Mesures des débits d'air de vos réseaux de ventilations

POURQUOI MESURER LES DÉBITS D'AIR DANS UNE PIÈCE ?

Pour vérifier le fonctionnement réel, la conformité des débits de l’installation (en fonction de la taille de la pièce et du nombre d'utilisateurs), pour repérer les fuites, anomalies ou erreurs d’installations et donc pour effectuer un réglage optimal des réseaux, il est nécessaire de réaliser une mesure des débits d’air.

La norme NBN EN 12599 décrit les contrôles, les méthodes d'essai et les instruments de mesure qui permettent de vérifier l’aptitude à l'emploi lors de la réception des systèmes de ventilation et de conditionnement d'air installés dans les bâtiments résidentiels et d'habitation. Cette même norme regroupe quatre méthodes pour mesurer les débits d’air :

-          Au niveau des bouches d’air

-          Sur la section droite d’un conduit

-          Avec un dispositif d’étranglement

-          Sur la section droite d’un dispositif ou d’une chambre

La mesure en conduit est recommandée par la norme si la section est accessible et appropriée.

Afin de mesurer avec précision la vitesse de l'air au niveau d'une bouche, il est essentiel de prendre en compte diverses caractéristiques telles que la taille de l'ouverture, la direction et la répartition du flux d'air qui auront un impact sur la forme de l'écoulement à la sortie.

En ce qui concerne les bouches d'extraction, il est important de noter que les flux d'air ne sont pas uniformes, ce qui rend difficile la détermination d'une vitesse moyenne par simple balayage. Ainsi, pour obtenir des mesures cohérentes et reproductibles, il est recommandé d'envelopper la bouche d'extraction avec un cône qui canalisera les veines d'air vers l'appareil de mesure, de bien centrer ce dernier sur la bouche, de maintenir une ouverture raisonnable de la bouche, et d'installer des bouches facilement accessibles et mesurables.

Il est possible de mesurer les débits d'air au niveau d'une bouche d'aération en utilisant différents outils comme l'anémomètre à hélice, le débitmètre à compensation ou bien la méthode du sac. Si utiliser des petites sondes avec un cône est possible, c’est tout de même moins recommandé car cela rend la prise de mesure plus difficile et augmente donc le risque d'erreur.

Il existe aussi une technique particulière pour mesurer le débit d’air : on place un conduit supplémentaire entre la bouche et la fin du réseau. Il doit mesurer au moins un mètre de long et être de petit diamètre. Il ne faut pas modifier le réglage de la bouche et effectuer la mesure à environ 80cm de la bouche initiale. Il est important de maîtriser les fuites lors d’une mesure comme celle-ci.

Pour effectuer la mesure sur la section droite d’un réseau, il faut tout d’abord qu’elle soit suffisamment longue pour éviter les turbulences, soit plus de 10 fois le diamètre en amont de la mesure et 3 fois en aval. On réalise la mesure grâce à une petite sonde qui peut être un anémomètre à hélice de petite taille, un anémomètre à fil chaud ou un tube de Pitot.

Lorsqu'on mesure la vitesse de l'air au niveau d'une bouche d'aspiration ou de soufflage, la répartition de la vitesse n'est pas uniforme sur toute la section de passage en raison des frottements sur les parois et des turbulences, et c’est pareil dans un conduit. Cependant, pour les conduits de diamètre inférieur à 16 mm, une seule mesure au centre suffit. Dans ce cas, on utilise un facteur de correction pour compenser le profil des vitesses. En revanche, pour les conduits de plus grande dimension, une série de mesures est nécessaire en balayant uniformément la sonde de mesure sur toute la section et en effectuant une moyenne arithmétique des mesures pour estimer le débit.

Il est recommandé d'utiliser un appareil muni d'un dispositif intégrateur qui réalise la moyenne enregistrée sur une période de 15 à 30 secondes. Dans les deux cas, il est important de faire les trous sans bavures, de maintenir fermement la sonde correctement orientée dans l'axe et le bon sens du flux, de rendre accessible le conduit (ce qui n'est pas toujours possible), de faire attention aux fuites d'air, et de reboucher correctement les trous après la mesure.

La plupart du temps, un réseau de ventilation complet contient des dispositifs qui entraînent une différence de pression (diaphragme, clapet, échangeur de chaleur, atténuateurs acoustiques, bouches d’air, filtre, etc.), ce sont des dispositifs déprimogènes. Ces dispositifs sont censés être calibrés er leurs données sont connues. Alors, les pertes de charges qui leur sont associées permettent de calculer le débit d’air s’il existe non seulement une relation claire mais aussi si les conditions correspondent au calibrage de l’appareil. On mesure la différence de pression d’avant et après le dispositif déprimogène à l’aide d’un manomètre.

Comment limiter les erreurs ?

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

Aussi, les instruments de mesure sont étalonnés régulièrement auprès du fabricant ou d’un laboratoire spécialisé. Il faut protéger les appareils des chocs et de la poussière. Le technicien après s’être assuré d’être dans une position confortable, doit 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 et il doit s’assurer que le contact est parfait entre la paroi et l’appareil ou le cône dans le cas d’une mesure au niveau d’une bouche d’air. Surtout, ne pas oublier de prendre plusieurs mesures successives.

Et avec quels outils de mesure ?

Le tube de Pitot 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. Grâce à lui, on peut mesurer la vitesse de l’air par la mesure d’une différence de pression.

Lors de la mesure au niveau d’une bouche, on peut éviter d’utiliser la un cône si on glisse le tube entre les lames de la grille et que l’on effectue plusieurs mesures entre les différentes lames. Il est préférable que les lames de la grille soient placées en position droite.

L’anémomètre à hélice est un autre instrument de mesure qui est valable pour des vitesses d’air supérieures à 1m/s. Il en existe de toutes tailles (de 15 à 200 mm de diamètre). Les plus petits servent à mesurer le débit d’air dans les gaines et les plus grands à la sortie des bouches. Certaines hélices ne font qu’une avec l’appareil de mesure, avec un cône ou au bout d’une tige, d’autres non. Cela permet de mesurer à distance. Il faut aussi savoir que l’axe de l’hélice doit être parallèle à l’axe de l’écoulement.

Pour que notre mesure soit la plus précise possible, il est essentiel que l’anémomètre à hélice soit étalonné régulièrement car différents facteurs comme son transport, les manipulations, etc. peuvent altérer la vitesse de rotation de l’hélice.

L’anémomètre à fil chaud permet de mesurer de très faibles vitesses allant de 0.2 à 3 m/s. Le fil chaud a pour principe de mesurer la puissance nécessaire au maintien en température du fil qui varie en fonction de la vitesse de l’air dans le réseau. On combine souvent cette mesure avec une mesure de température. Contrairement à ceux à hélice, les anémomètres à fil chaud sont peu sensibles aux chocs mais les poussières peuvent altérer les conditions de refroidissement du fil. Plutôt que d’utiliser un cône et de faire un mesure à la bouche d’air, la mesure en conduit est préférable.

Un débitmètre à compensation est un appareil muni d'un ventilateur qui compense les pertes de charge propres de l'appareil, afin de ne pas perturber le débit mesuré. Il existe deux types de débitmètres à compensation, selon le dispositif de stabilisation du flux : soit le flux est stabilisé grâce à une grille (rapide), soit il est stabilisé avec un long cône et des diffuseurs (lent). La compensation de pression seule n'est pas suffisante pour assurer une mesure fiable ; le flux doit également être correctement stabilisé. Dans des conditions de mesure optimales, le débitmètre à compensation est fiable et facile à utiliser, car il s'adapte à tous types de bouches. Cependant, il est encombrant et lourd, et donc moins pratique si la bouche n'est pas facilement accessible. Aussi, son coût étant assez élevé, il n'est justifié que pour des mesures très fréquentes. De nouvelles versions de cet appareil sont en cours de développement, mais n'ont pas encore été testées.

Le manomètre permet d’estimer le débit traversant un composant du système de ventilation équipé d’une mesure de pression différentielle si on connaît les caractéristiques de l’élément utilisé. Les fabricants indiquent dans leur catalogue la perte de charge initiale et le débit pour lequel cette perte de charge est calculée pour chaque élément.

La méthode du sac est moins courante pour une mesure de débit d’air au niveau d’une bouche d’air. Elle se déroule de la façon suivante. On fixe un sac en plastique de mesure enroulé sur un cadre autour de la bouche. On mesure le temps qu’il a fallu pour amener le sac à une certaine surpression. Si le sac a été fixé correctement et qu’il n’y a pas de fuite et que l’étalonnage du volume du sac est correct, on obtient alors une bonne estimation du débit en divisant le volume en m³ du sac par le temps de remplissage mesuré en secondes.

On utilise aussi des gaz traceurs lors de la mesure de débit d’air d’une entrée naturelle qui n’est pas possible avec un anémomètre à cause de la vitesse de l’air qui est trop faible. On utilise alors des gaz traceurs pour estimer le débit de ventilation.

Un débit d'air défectueux peut être un indicateur d'une classe d'étanchéité insuffisante ! Un système de ventilation efficace est essentiel pour maintenir un bon débit d'air à l'intérieur des espaces. Si vous constatez un débit d'air insatisfaisant dans votre environnement, cela peut être le signe d'une étanchéité inadéquate. Une classe d'étanchéité appropriée garantit que l'air circule correctement, prévenant ainsi l'accumulation de polluants, de moisissures et de contaminants. Assurez vous de faire évaluer votre système de ventilation par des professionnels afin de détecter toute anomalie et d'assurer un environnement sain et sûr.

Un débit d'air insuffisant peut entraîner une mauvaise Qualité de l'Air Intérieur... Un système de ventilation efficace est crucial pour maintenir un débit d'air adéquat à l'intérieur des espaces. Lorsque le débit d'air est insuffisant, cela peut compromettre la qualité de l'air que nous respirons, favorisant ainsi l'accumulation de polluants, de particules et de contaminants. Il est essentiel de veiller à ce que votre système de ventilation fonctionne correctement et fournisse un débit d'air suffisant pour garantir une bonne Qualité de l'Air Intérieur. En cas de doute, il est recommandé de faire évaluer et d'entretenir régulièrement votre système de ventilation par des professionnels qualifiés. Ainsi, vous pourrez préserver un environnement intérieur sain et propice au bien-être de tous.