Apport d'air d'appoint et bilan de l'air dans le hall
Tout volume d’air évacué d’un bâtiment par un système d’extraction doit
être remplacé. En l’absence d’un apport d’air contrôlé, il en résulte une
dépression, des courants d’air et des mouvements d’air indésirables. Cela
peut nuire à la performance d’extraction, au climat intérieur, aux
installations techniques du bâtiment et à la sécurité des conditions de
travail.
L’air extrait ne disparaît pas sans conséquence
Un système d’extraction prélève en continu de l’air dans la pièce. Cet
air s’infiltre par les portes, les portails, les fenêtres, les fuites
ou via un système d’alimentation en air prévu à cet effet. En l’absence
de concept défini, l’air choisit le chemin présentant la moindre
résistance.
Cela peut entraîner des courants d’air indésirables. De l’air extérieur
froid peut s’engouffrer par les portes, de la fumée peut être aspirée
depuis les zones adjacentes et les portes peuvent être difficiles à
ouvrir. Parallèlement, les performances du système d’extraction peuvent
diminuer si l’air ne peut pas affluer en quantité suffisante dans la
pièce.
Règle fondamentale du bilan d’air
Le volume d’air évacué doit être remplacé par un apport d’air frais ou
un recyclage d’air adapté. À cet égard, c’est le bilan global de
l’ensemble des installations d’extraction, de ventilation et de
traitement du bâtiment qui est pris en compte.
Le bilan de l'air dans les halls en cinq étapes
1
Captage de l'air évacué
Recueillir les débits d’air de toutes les installations d’aspiration
et d’évacuation d’air.
2
Vérifier l’air d’alimentation
Prendre en compte les systèmes d’alimentation en air existants, les
ouvertures et les courants d’air naturels.
3
Concevoir la circulation d’air dans les pièces
Acheminer l’air de manière ciblée des zones propres vers les zones
polluées.
4
Vérifier les conditions de fonctionnement
Tenir compte des différentes combinaisons d’équipements et des
saisons.
5
Vérifier le bon fonctionnement
Vérifier la pression ambiante, les courants d’air et la puissance
d’aspiration en conditions réelles d’exploitation.
Que se passe-t-il en cas de dépression trop importante ?
Une dépression se produit lorsque la quantité d’air évacuée d’une pièce
est supérieure à celle qui peut y être réintroduite de manière contrôlée.
Une différence de pression limitée peut être souhaitable, par exemple
pour confiner des substances dans une zone contaminée. Une dépression
élevée et non contrôlée entraîne toutefois des problèmes opérationnels et
de sécurité.
Remarque
Cause possible
Conséquences possibles
Les portes sont difficiles à ouvrir
Différence de pression élevée entre l’intérieur et l’extérieur
Accès obstrués et flux d’air incontrôlé
Fortes courants d’air au niveau des portes
L'air de remplacement s'écoule de manière concentrée par un petit
nombre d'ouvertures vers
Problèmes de confort et écoulements défavorables dans les
processus
La puissance d'extraction varie
La pression ambiante varie lorsque les portes sont ouvertes ou
en fonction d’autres installations
Détection instable au niveau des machines et des postes de travail
Odeurs ou substances provenant des pièces adjacentes
L'air est aspiré depuis les zones adjacentes
Transfert des charges vers d’autres zones de travail
Incidence des foyers de chauffage
La dépression modifie le circuit des gaz d'échappement ou de l'air
de combustion
Risque de flux incorrects pouvant compromettre la sécurité
Accorder une attention particulière aux foyers et aux processus de combustion
Les systèmes d’aspiration peuvent influencer les conditions de pression
au niveau des poêles, des systèmes de chauffage ou d’autres foyers. De
telles interactions doivent être évaluées par des spécialistes qualifiés
et évitées sur le plan technique.
Comment l’air de remplacement peut-il être introduit ?
Renouvellement naturel de l’air
L’air s’infiltre par les fenêtres, les portes, les ouvertures de la
façade ou les fuites du bâtiment. Cette solution est simple, mais son
contrôle est limité.
La température, le vent et les portes ouvertes peuvent fortement
modifier la répartition de l'air.
Alimentation en air mécanique
Un système d’alimentation en air introduit un débit d’air défini dans
le bâtiment. Le débit d’air, la température, la répartition et le
mode de fonctionnement peuvent être régulés de manière plus ciblée .
Déflux provenant des pièces adjacentes
L’air s’écoule depuis les zones adjacentes vers la pièce ventilée.
Ce flux peut être planifié délibérément ou survenir de manière
involontaire.
La qualité de l’air de la zone d’origine doit être prise en compte.
Recirculation de l'air
Une partie de l’air filtré est recyclée. Cela peut réduire le
volume d’air extérieur nécessaire, mais n’est autorisé qu’avec des
matériaux adaptés et une technologie de filtration sûre.
Introduire correctement l'air d'appoint dans la pièce
Il ne suffit pas de fournir un débit d’air suffisant. L’air d’appoint
doit être réparti de manière à soutenir l’aspiration à la source et à ne
pas propager de substances polluantes vers les zones de séjour.
Ne pas diriger l’air d’alimentation directement vers les éléments de détection
Éviter les vitesses d’air locales élevées
Protéger les postes de travail des courants d’air
Acheminer l’air des zones propres vers les zones polluées
Prendre en compte la poussée thermique
Prendre en compte la chaleur des machines et des procédés
Prendre en compte les portails et les portes fréquemment ouvertes
Répartir uniformément l'air d'alimentation dans la pièce
Éviter les zones mortes et les courants de court-circuit
Réguler conjointement l’air soufflé et l’air extrait
Ne pas créer de courts-circuits d’air
Si l’air d’alimentation s’écoule directement vers l’orifice
d’évacuation d’air sans traverser correctement la zone de travail, il
se produit un « court-circuit d’air ». L’air introduit n’améliore alors
ni le climat ambiant ni le flux d’air de manière suffisante.
Courants transversaux et aspiration à la source
Les hottes d’aspiration libres et les bras d’aspiration sont sensibles aux
courants transversaux. Les jets d’air d’alimentation, les portes ouvertes,
les ventilateurs mobiles ou les mouvements rapides de véhicules peuvent
entraîner la fumée et la poussière hors de la zone de captage.
Source de perturbation
Conséquence possible
Mesure possible
Sortie d’air d’alimentation à proximité du poste de travail
La traînée de fumée ou la poussière est déviée latéralement
Régler la position, la direction ou la vitesse de l'air de sortie
Porte de hangar ouverte
Les mouvements d’air dus au vent viennent perturber la détection
Isoler le poste de travail ou tenir compte du mode de
fonctionnement
Ventilateur mobile
Les substances sont réparties sur une grande surface
Réduire les mouvements d’air ou les orienter de manière plus ciblée
Véhicules et chariots élévateurs
Fortes turbulences de courte durée
Coordonner les voies de circulation et les points de détection
Air chaud de process
La poussée thermique modifie le mouvement des fluides
Adapter la prise d’air et l’alimentation en air aux conditions
thermiques
Recenser le bilan global de l’air
Pour établir le bilan aéraulique d’un hall, il faut prendre en compte
toutes les installations qui évacuent ou acheminent de l’air hors du
bâtiment. Cela comprend non seulement les systèmes d’aspiration, mais
aussi la ventilation des locaux, les zones de peinture,
les effluents de processus, les effluents de cuisine, le séchage et
d’autres systèmes techniques.
Systèmes d'aspiration
Les systèmes d’aspiration des machines, des postes de travail et de
nettoyage peuvent, selon leur simultanéité, évacuer d’importants
volumes d’air hors du bâtiment.
Ventilation générale
Les systèmes d'alimentation et d'évacuation d'air influencent la
pression ambiante, la répartition de l'air et la température.
Installations de traitement
Les séchoirs, les fours, les opérations de peinture ou les procédés
thermiques peuvent nécessiter des volumes supplémentaires d’air
évacué et d’air de combustion.
Ouvertures du bâtiment
Les portails, les portes, les fenêtres et les fuites modifient le
bilan d’air en fonction des conditions météorologiques et de
l’utilisation.
Vérifier la synchronisation de toutes les installations
Ce n’est pas seulement la puissance nominale des différents systèmes,
mais les installations qui fonctionnent simultanément. Des conditions
de fonctionnement critiques peuvent résulter de la combinaison de
plusieurs installations .
Zones de pression dans le bâtiment
Les différences de pression peuvent être utilisées pour limiter la
propagation des substances. Les zones contaminées sont alors souvent
maintenues en légère dépression par rapport aux zones plus propres.
Pour qu’une telle gradation de pression fonctionne, les débits d’air,
les voies de débordement, les portes et les systèmes de ventilation
adjacents doivent être coordonnés entre eux.
Zone
Circulation d’air souhaitée
Objectif
Espace de travail propre
L'air circule d'ici vers les zones les plus sollicitées
Limiter le reflux d’air vicié
Zone de processus soumise à des contraintes
Légère dépression par rapport aux zones adjacentes
Maintenir les substances dans la plage définie
Sas ou zone de transition
Débit d'air contrôlé
Réduire les différences de pression et l'entraînement de particules
Extérieur
Conduits d’arrivée ou d’évacuation d’air définis
Contrôler autant que possible les influences météorologiques
La recirculation d’air dans le bilan d’air
Lors d’un recyclage d’air, l’air filtré est réintroduit dans le bâtiment
. Cela réduit le volume d’air de remplacement nécessaire et peut
permettre d’économiser de l’énergie de chauffage. Cela suppose toutefois
que le fluide, la technologie de filtration, la surveillance et les
conditions de fonctionnement permettent un recyclage en toute sécurité.
Avantage potentiel
Besoin réduit en air extérieur
Réduction des pertes thermiques
Température ambiante plus stable
Moins d'entrées d'air non contrôlées
Condition préalable importante
Propriétés appropriées des matériaux
Une efficacité de filtration fiable
Surveillance de l’état des filtres
Cas de défaillance défini
Aucun gaz ni vapeur non pris en compte
Ne pas évaluer le recyclage de l’air uniquement sous l’angle énergétique
Une solution intéressante sur le plan énergétique peut s’avérer
inadaptée du point de vue de la santé ou de la sécurité. Le taux de
recyclage d’air admissible doit toujours être évalué au cas par cas.
Température et besoins énergétiques
Si l’air chauffé du hall est évacué vers l’extérieur, de l’air extérieur
froid doit entrer en remplacement et, le cas échéant, être réchauffé.
Lorsque les débits d’air sont importants, ces besoins en chaleur peuvent
représenter une part significative des coûts d’exploitation.
Mesure
Impact potentiel
À noter
Fonctionnement de l’installation adapté aux besoins
Réduit les volumes d'air évacué inutiles
La collecte et le transport des matériaux doivent être maintenus
Vannes automatiques
L'air est concentré vers les machines en fonctionnement
La régulation des ventilateurs doit être adaptée
Recyclage de l’air
Réduit les pertes de chaleur par l'air évacué
Uniquement en cas d’utilisation techniquement admissible
Préchauffage de l’air d’alimentation
Améliore le confort intérieur en hiver
Puissance de chauffage et régulation requises
Récupération de chaleur
Transfère l’énergie de l’air évacué vers l’air entrant
Vérifier l'encrassement, la séparation des flux d'air et l'entretien
Commencer par éviter les débits d’air inutiles
D’un point de vue énergétique, il n’est pas seulement judicieux de
chauffer plus efficacement l’ air de remplacement. Une meilleure
détection et un fonctionnement adapté aux besoins peuvent déjà réduire
considérablement le débit d’air total nécessaire.
Fonctionnement en été et en hiver
Le bilan aéraulique d’un hall peut varier considérablement selon la
saison. En été, les portes et les fenêtres sont plus souvent ouvertes,
tandis qu’en hiver, les ouvertures du bâtiment restent fermées et les
courants d’air froid sont plus sensibles.
Fonctionnement en été
Les portes ouvertes modifient les directions des flux d’air
Le vent influence le renouvellement naturel de l’air
L'air chaud issu des processus génère une poussée thermique
Des ventilateurs supplémentaires peuvent perturber la détection
Fonctionnement hivernal
Courants d’air froid au niveau des ouvertures
Besoins énergétiques de chauffage plus élevés
Dépression plus importante dans les bâtiments fermés
Risque de condensation sur les parties froides des conduites
Réguler conjointement l’air soufflé et l’air extrait
En cas de variation du débit d'extraction, le débit d'air soufflé doit
également être adapté aux besoins réels. Si le débit d'air soufflé reste
constant alors que le débit d'extraction varie fortement, des situations
de surpression ou de dépression peuvent se produire.
Mesurer le débit volumique total de l'aspiration
Adapter l’apport d’air aux états de fonctionnement des machines
Vérifier la pression ambiante en tant que grandeur de régulation
Définir les valeurs minimales et maximales
Prise en compte des portes et portails dans la logique de fonctionnement
Prendre en compte la recirculation d’air
Définir clairement les cas de dysfonctionnement
Distinguer le fonctionnement en été et en hiver
Contrôler régulièrement les capteurs
Documenter les valeurs de consigne
La régulation ne doit pas affaiblir la détection
Un système de régulation de la pression dans le bâtiment doit être conçu
de manière à ce que les points de prélèvement continuent de disposer des
débits d’air nécessaires . La pression ambiante et l’aspiration de
process doivent être considérées conjointement.
Contrôle lors de la mise en service
Le bilan d’air doit être contrôlé dans des conditions de fonctionnement
typiques et défavorables. Cela inclut différentes combinaisons de
machines, des portes ouvertes ou fermées, ainsi que d’autres
systèmes d’évacuation d’air fonctionnant simultanément.
Mesurer les débits d’air extrait et d’air soufflé
Vérifier la pression ambiante dans les zones concernées
Vérifier que les portes et portails ne subissent pas de forces inhabituelles
Observer les courants d’air transversaux sur les postes de travail
Vérifier l’efficacité de la détection lorsque l’alimentation en air est en marche
Prendre en compte les conditions estivales et hivernales
Faire fonctionner simultanément d’autres systèmes d’évacuation d’air
Contrôler les foyers et les processus de combustion
Tester le comportement en cas de dysfonctionnement et d’arrêt
Documenter les paramètres de régulation
Former le personnel d'exploitation
Consigner les modifications apportées au bâtiment
Une entrée de hall ouverte ne constitue pas un concept d’alimentation en air fiable
Les portes ouvertes peuvent fournir suffisamment d’air à court terme,
mais modifient le flux d’air en fonction du vent, de la température et
de l’utilisation. Un concept d’installation fonctionnant de manière
durable ne doit pas dépendre uniquement de cela.
Dysfonctionnements typiques et causes possibles
Dysfonctionnement
Cause possible
Les portes claquent ou s’ouvrent difficilement
Différence de pression trop importante entre les différentes zones du bâtiment
Fort courant d’air froid
L'air de remplacement s'engouffre de manière incontrôlée par
quelques ouvertures
L'aspiration fonctionne mieux lorsque la porte est ouverte
Un apport d’air extérieur contrôlé est insuffisant
La fumée est évacuée par le bras d’aspiration
Sortie d’air d’alimentation ou flux transversal mal positionné
Odeurs provenant des pièces voisines
L'air s'écoule des zones polluées vers le hall
La température ambiante baisse fortement
Un important volume d’air extérieur non tempéré s’engouffre
Le système d’alimentation en air fonctionne de manière irrégulière
La régulation, les capteurs ou les ouvertures variables influencent
le fonctionnement
Surpression dans la salle de travail
Le débit d’air entrant est supérieur au débit d’air sortant
effectif
Erreurs courantes dans la conception de la ventilation des halls
Erreur
Conséquences possibles
Considérer uniquement le système d’extraction
Les interactions avec la ventilation et d’autres systèmes
d’évacuation d’air ne sont pas prises en compte.
Prévoir un apport d’air par les joints du bâtiment
Dépression incontrôlée et circuits d’air variables.
Orienter l’air d’alimentation directement vers le poste de travail
Courants d’air et efficacité de détection réduite.
Vérifier uniquement le fonctionnement en été
Des problèmes de dépression et d’apport d’air froid surviennent en hiver
.
Prévoir un taux forfaitaire de recyclage de l’air
Les exigences en matière de santé ou de sécurité risquent de ne pas être
respectées.
Régler séparément l’extraction et l’alimentation en air
Pression ambiante fluctuante en fonction des différents états de fonctionnement
des machines.
Oubli d’autres systèmes d’évacuation d’air
Les combinaisons critiques ne sont pas détectées lors de la conception.
Utiliser les portes comme solution permanente d’alimentation en air
Répartition de l'air en fonction du vent et de la température.
Données requises pour le bilan d’air
Pour une évaluation fiable, les débits d’air, les zones du bâtiment
et les conditions de fonctionnement doivent être enregistrés de manière
aussi exhaustive que possible.
Débit volumique de tous les systèmes d'extraction
Machines fonctionnant simultanément
Autres systèmes d'évacuation d'air et de ventilation
Alimentation en air mécanique existante
Dimensions et utilisation du hall
Hauteur sous plafond et division du bâtiment
Portes, portails, fenêtres et ouvertures de débordement
Emplacement des zones contaminées et des zones propres
Postes de travail et zones de séjour
Chaleur industrielle et poussée thermique
Fonctionnement en été et en hiver
Foyers ou processus de combustion
Recirculation d'air prévue
Zones de pression souhaitées
Concept de chauffage et de refroidissement
Extensions prévues ultérieurement
Les informations générales ne remplacent pas une évaluation du bâtiment
Le bilan d’air réel dépend du bâtiment, de son utilisation, des
installations, des conditions météorologiques et des conditions de
fonctionnement. Pour les applications complexes ou liées à la sécurité,
une conception spécifique à l’application par des spécialistes qualifiés
est nécessaire.
Vous souhaitez évaluer le bilan thermique de vos halls d’un point de vue technique ?
Envoyez-nous des informations sur les débits d’air extrait, la taille du
hall, les systèmes d’alimentation et d’évacuation d’air existants ainsi
que sur les machines fonctionnant simultanément. Nous vous aidons à
définir les caractéristiques techniques du système d’aspiration et vous
indiquons quelles données du bâtiment doivent en outre être vérifiées.
Questions fréquentes sur le renouvellement d’air et le bilan aéraulique des halls
Pourquoi un système d'extraction a-t-il besoin d'air d'appoint ?
Tout volume d’air extrait doit être réintroduit dans le bâtiment.
En l’absence d’un apport d’air suffisant, une dépression se crée.
Cela peut avoir une incidence sur la puissance d’extraction, les
portes, la circulation d’air dans les pièces et d’autres
installations techniques.
L’air de remplacement peut-il simplement entrer par des fenêtres ou des portes
ouvertes ?
Les fenêtres et portes ouvertes peuvent fournir de l’air, mais cela
dépend du vent, de la température et de l’utilisation. Pour un
fonctionnement stable, un apport d’air contrôlé et adapté est
souvent nécessaire.
À quoi reconnaît-on une dépression trop importante dans un hall ?
Les signes caractéristiques sont des portes difficiles à ouvrir, de
forts courants d’air au niveau des ouvertures, une puissance
d’aspiration fluctuante ou des courants d’air provenant des zones
adjacentes.
L'air d'alimentation peut-il nuire à l'efficacité d'un bras d'aspiration ?
Oui. Un jet d’air d’alimentation ou tout autre flux transversal peut
entraîner la fumée ou la poussière hors de la zone de captage
effective. Les diffuseurs d’air d’alimentation et les éléments de
captage doivent donc être conçus conjointement.
Que signifie « bilan de l'air dans un hall » ?
Le bilan aéraulique d’un hall décrit le rapport entre tous les
volumes d’air introduits et évacués dans un bâtiment ou une partie
de bâtiment. Cela comprend l’aspiration, la ventilation générale,
l’air vicié issu des processus, la recirculation d’air et l’apport
naturel d’air frais.
L'air filtré peut-il être réintroduit comme air de remplacement ?
Cela dépend du fluide, de l’efficacité du filtre, de la présence
d’autres substances gazeuses ou sous forme de vapeur, ainsi que des
exigences en vigueur. Le recyclage de l’air doit être évalué en
fonction de l’application spécifique et surveillé si nécessaire.
Le débit d’air entrant doit-il toujours être exactement égal au débit d’air sortant
?
Ce n’est pas obligatoire. En fonction de la zone de pression
souhaitée, une différence de pression définie peut être prévue. Cet
écart doit toutefois être pris en compte lors de la conception
technique et ne doit pas provoquer de conditions d’écoulement
indésirables.
Comment l'extraction d'air influence-t-elle les besoins en énergie de chauffage ?
Si l'air ambiant réchauffé est évacué vers l'extérieur, l'air
extérieur qui entre doit, le cas échéant, être réchauffé à nouveau.
Un fonctionnement adapté aux besoins, une détection appropriée et un
recyclage d'air autorisé peuvent réduire ces besoins énergétiques.