5375

pour H/D = 0.50 x V = 50 %
pour H/D = 0.55 x V = 56.36 %
pour H/D = 0.5375 x V = 50 + ( (56.36 – 50) / (0.55 – 0.5) * (0.5375 – 0.5) ) = 54.77 %

Le volume total « V » de la citerne étant de 10 000 litres, le stock encore disponible est de 10 000 litres x 54.77 % = 5 477 litres.

Programme de calcul

Calculs

Le programme accessible ici permet de calculer le volume contenu dans une cuve à mazout cylindrique (cuve enterrée) connaissant la quantité livrée et l’écart de graduation avant et après livraison.

Mesure grâce à une jauge

Le niveau de la cuve est généralement déterminé au moyen d’une jauge délivrant une mesure proportionnelle au niveau (% de la hauteur) ou parfois directement en litres.

Dans le cas de cuves cylindriques, il est préférable, pour faciliter l’exploitation des mesures, de choisir un appareil dont le signal transmis est proportionnel au volume et non pas à la hauteur de liquide; contrairement aux cuves parallélépipédiques, le niveau n’a pas de correspondance directe avec le volume.

Si l’appareil fournit une mesure de la hauteur du liquide, on emploiera une des méthodes décrites ci-avant pour connaître la contenance de la cuve.

Différents types de jauges

Mécanique : il existe quantité de modèles d’appareils qui se posent sur le réservoir même. Ce sont généralement des jauges mécaniques à flotteur.
Pneumatique ou électropneumatique : le principe de fonctionnement repose sur l’action d’une petite pompe qui crée une pression, permettant de repousser la colonne de combustible; cette pression donne une indication de la hauteur du liquide dans le réservoir.

Électronique : elle crée une capacité électrique qui augmente avec le niveau de liquide dans la citerne.

Précision de la méthode

Cette méthode de calcul des consommations fuel ne permet généralement pas de disposer d’une information précise. Dans le cas d’un suivi régulier (mensuel) des consommations, la règle graduée ou les indicateurs de niveau peuvent ne pas avoir une précision suffisante pour détecter de faibles variations. Dans le cas d’une estimation annuelle des consommations, celle-ci est cependant suffisante. De plus, certaines formes de cuve peuvent rendre la mesure impossible.

Coût d’une jauge

Le coût d’une jauge pneumatique est d’environ 100 € HTVA.

Comptage volumétrique

Généralement, les compteurs fuel sont des compteurs volumétriques à piston oscillant. Notons que certains compteurs sont munis d’un dispositif d’émission d’impulsions permettant une lecture à distance.

Compteurs fuel.

Emplacement du compteur fuel

Installation en aval de la pompe d’alimentation

Gicleurs.
Électrovanne.
Compteur.
Pompe.

Pour mesurer la consommation d’un brûleur, le compteur se place généralement en aval de la pompe et en amont de ou des électrovannes. À cet endroit (sur la « ligne du gicleur« ), le compteur ne comptabilise que le volume de fuel effectivement consommé, que l’alimentation du brûleur soit bitube ou monotube.
La pose du compteur sur la ligne du gicleur peut toutefois poser des problèmes, en particulier si le brûleur est compact. Par ailleurs, la pression en aval de la pompe pouvant atteindre 20 bar, ou plus, il faut choisir un compteur de pression nominale suffisante. Certains fabricants de brûleurs commercialisent un matériel de comptage qui s’adapte directement à leur matériel dans cette configuration. Il conviendra donc de les interroger.

Installation en amont de la pompe

Gicleurs.
Électrovanne.
Pompe.
Compteurs.

Lorsque la disposition du brûleur ne permet pas l’installation du compteur en aval de la pompe, une première solution consiste à installer deux compteurs « C1 » et « C2 », un sur l’aller, un sur le retour.
Cette disposition est également nécessaire pour les brûleurs modulants utilisant un gicleur à retour.

	Gicleurs. Électrovanne. Pompe. Compteurs.
Cas d’un gicleur à retour.

Dans ces deux cas, la consommation est donnée par la différence de mesure entre les deux compteurs.
Cette solution est à éviter car elle cumule les erreurs de mesure de deux compteurs. On lui préférera la solution suivante, par ailleurs, moins coûteuse.

	Gicleurs. Électrovanne. Pompe. Compteurs.
Avec un pot de circulation.

La conduite retour de la pompe vers la cuve est court-circuitée et bouclée sur un pot de circulation. Dans ce cas, un seul compteur suffit. De plus, celui-ci étant en amont de la pompe, les pressions qu’il subira seront moindres.

Plusieurs brûleurs raccordés la même cuve

Le comptage de la consommation totale de l’installation, c’est-à-dire de la consommation globale de l’ensemble des postes consommateurs, en l’occurrence de l’ensemble des brûleurs, à partir d’un seul compteur est souvent impossible. La présence d’une boucle de transfert impose l’installation de deux compteurs, l’un sur le retour et l’autre sur l’aller de la boucle ou mieux, en tenant compte des remarques faites ci-avant :

Pose du compteur fuel

L’installation d’un compteur fuel doit s’accompagner de la pose d’un filtre en amont de celui-ci, d’une soupape de sécurité s’il est raccordé sur la conduite retour et de vannes d’isolement pour faciliter son entretien. Le filtre doit être nettoyé au moins une fois par an.

Choix d’un compteur

Les compteurs de fuel sont choisis principalement d’après les caractéristiques suivantes :

Le débit permanent. Le débit de pointe et le débit le plus faible sont également à prendre en compte lorsque les conditions sont variables : brûleurs à plusieurs allures par exemple.
La pression maximale du fuel. Si le compteur est placé sur la ligne du gicleur, il doit pouvoir supporter des pressions importantes. Le niveau de pression en entrée de gicleur est fonction du débit. Les constructeurs proposent des compteurs dont la pression nominale est égale à 16, 25 ou 30 bars.

Précision d’un compteur fuel

Un compteur fuel a une marge d’erreur de moins de 1 %.

Prix d’un compteur fuel

Le coût d’un compteur fuel varie en fonction de sa taille. Pour les chaudières de 100 à 1 000 kW, le prix varie de 150 à 300 € HTVA.

Durée de fonctionnement du brûleur

Compteurs d’heures intégrées sur un brûleur 2 allures : 1 compteur par allure.

Une troisième solution pour estimer la consommation en fuel est de mesurer le temps de fonctionnement du brûleur au moyen d’un compteur horaire. Il suffit de multiplier le temps de fonctionnement par le débit du gicleur (« q_fuel). Celui peut être calculé à partir des données reprises sur l’attestation d’entretien obligatoire de la chaudière :

Évaluer

Pour en savoir plus sur l’interprétation de l’attestation d’entretien d’une chaudière fuel.

Cette méthode est possible pour les brûleurs 1 ou 2 allures (1 compteur par allure) mais impossible avec les brûleurs modulants.

En plus du compteur horaire, un compteur d’enclenchements du brûleur (ou de déclenchements) (compteur d’impulsions électromécaniques), permet de déceler des dysfonctionnements par l’observation de séquences d’enclenchements trop fréquentes.

Raccordement du compteur

Le raccordement du compteur doit s’effectuer directement aux bornes d’alimentation de l’électrovanne d’admission du combustible.

Les durées ainsi comptabilisées ne prendront pas en compte les périodes de préventilation. La durée mesurée sera alors l’image la plus exacte possible de la consommation en fuel.

Précision de mesure

L’usage de l’information délivrée par un compteur de temps de fonctionnement pour estimer la consommation d’un brûleur à une allure (voire deux), est sujet à caution pour les chaudières au fuel. Une mesure soigneuse du débit du brûleur doit être faite : la quantité de fuel effectivement consommée est mesurée sur une durée fixée, par lecture d’un vase gradué ou par pesée.

Cette précaution est indispensable car les caractéristiques de débit du gicleur fournies par les fabricants peuvent être fausses jusqu’à 20 %.

L’usure du gicleur peut également jouer un rôle dans la précision de la mesure à long terme. Cette erreur est cependant négligeable sur la durée de vie normale du gicleur.

Prix d’un compteur horaire

Le coût d’un compteur horaire est d’environ 30 € HTVA.

Récapitulatif

Méthode	Précision 0 = moyen, + = bon	Coût	Domaine d’application
Niveau de cuve (latte graduée ou jauge)	0	100 € (*)	suivi annuel des consommations
Comptage volumétrique	+	150 à 300 €	suivi mensuel des consommations
Compteur horaire	0/+ (**)	30 €	mesures ponctuelles et image des cycles de fonctionnement du brûleur

(*) jauge pneumatique; (**) l’obtention d’une faible marge d’erreur implique la mise en œuvre d’un protocole de mesure relativement lourd.

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Introduction

Le Daylight Glare Probability (DGP)

Le Daylight Glare Index (DGI)

Introduction

Les outils de diagnostic globaux

EPIQR+

Site internet de référence : www.epiqrplus.ch

LOTSE ENERGIEEFFIZIENTE INNENBELEUCHTUNG (Guide à l’efficacité énergétique de l’éclairage intérieur)

Site internet de référence : www.lotse-innenbeleuchtung.de

OPTOMIZER

Site internet de référence : www.fdlabs.com

ReLight – un outil efficace pour une inspection in-situ des installations d’éclairage et l’identification du potentiel de rénovation

Site internet de référence : www.relightapp.de

Les outils de DAO et CAO

3dsMaxDesign

Site internet de référence : www.autodesk.com

AUTODESK AutoCAD

Site internet de référence : www.autodesk.com

Rhinoceros

Site internet de référence : www.rhino3d.com

Sketchup

Site internet de référence : www.sketchup.com

Les outils de visualisation

Les outils de simulation

DAYSIM

Site internet de référence : www.daysim.ning.com

DIALUX

Site internet de référence : www.dial.de

DIALUX Evo

Site internet de référence : www.dial.de

DIAL+ Lighting

Site internet de référence : www.diaplus.ch

DIVA-for-Rhino

Site internet de référence : www.solemma.net

FENER

Site internet de référence : www.fener-webport.ise.fraunhofer.de

GERONIMO

Site internet de référence : leso.epfl.ch

IES VE

Site internet de référence : www.iesve.com

Lightsolve

Site internet de référence : www.lightsolve.epfl.ch

RADIANCE

Site internet de référence : www.radiance-online.org

ReluxPro

Site internet de référence : www.relux.com

VELUX Daylight Visualizer

Site internet de référence : viz.VELUX.com

Comparaison des outils

Méthode directe

Méthode indirecte

Principe

Calcul de l’énergie

Composants d’un système de comptage d’énergie thermique

Débimètre d’eau

Compteur à ultrason

Sonde de température

Calculateur-intégrateur (électronique de comptage)

Compteurs d’énergie thermique compacts

Interfaçage avec une gestion technique centralisée

Norme et classes de précision

Les thermomètres à l’aller et au retour des capteurs

Le débitmètre gravimétrique

Le débitmètre volumétrique

Le compteur d’énergie

Mesure de l’amplitude de la vitesse

Mesure de la direction du vent

Mesure au bon endroit et à la bonne hauteur

Le voltmètre

Le contrôleur de tension

Appareil intégré à l’installation électrique

Le convertisseur (ou transducteur)

L’ analyseur de réseau

Mesure de l’humidité d’une ambiance

Mesure de l’humidité dans les conduits

Maintenance des sondes

Hygromètre et psychromètre

Hygromètre à cheveu

Hygromètre à cellule hygroscopique