Arrêté du ministre de l'équipement, du transport, de la logistique et de l'eau n° 1674-18 du 15 ramadan 1439 (31 mai 2018) approuvant le cahier des prescriptions communes applicables aux marchés des travaux de ventilation mécanique contrôlée dans les constructions publiques (n° 2-12-349)
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Sommaire du texte · 4 articles
Article premier
Est approuvé, tel qu'il est annexé au présent arrêté, le cahier des prescriptions communes applicables aux marchés des travaux de ventilation mécanique contrôlée, passés pour le compte de l'Etat par le ministère de l'équipement, du transport, de la logistique et de l'eau, annexé au présent arrêté.
Article 2
Les services relevant du ministère de l'équipement, du transport, de la logistique et de l'eau doivent se référer expressément, dans les cahiers des prescriptions spéciales relatifs aux marchés des travaux de ventilation mécanique contrôlée, au cahier des prescriptions communes visé à l'article premier ci-dessus.
Ils doivent également indiquer, dans les cahiers des prescriptions spéciales relatifs aux marchés précités, les articles du cahier des prescriptions communes auxquelles il est dérogé, le cas échéant.
Article 3
Le cahier des prescriptions communes visé à l'article premier ci-dessus est mis, par les services du ministère de l'équipement, du transport, de la logistique et de l'eau, à la disposition des personnes concernées qui le demandent.
Article 4
Le présent arrêté entrera en vigueur trois (3) mois après sa date de publication au Bulletin officiel.
Rabat, le 15 ramadan 1439 (31 mai 2018).
ABDELKADER AMARA
1.1 Objet et champ d'application Le présent Cahier des Prescriptions Communes définit les règles de conception, d'exécution, de réception et de contrôle des travaux de ventilation mécanique contrôlée (VMC) dans les bâtiments à usage d'habitation on de bureau.
Le présent cahier est applicable aux marchés passés par le Ministère de l'Equipement, du. Transport, de la Logistique et de l'Eau.
Les principales fonctions de la VMC sont :
- –Garantir un air intérieur de qualité,
- –Eviter l'accumulation d'humidité et de mauvaises odeurs,
- –Diminuer la concentration des polluants et gaz toxiques,
- –Assurer la conservation du bâtiment.
1.2 Références normatifs et réglementaires Les études ainsi que les travaux ou installations de VMC devront être exécutés conformément aux normes marocaines citées en annexe et à la réglementation en vigueur au Maroc ou, à défaut, aux normes et règlements étrangers agréés par l'administration Marocaine et devront prendre en considération les dispositions prévues par les textes législatifs et réglementaires élaborés par les autorités gouvernementales chargées de l'Eau et de l'Environnement à savoir :
- –Dahir n° 1-03-59 du 10 rabii I 1424 (12 mai 2003) portant promulgation de la loi n° 11-03 relative à la protection et à la mise en valeur de l'environnement (B.O, n° 5118 du 19 juin 2003),
- –Dahir n° 1-03-61 du 12 mai 2003 portant promulgation.de la loi n° 13-03 relative à la lutte contre la pollution de l'air (B.O. n° 5118 du 19 juin 2003),
- –Décret n° 2-09-286 du 20 hija 1430 (8 décembre 2009) fixant les normes de qualité de l'air et les modalités de surveillance de l'air (B.O. n° 5806 du 21 janvier 2010),
- –Décret n° 2-09-631 du 23 rejeb 1431 (6 juillet 2010) fixant les valeurs limites de dégagement, d'émission ou de rejet dépolluants dans l'air émanant de sources dépollution fixes et les modalités de leur contrôle (B.O. n° 5862 du 5 août 2010).
1.3 Définitions :
On entend par :
1.3.1. Air neuf :
C'est l'air contrôlé entrant dans le système de ventilation ou par des ouvertures depuis l'extérieur avant tout traitement.
1.3.2. Air vicié :
C'est un air déjà utilisé. A l'origine, cet air était un air neuf qui devient plus pollué en transitant par des zones ayant servi à la consommation humaine et par voie de conséquence devient air vicié. Il doit être extrait et évacué via des pièces à pollution plus spécifique comme les toilettes et sanitaires, appelées pièces de service.
1.3.3. Taux de ventilation de base :
On appelle taux de ventilation de base ou le taux de renouvellement d'air ; la quantité horaire d'air neuf à introduire dans un local.
II est rapporté généralement soit :
- –au nombre d'occupant,
- –au volume du local.
Dans le première cas, le taux de ventilation s'exprime en mètres cubes d'air neuf par heure et par personnes, Dans le second cas, il s'agit du taux de renouvellement d'air N qui est défini par le rapport ;
qv : débit de ventilation nécessaire [m3/h] V : volume du local [m3] 1.3.4. Qualité de l'air Les normes de la qualité de l'air sont fixées par Décret n° 2-09-286 du 20 hija 1430 (8 décembre 2009) fixant les normes de qualité de l'air et les modalités de surveillance de l'air (B.O. n° 5806 du 21 janvier 2010).
1.3.5. Etanchéité à l'air du bâtiment C'est la résistance du bâtiment à l'infiltration de l'air.
Le calcul des pertes par infiltration est régi par les dispositions de la norme NM EN 15241, Une mauvaise étanchéité à l'air des bâtiments engendre des courants d'air et provoque une sensation d'inconfort plus une perte d'énergie.
L'inétanchéité à l'air du bâtiment influence les performances énergétiques du système de ventilation, mais peut également perturber son bon fonctionnement.
1.4 Les Différents systèmes de ventilation 1.4.1 Ventilation naturelle La ventilation naturelle repose sur la circulation de l'air dans le bâtiment sans le recours à des ventilateurs. L'air se déplace grâce aux différences de pression qui existent entre les façades et grâce à la différence de masse volumique en fonction de sa température (sous l'effet du vent et du tirage thermique).
La pression motrice Pm due au tirage thermique est proportionnelles à la hauteur du conduit de ventilation et à la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur.
Pm = 0.044 x H x (Ti-Te) Avec :
- –H la hauteur en mètres (m) (différence de hauteur entre entrée et sortie d'air)
- –Ti la température intérieure en °C
- –Te la température extérieure en °C, Les amenées d'air (grilles réglables) doivent être disposées en façade pour les locaux dits "propres" (bureaux, séjours, ...).
Les ouvertures de transfert (détalonnage des portes ou grilles) permettent le passage de l'air vers les locaux dits "humides" ou "viciés" (sanitaires, cuisine,...). Dans ces derniers, l'air est évacué grâce à des grilles en façades ou à des conduits verticaux débouchant en toiture.
Régulation :
Il est intéressant d'adapter le fonctionnement de la ventilation en fonction des besoins (en période d'occupation, la nuit, week-end). Il existe plusieurs possibilités de réguler la ventilation naturelle : bouches réglables, grilles hygro-réglables, grilles commandées électriquement en fonction d'un programme horaire, etc.
Limite de recours à la ventilation naturelle Quoique la ventilation naturelle ne demande aucune consommation électrique et nécessite peu d'entretien, elle présente les insuffisances suivantes :
- –ventilation dépend des phénomènes naturels de mouvement de l'air,
- –qualité de l'air ne peut être garantie dans tous les locaux,
- –renouvellement d'air peut être fortement perturbé par le vent, par l'ouverture de fenêtres,
- –non prise en compte de l'occupation des lieux,
- –non maîtrise des débits d'air, 1.4.2 Ventilation mécanique La ventilation mécanique permet d'assurer en permanence des débits de ventilation constants dans le bâtiment indépendamment des conditions climatiques.
On distingue :
- –la ventilation mécanique simple flux : l'amenée d'air est naturelle et l'extraction est mécanique.
- –la ventilation mécanique par insufflation : l'amenée d'air est mécanique et l'extraction est naturelle.
- –la ventilation mécanique double flux : l'amenée d'air et l'extraction sont mécaniques,
- –la ventilation mécanique répartie : l'amenée et l'extraction d'air sont décentralisées par local.
1.4.2.1. Ventilation mécanique contrôlée simple flux Son principe de fonctionnement est le suivant :
- –des entrées d'air sont placées dans les pièces principales,
- –l'air transite des pièces principales vers les pièces de service,
- –les bouches d'extraction sont installées dans les pièces de service,
- –un extracteur mécanique souvent situé en faux plafond ou en terrasse est raccordé aux bouches d'extraction par le biais d'un réseau de conduits.
Ainsi, l'extraction mécanique de l'air dans les pièces de service entraîne une introduction d'air neuf dans les pièces principales.
1.4.2.2. Ventilation mécanique par insufflation L'air n'est pas mécaniquement extrait mais mécaniquement insufflé (principe de simple flux inversé). Des bouches d'extraction sont présentes dans les pièces humides mais le débit d'extraction n'est pas contrôlé. Cette technique peut être intéressante dans le cas de la présence d'un foyer ouvert.
Le local n'est pas mis en dépression mais en surpression, ce qui évite le phénomène d'infiltration de la poussière et les risques de contamination. Mais les pertes en énergie sont plus importantes, le confort n'est pas maîtrisé et la pression n'est pas uniforme.
1.4.2.3. Ventilation mécanique contrôlé double flux En VMC double flux, l'introduction de l'air ainsi que son extraction sont assurées par dispositifs mécaniques.
Des bouches d'insufflation sont disposées dans les pièces principales et les bouches d'extraction dans les pièces de service.
L'air insufflé peut-être filtré, limitant ainsi l'introduction des polluants.
Ce système permet aussi d'atteindre des niveaux d'isolement acoustique importants, grâce, à la suppression des entrées d'air en façade.
Les différences distinguant la ventilation double flux de la ventilation simple flux sont notables :
- –Elle ne comporte plus un seul mais deux réseaux de conduits.
- –Il n'y a pas d'entrées d'air extérieures dans les pièces principales, mais des bouches d'insufflation.
- –L'air entrant peut être préchauffé par l'air sortant (sans se mélanger) en passant par un échangeur.
1.4.2.4. Ventilation mécanique repartie La ventilation mécanique répartie (VMR.) a été développée pour s'affranchir du passage des conduits dans une configuration peu favorable à leur implantation, notamment en rénovation.
Son principe consiste à équiper chaque pièce de service d'un petit extracteur, appelé aérateur. Installé dans le volume à ventiler, à la différence du groupe d'extraction, l'aérateur est équipé d'un ventilateur qui met en dépression la pièce où il est installé et rejette l'air à l'extérieur. Le rejet s'effectue soit par une traversée de paroi, soit par un conduit débouchant en toiture ou en façade.
1.5 Bases de dimensionnement Le dimensionnement des débits de ventilation d'une installation de VMC se fait sur la base de la norme NM 10.5.022 (EN 13779).
1.5.1 Ventilation des espaces destinés à l'occupation humaine :
Ce sont des espaces prévus pour laisser séjourner des personnes pendant un temps plus long.
* Taux d'air neuf par personne Débit d'air neuf par Débit d'air neuf par Classe : INT (qualité personne (m3/h) personne (m /h) de l'air intérieur) locaux non-fumeurs locaux fumeurs INT1 (qualité de l'air Supérieur à 54 Supérieur à 108 intérieur excellente) m3/h/personne m3/h/personne INT2 (qualité de l'air 72-108 36-54 m3/h/personne intérieur moyenne) m3/h/personne INT3 (qualité de l'air 43-72 22-36 m3/h/personne intérieur modérée) m3/h/personne INT4 (qualité de l'air Inférieur à 22 Inférieur à 43 intérieur basse) m3/h/personne m3/h/personne
* Détermination du nombre d'occupants par destination Surface au sol par Type d'occupation personne (m2 /personne) Restaurants, cafétéria, buffet rapide, 1.5 cantine, bars, cocktail bars Cuisines, Kitchenettes 10 Chambres à coucher d'hôtel, de motel, de 10 centre de vacances,....
Dortoirs de centres de vacances 5 Salle de réunion, espace de rencontre, salle 3 polyvalente Bureau paysager 12 Petit bureau 10 Locaux de réception, réception, salle de 3.5 réunions Entrée principale 10 Salle de classe 2.5 Les émissions admissibles provenant de sources autres que le métabolisme humain et la fumée, doivent être déclarées aussi clairement que possible. Si aucune autre émission n'est prise en compte, ceci doit être consigné dans la documentation de conception.
1.5.2 La ventilation des espaces non destinés à l'occupation humaine :
Débit d'air dans des espaces non destinés à l'occupation humaine sont:
* débits non destinés à l'occupation humain Classe : INT (qualité de l'air intérieur) Débit d'air neuf (m3/h/m2) INT1 (qualité de l'air intérieur excellente) La classe n'est pas applicable INT2 (qualité de l'air intérieur moyenne) Supérieur à 2.5 m3/h/m2 INT3 (qualité de l'air intérieur modérée) 1.3-2,5 m3/h/m2 INT4 (qualité de l'air intérieur basse) Inférieur à 1,3 m3/h/m2 1.5.3 La ventilation des espaces spéciaux :
Les espaces spéciaux sont des espaces à pollutions spécifiques pour lesquels d'autres exigences (spécifiques et/ou formelles) prévalent en ce qui concerne la ventilation. La norme NM EN13779 donne des débits typiques à réaliser dans les cuisines et les toilettes, dans le cas d'un système où seule l'extraction est mécanique.
* Valeurs de dimensionnement des débits d'air repris Débit de ventilation par l'air extérieur Catégorie Unités Valeur par Plage type défaut Supérieur à m3/h 108 Cuisines à usage simple (par 72 exemple : cuisine pour préparer Supérieur à des boissons chaudes) (*) 1/s 30 20 toilettes/salles de bain (**) Supérieur à m3/h 36 24 minimum par espace Supérieur à 1/s 10 6.7 Supérieur à m3/h. m2 7.2 5 Débit par surface Inférieur à 1/s.m2 2 1,4 (*) Ces débits ne sont pas valables pour des cuisines à usage professionnel, pour lesquelles une étude spécifique est nécessaire.
(**) Ces débits sont valables pour autant que l'extraction fonctionne au moins 50 % du temps ; dans le cas contraire, des débits plus élevés sont requis.
1.5.4 Méthodes de dimensionnement des réseaux de distribution Il existe 3 méthodes pour le dimensionnement d'un réseau de ventilation :
- –Méthode dynamique ou méthode de réduction arbitraire de la vitesse
- –Méthode perte de charge linéique constante
- –Méthode au gain de pression statique La méthode la plus utilisée est la deuxième : méthode perte de charge linéique constante. Elle consiste à dimensionner les diverses tronçons (sections) du réseau de telle sorte que chacun de ces tronçons présente théoriquement la même perte de charge linéique.
1.6 La ventilation et le milieu hospitalier La ventilation en milieu hospitalier s'intéresse essentiellement aux zones à risque de contamination faible (bureaux administratifs et médicaux, les cabinets de consultations, certaines unités d'hospitalisations sans risques majeures, ...). En général, pour les zones à risques de contamination moyenne ou élevée, la climatisation est souvent difficile à éviter.
En fonction du type de local, la ventilation doit répondre en tout ou en partie aux objectifs suivants :
- –assurer le confort des malades, du personnel soignant et des visiteurs,
- –limiter la concentration dans l'air des particules et des bactéries,
- –éliminer les gaz dangereux (gaz anesthésique,...) et explosifs,
- –éviter les contaminations entre différentes zones (la séparation des réseaux aérauliques par type de risque est recommandée).
Le traitement de l'air est fortement réglementé dans le milieu hospitalier. Il existe de nombreuses normes qui permettent de cadrer les méthodes de traitement de l'air :
La norme NFS 90-351 du 06 avril 2013 : " établissement de santé - Salles propres et environnements maîtrisés apparentés - Exigences relatives pour la maîtrise de la contamination aéroportée " Cette norme permet de définir différentes zones suivant les risques encourus : les zones à risque. Suivant le niveau de risque de ces zones, différents types de flux d'air sont définis (unidirectionnel, ou non) avec une variation de taux de brassage (donné en volume/heure). On peut voir un exemple de classification dans le tableau ci-après :
PERFORMANCES A ATTEINDRE Moyens Salle au repos Cinétique de Classe Classe Vitesses et Type de décontami Type de flux partic Microbio taux de zone nation d'air ulaire logique brassage particulair e Zone à ISO 5 CP 5 Ml Flux Vitesse de risque unidirectionne soufflage : de l 0,25 à 0,35 niveau 4 m/s Air Neuf :
supérieur ou égale à 6 V/h Zone à ISO 7 CP 20 M10 Flux Taux de risque unidirectionne brassage : de l ou non supérieur ou niveau 3 unidirectionne égale à 15 l V/h Zone à ISO 8 CP 20 M 100 Flux non Taux de risque unidirectionne brassage : de l £10 V/h niveau 2 Gradient de pression AP (Pa) : 15 ± 5 Pour les niveaux de risque 2,3 et 4
- –Définition des classes particulaires : C'est la concentration maximum admissible (particules/m3 d'air) en particules de taille égale ou supérieure à celles ci-dessous Tableau : Classes particulaires d'après la norme ISO 14644-1 Classificati on Maximum concentration limits (particles/m3 of air) for numbers particles equal to and larger than the considered sizes Numbers shown below (N) 0.1u.m 0.2u.m 0.3u.m 0.5u.m 1u.m 5.0u.m ISO 1 10 2 ISO 2 100 24 10 4 ISO 3 1000 237 102 35 8 ISO 4 10 000 2 370 1020 352 83 ISO 5 100 000 23 700 10 200 3 520 832 29 ISO 6 1 000 000 237 000 102 000 35 200 8 320 293 ISO 7 352 000 83 200 2 930 ISO 8 3 520 000 832 000 29 300 ISO 9 35 200 000 8 320 000 293 000
- –Définition des cinétiques de décontamination particulaire : CP20 signifie que moins de 20 mn sont nécessaires pour abattre la contamination de 90 %.
- –Définition des classes microbiologiques : M100 signifie qui peut y avoir présence de moins de 100 ufc/m3 d'air (ufc: Unité Formant Colonie).
- –Classification des locaux suivant leur niveau de risque :
- –Zones classées en risque 4 (très haut risque infectieux)
- –Zones classées en risque 3 (haut risque infectieux)
- –Zones classées en risque 2 (risque infectieux moyen)
- –Types de locaux au sein d'un hôpital
- –Les locaux à pollution non spécifique : la contamination est uniquement due à la présence humaine) (exemple : une chambre sans sanitaires).
- –les locaux à pollution spécifique : y sont émis des substances dangereuses ou gênantes sous forme de gaz, vapeur, aérosols liquides ou solides et peuvent contenir des sources de micro- organismes potentiellement pathogènes (exemple : un bloc opératoire).
- –Quel que soit les locaux, une ventilation est obligatoire.
Les chambres de patients doivent être obligatoirement munies d'un système de ventilation mécanique. Les débits d'air minimum par occupant des locaux à pollution non spécifique sont mentionnés sur le chapitre 1.5 ci-dessus.
- –Particularités des locaux à pollution spécifique
- –La prise d'air neuf doit être installée à 8 mètres minimum de la source de pollution.
- –Les débits de renouvellement d'air doivent être supérieurs à ceux donnés pour les locaux à pollution non spécifique et doivent être adaptés au type de pollution et à la quantité émise par la source.
- –Une filtration doit être mise en place pour limiter la pollution par les poussières à 10 mg/m3 d'air et la pollution alvéolaire à 5 mg/m3 d'air sur une durée de 8 heures.
- –La réutilisation de l'air ne peut se faire qu'après une épuration efficace. Cet air ne peut être réinjecté que dans des locaux possédant la même pollution que le fluide initial. L'air issu des blocs opératoires (locaux à pollution spécifique) ne pourra donc pas être redistribué dans les chambres des patients (locaux à pollution non spécifique).
2.1 Les conduits 2.1.1. Les types de conduits Les matériaux constituant les conduits de distribution sont généralement en :
- –acier galvanisé,
- –aluminium,
- –inox,
- –plâtre,
- –matière synthétique (PVC, textile, polyéthylène, etc.)
Les principales formes des conduits sont :
- a)Les conduits cylindriques ou circulaires Les conduits circulaires sont caractérisés par les paramètres suivants:
- –Ac: aire de la section droite (m2)
- –Ai : aire de la section latérale (m2/m)
- –d : diamètre nominal (mm) Avantages
- –Demandant moins de matière pour une même section, ils sont plus légers et plus économiques.
- –Ils sont faciles et rapides à poser.
- –Ils se prêtent bien aux changements de direction en plan et en élévation.
- –Leur étanchéité est très bonne, particulièrement si les raccords entre conduits se fait avec double joint.
Inconvénients
- –Les piquages et le placement des bouches en parois sont plus compliqués.
- –Leur encombrement en hauteur est plus important.
- b)Les conduits rectangulaires Les conduits rectangulaires sont caractérisés par les paramètres suivants :
- –Ac (aire de la section droite): produit de la longueur a et b.
- –Ai (aire de la surface latérale du conduit): produit du périmètre intérieur par la longueur du conduit.
- –dh (diamètre hydraulique) = 4* Ac (la section droite) / (a+b) (périmètre intérieur).
- –de (diamètre équivalent).
Avantages
- –L'encombrement en hauteur peut être plus réduit.
- –Les piquages et les bouches en flanc de conduit sont faciles à réaliser.
- –Les coudes peuvent facilement être équipés d'aubes directrices.
Inconvénients
- –La quantité de matière utilisée est plus importante. Le réseau est donc plus lourd et plus coûteux.
- –Pour une même section, la perte de charge linéaire est donc aussi plus élevée pour un même débit.
- –La déformation des conduits est plus rapide.
- –L'étanchéité du réseau dépend très fort de la mise en œuvre et de la qualité des joints. Il est presque impossible d'atteindre l'étanchéité des conduits circulaires.
- –Au minimum deux fois Plus chers que les conduits circulaires.
- c)Les conduits oblongs Ils sont un compromis entre les conduits circulaires et les conduits rectangulaires, ils sont faciles à placer et étanches et ils prennent moins de place en hauteur que les conduits circulaires.
2.1.2 Normalisation des sections des conduits Les normes marocaines NM 10.5.003 (NM.EN 1505), NM 10.5.004 (NM EN 1506), NM 10.5.005 (NM EN 1507), fixent la section des conduits de ventilation à des valeurs standards :
a. Conduits circulaires Série des diamètres intérieurs (mm) 250 200 160 125 100 80 63 1250 1000 800 630 500 400 315 Diamètres complémentaires Série des diamètres intérieurs (mm) 1120 900 710 560 450 355 300 150 b. Conduits rectangulaires Les conduits rectangulaires sont donnés en fonction de leurs côtés. La norme précise également la section obtenue Ac, en m2, le diamètre hydraulique dh en mm, le diamètre équivalent de en mm et l'aire de surface latérale Ai en m2/m.
- –dh = le diamètre du conduit circulaire ayant les mêmes pertes de charge pour une vitesse d'air identique.
- –de = le diamètre du conduit circulaire ayant les mêmes pertes de charge pour un débit identique (avec les mêmes coefficients de frottement).
La norme marocaine NM 10.5.003, fournit également les correspondances entre les dimensions des conduits rectangulaires, dh, de, Ac et ai sous forme d'abaques.
2.1.3 Normalisation de l'étanchéité des conduits La norme marocaine basée sur des tests réalisés en laboratoire et sur site sur des conduits mis en œuvre suivant les codes de bonne pratique, Elle concerne le taux de fuite dans les conduits , allant de la sortie de la centrale de traitement d'air aux éléments terminaux.
Un certain degré de fuite dans les réseaux de ventilation est inévitable (et toléré sauf évidemment dans les réseaux transportant des gaz dangereux). Il est en outre reconnu que le transport, le stockage et la mise en œuvre est source d'aggravation des risques de fuite.
La norme marocaine définit des classes d'étanchéité basées sur le rapport entre la quantité de fuite dans les conduits et la surface du réseau de distribution d'air, bien que les fuites proviennent principalement des joints.
La NM EN 1507 définit les classes d'étanchéité pour les conduits en tôle rectangulaires et la NM EN 12237 pour les conduits en tôle circulaires.
2.2 Les accessoires :
2.2.1 Coudes, Tés, changements de section, piquages et brides.
La forme des coudes, Tés, changements de direction, de section ou dérivations jouent un rôle important dans les pertes de charge du réseau de distribution.
Afin de réduire les pertes de pression, les coudes de grandes dimensions doivent être équipés d'aubes directrices.
2.2.2 Isolants thermiques et acoustiques Pour limiter les pertes thermiques lorsque le réseau véhicule de l'air chaud ou de l'air froid, il existe des conduits isolés thermiquement, L'isolant peut être apposé après pose des conduits. Les conduits peuvent également être directement composés du matériau isolant Dans ce cas, une attention particulière sera portée sur la tenue mécanique de la surface interne du conduit qui ne doit pas présenter de rugosité excessive (augmentation des pertes de charge) et qui doit résister à l'arrachement.
Dans le cas de conduits véhiculant de l'air froid, les risques de condensation lors de la traversée d'un local plus chaud que l'air transporté sont éliminés au moyen d'un film pare-vapeur (tissu imprégné, film plastique ou métallique). H existe des isolants déjà revêtus de tels films. Dans ce cas les joints doivent se refermer au moyen de ruban adhésif.
Il existe également des conduits rectangulaires directement composés de panneaux de laine minérale. Ceux-ci sont d'office enrobés d'un film pare-vapeur. Ces conduits ont par la même occasion des caractéristiques d'absorption acoustique.
2.2.3 Registres de réglage Ces registres servent
- –Au réglage de débit d'air, par création d'une perte de charge variable, qui n'est pas directement proportionnelle à l'angle de pivotement des volets : la variation du débit dépend essentiellement de la pente de la courbe débit-pression du ventilateur ; si cette pente est fortement descendante, le débit diminuera lorsque le registre sera près de la fermeture (avec un risque de bruit important).
- –A l'isolement entre un conduit d'air et un ou plusieurs autres. Par exemple, pour remplacer une alimentation en air recyclé par une alimentation en air neuf ou pour isoler un échangeur de température. Une étanchéité rigoureuse n'est généralement pas demandée.
En général de section rectangulaire, ils comportent plusieurs lames ou volets pivotant autour d'axes parallèles, depuis une position "ouvert" où ils présentent leur tranche à l'écoulement de l'air, jusqu'à une position "fermée" où leurs bords se rejoignent : comme chaque volet a un effet directionnel, on les actionne de manière à ce que leur sens de pivotement soit contraire d'un volet à l'autre. On évite ainsi que la déviation du flux d'air aval perturbe trop l'écoulement loin à l'aval du registre.
Dans le cas des sections circulaires, on utilise parfois (pour une facilité d'approvisionnement et de fabrication) des registres de section carrée, dont les coins débordent Un registre de section ronde à un seul volet rond créerait une dissymétrie perturbant trop l'écoulement aval. Les registres à deux volets semi-circulaires sont préférables.
Il est difficile de réaliser des registres très étanchas. Néanmoins, il est possible de réduire les fuites en position fermée à quelques pour-cent du débit normal avec des bords de volet se recouvrant et munis de joints souples. Le jeu entre volets et parois doit être réduit au minimum tout en restant compatible avec un pivotement facile des volets.
La classe d'étanchéité des registres de réglages est définie par la norme NM EN1751 pour chaque type d'utilisation.
Dans les régions froides, des résistances électriques peuvent être incorporées aux bords des volets placés à l'extérieur.
2.2.4 Clapets d'obturation Il s'agit des dispositifs permettant la fermeture quasi parfaite d'un conduit, fls peuvent être actionnés mécaniquement et même automatiquement dès que la vitesse de l'air diminue ou tend à s'inverser. Us ne comportent généralement qu'un seul volet dont la section est supérieure à celle du conduit. Ils reposent par leur pourtour sur un siège souvent garni d'un joint souple laissant libre une section égale à celle du conduit.
De tels clapets se rencontrent souvent au refoulement de ventilateurs, fonctionnant en parallèle, afin d'éviter un retour en arrière à travers un ventilateur arrêté. Sans ce dispositif le ventilateur risque d'avoir un temps de démarrage plus long provoquant un échauffement important du rotor du moteur électrique. De tels clapets s'imposent également quand un conduit doit être isolé pour des questions d'entretien ou de sécurité (désenfumage en cas d'incendie).
On utilise également des clapets plus légers dits "anti-retour" comprenant souvent plusieurs lames comme les registres, ces lames retombent sous leur propre poids quand la circulation d'air s'arrête ou s'inverse.
2.2.5 Piège à son Appelé aussi silencieux ou atténuateur, le piège à son est un dispositif destiné à capter les sons dans le flux d'air, il sert à atténuer l'amplitude et la puissance d'un bruit.
L'atténuation est obtenue lors du passage de l'air entre les éléments absorbants (exemple laine de roche ou similaire). Un cloisonnement sous forme de chicanes permet d'en améliorer l'efficacité.
Différents types des pièges à son peuvent être utilisés suivant les performances acoustiques demandées et les différents paramètres de fonctionnement.
2.2.6 Clapets et volets coupe-feu et par flamme Ce sont des équipements de sécurité placés sur les conduits d'air de manière à éviter la propagation des fumées à l'intérieur de ceux-ci. Lors du fonctionnement normal de l'installation de ventilation ils sont ouverts. Leur fermeture automatique est réalisée par le déclenchement d'un fusible lorsque la température dans le conduit d'air devient supérieure à une valeur définie, Ce dispositif permet de réaliser un cantonnement par isolation de la zone où se produit l'incendie.
- a)La notion coupe-feu Correspond à une résistance mécanique, à une étanchéité aux flammes et à une isolation thermique.
b)La notion par flamme Correspond à une résistance mécanique et à une étanchéité aux flammes.
2.2.7 Filtres Servent à :
- –Débarrasser l'air des polluants : champignons, bactéries allergogènes et pathogènes, des particules de fibre de verre,...
- –Protéger les équipements des locaux (électroniques, photographies,...) contre les poussières pour augmenter leur durée de vie et diminuer leur maintenance.
- –Protéger l'installation de ventilation elle-même. Sans filtration, des dépôts apparaissent dans les conduits, leurs joints, dans les bouches de distribution, sur les batteries d'échange, les ventilateurs, les registres et les sondes de régulation. L'accumulation de poussières peut provoquer la prolifération de champignons, bactéries,...
- –Eviter la propagation d'incendie par les poussières et les risques d'explosion.
- –Protéger les terrasses et toitures en n'évacuant pas les particules directement vers l'extérieur.
- a)Efficacité On classe les filtres à couche poreuse en fonction de leur efficacité :
- –Filtres à moyenne efficacité (classes G1 à G4).
- –Filtres à haute efficacité (classes M5 à F9).
- –Filtres à très haute efficacité ou absolus (classes H10 à H14).
- –Filtres à couche poreuse.
- b)Types
- –Les filtres à surfaces de choc huilées.
- –Les filtres à charbon actif.
- –Filtres pour cuisine :
- –Filtres à chocs : Ils sont composés de profilés en quinconce qui interceptent les particules (principalement les graisses).
- –Filtres à tricot : Il s'agit de filtres plans composés d'un treillis de fils d'acier.
- –Filtres à effet .cyclonique : L'air vicié effectue continuellement une spirale dans le même sens, les particules de graisse et d'eau sont séparées par centrifugation et récupérées par gravité dans un collecteur.
Tableau d'application des principaux filtres Classe suivant MM Éléments à filtrer Applications 10.5.047(NM EN 779) Insectes, fibres G1 Utilisations simples (protection textiles, cheveux, G2 contre les insectes).
sable, cendres, G3 Pré filtre et filtre pour les pollen, ciment G4 installations de protection civile.
Évacuation de l'air des cabines de peinture, des cuisines.
Protection anti-pollution pour les climatiseurs (par exemple de fenêtre).
Pré filtre pour les classes de filtration M6 à F8.
Pollen, ciment, M5 Filtre sur l'air neuf des locaux à particules salissantes faible exigence (ateliers, (poussière), germes, garages, entrepôts).
poussières chargées M5 Pré filtre et filtre pour les de bactéries M6 centrales de traitement de l'air.
F7 Filtre final dans les installations de climatisation pour magasins, bureaux et locaux de fabrication.
Pré filtre pour classes F9 à H12. Fumées d'huile et de F7 Filtre final dans les installations suie agglomérées, F8 de climatisation pour bureaux, fumée de tabac, F9 locaux de fabrication, hôpitaux, fumée d'oxyde centrales électriques, locaux métallique ordinateurs.
Pré filtre pour filtres absolus et filtres à charbon actif.
Germes, bactéries, H10 Filtre final pour locaux à haute virus, fumée de tabac, H11 et H12 exigence, laboratoires, fumée d'oxyde H13 et H14 alimentation, pharmacies, métallique U15 et U16 mécanique de précision, industrie optique et électronique.
H11 et H12 Filtre final pour salles blanches. Vapeur d'huile et suie H13 et H14 U15 Filtre final pour salles blanches. en formation, et U16 particules Filtre final pour salle radioactives d'opération.
Filtre final pour évacuation d'air des installations nucléaires.
2.3 Les ventilateurs Les ventilateurs sont des turbomachines transférant à l'air qui les traverse l'énergie nécessaire afin de le véhiculer, dans un ou plusieurs conduits ou bien permettant de balayer un espace (local) assurant ainsi une homogénéisation de l'air.
Parmi les nombreux types de ventilateurs couramment employés dans les installations de ventilation et de conditionnement d'air, on rencontre 4 principaux types de roues qui se distinguent les unes des autres en fonction de la forme des aubes.
Ils sont ainsi dénommés :
- –- Ventilateur centrifuge à aubes inclinés vers l'arrière ou ventilateur à réaction.
- –- Ventilateur centrifuge à aubes inclinés vers l'avant ou ventilateur à action,
- –- Ventilateurs centrifuge à aubes rectilignes,
- –- Ventilateurs Hélicoïde.
- –- Ventilateurs tangentielle.
Les types de ventilateurs :
Les ventilateurs utilisés dans les réseaux aérauliques sont de type ;
Centrifuge ou radial :
- –A action petites aubes inclinée vers l'avant.
- –Roue dite " en cage d'écureuil "
- –Nb d'aubes entre 32 et 42 unités
- –Rendement de l'ordre de 60 à 75%
- –Utilisé pour rideaux d'air chaud (ventilateur tangentiel)
- –A réaction grosses aubes inclinées vers l'arrière.
- –Rendement de 75 à 85%
- –Nb d'aubes entre 6 à 16 unités
- –Utilisé pour Centrale de traitement d'air
- –Utilisé pour Ambiance explosive à peu explosive : ventilateur antidéflagrant
- –Ventilateurs à aubes radiales :
- –Peu utilisé dans les installations de Conditionnement d'air
- –Utilisé dans l'industrie pour le transport de produits légers (copeaux, produits textiles, poussières).
- –Ventilateurs Hélicoïde
- –Ventilateur dit " axial "
- –Direction d'écoulement essentiellement axiale
- –Nb d'aubes entre 2 et 60 unités
- –Rendement de 40. à 90%
- –Utilisé pour Désenfumage des locaux, tunnels...
2.4 Mise en œuvre 2.4.1 Emplacement des accessoires (bouches, volets de réglages, clapets, pièges à son, manchettes souple...)
- –Les bouches d'extractions à placer en partie haute à une hauteur d'au moins 1,80 m, distantes d'au moins 15 cm de toutes parois ou obstacles et angles.
- –Grille de transfert à placer dans une porte ou à encastrer dans les murs intérieurs.
- –Les clapets souvent posés afin d'éviter le retour d'air en arrière.
- –il est préférable de placer les pièges à son dans la cloison séparant ce local des locaux avec exigences acoustiques.
- –Les manchettes souples du raccordement du ventilateur au réseau de distribution ne peuvent pas être montées de manière comprimée ou décentrée.
2.4.2 Rejet de l'air extrait L'air extrait doit être rejeté à l'extérieur de l'immeuble, soit directement depuis le groupe d'extraction, soit par l'intermédiaire d'un conduit de refoulement, et de façon à éviter la reprise d'air vicié par les ouvrants et les entrées d'air.
En règle générale, il faut respecter les distances minimales de 8 mètre entre le point de rejet et les obstacles en toiture (souches de cheminées, machinerie d'ascenseurs, murs mitoyens, etc.) spécifiées Le rejet de l'air extrait doit s'effectuer de façon à ce que le vent ne crée pas de surpression dans le réseau.
La sortie de toiture peut être soit :
- –un débouché en toiture fourni par le fabriquant du kit.
- –un conduit maçonné.
La distance horizontale minimale recommandée entre la prise d'air et les orifices de refoulement de l'air rejeté est de 8m.
D'autres contraintes d'emplacement (verticalité, angle d'inclinaison, etc.) sont définies par le tableau A2 de la norme marocaine NM EN 13779.
Ce chapitre illustre les liens entre la ventilation et l'économie d'énergie, le premier concernera l'identification des différents modes où la ventilation joue un rôle important dans le processus d'économie d'énergie, le deuxième consiste à déterminer les concepts d'économie d'énergie lié à l'utilisation des systèmes de ventilation et les recommandations requises pour un bon dimensionnement.
3.1 Modes de ventilation et économie d'énergie 3.1.1 Gestion des débits Une gestion efficace de l'apport d'air neuf est liée à la prise en compte du profil d'occupation des zones (nombre de personnes présentes, occupation intermittente, régulière, occasionnelle, ...). Tout dépendra aussi de la configuration du réseau de traitement d'air par rapport aux locaux à alimenter en air frais, à savoir : une alimentation mono zone comprenant plusieurs locaux à desservir est difficilement gérable, car elle risque de ne pas assurer les besoins thermiques spécifiques à chaque local. Par contre, une alimentation multizone permet d'être souple au niveau de la gestion (réglage individuel de chaque débit).
L'évaluation exacte du coût énergétique de la ventilation est relativement complexe. Elle nécessite soit un programme de simulation numérique (lors de la conception), soit des mesures détaillées (bâtiment existant). Ce coût énergétique dépend du climat, du type de système de ventilation et de gestion, de l'isolation du bâtiment, des gains internes, des gains solaires, ...
3.1.2 Evaluation de la consommation électrique du ventilateur La consommation électrique d'un ventilateur peut être estimée suivant une règle de bonne pratique. La puissance électrique absorbée par un ventilateur double flux dans ses conditions nominales de fonctionnement dépend de la perte de charge, de l'efficacité du ventilateur et de la conception du moteur (transmission par courroie, accouplement direct...).
Les valeurs de puissance spécifique recommandées sont :
- –Pour les systèmes de ventilation et de climatisation complexes : comprises entre 500 et 750 [W.m-3.s].
- –Pour les systèmes de ventilation simples : comprises entre 750 et 1 250 [W.m-3.s].
3.1.3 Arrêt de la ventilation Le contrôle du temps de ventilation peut se faire par plusieurs moyens tels que l'horlogerie, le système de gestion centralisé(GTC) ou autre.
Dans le cadre de ce contrôle, certaines précautions de base sont à prendre en compte telles que :
- –Adapter le nombre d'heures de fonctionnement et l'horaire d'exploitation lorsque les besoins et les affectations des locaux changent.
- –Contrôler régulièrement la programmation de l'horloge (suspendre une étiquette à proximité avec l'horaire valable).
- –Modifier l'horaire en fonction des saisons si nécessaire.
3.1.4 Ventilation à la demande La pratique montre que la consommation d'énergie d'un système de ventilation peut être très souvent considérablement réduite en adaptant la ventilation aux besoins réels.
La gestion de la ventilation à la demande consiste à moduler les débits de ventilation en fonction du taux d'occupation des locaux par des personnes, les détecteurs suivants peuvent être adaptés en fonction de la demande :
- –Détecteurs de mouvement.
- –Détecteurs de CO2 (pour zones non-fumeurs).
- –Détecteurs infrarouge.
- –Détecteurs CO pour les parkings.
Un capteur (détection de présence, sonde C02,...) commande soit.les bouches de distribution de l'air, soit directement la vitesse du ventilateur,' 3.2 Différents concepts des systèmes de ventilation d'économie d'énergie 3.2.1 Le free-cooling Cette technique consiste à refroidir un bâtiment par ventilation en utilisant l'énergie gratuite de l'air frais extérieur (lorsque celui-ci présente une température inférieure à la température intérieure) et l'extraction de l'air chaud.
En hiver, de l'air frais extérieur peut alimenter, en journée, les zones à rafraîchir sans nécessiter l'enclenchement des groupes frigorifiques.
3.2.2 Rafraîchissement par ventilation nocturne L'air de la nuit, toujours plus frais que celui du local ventilé, permet d'évacuer la chaleur emmagasinée le jour, en se réchauffant au cours de la traversée du local, 3.2.3 Récupération de l'énergie par échangeur thermique L'idée est de transférer la chaleur de l'air extrait vers l'air neuf. On peut ainsi réaliser une économie de 50 à 90 % sur le coût du chauffage ou de refroidissement des locaux en fonction du type d'échangeur thermique.
La rentabilité du récupérateur thermique résulte de la comparaison entre le coût de l'énergie récupérée, et " les dépenses " résultat de l'acquisition des équipements, les frais de leurs exploitations et leurs entretiens Pratiquement on se rend compte que la rentabilité dépend du prix de revient du kWh de la source de production d'énergie.
Pour autant que techniquement ce soit possible, l'adaptation d'un système de récupération thermique sur l'air extrait est d'autant plus intéressante que l'on a :
- –des débits élevés (+ de 10 000 m3/h).
- –un usage permanent de l'installation de ventilation (c'est le cas des hôpitaux).
- –des besoins thermiques élevés (ex : piscines d'hydrothérapie).
3.2.4 Puits Canadien Ce système permet de préchauffer ou de rafraichir de l'air neuf d'un système de pulsion mécanique par l'intermédiaire d'un conduit d'amenée d'air enfoui dans le sol, en complément de la récupération de chaleur éventuelle.