L'unité de traitement d'air au coeur de la ventilation
L'unité de traitement d'air (CTA) constitue sans doute l'élément central d'un système de ventilation, de chauffage et de climatisation (CVC). Il s'agit d'une installation sophistiquée et technique, destinée à réguler et à faire circuler l'air à l'intérieur des bâtiments.
Une CTA assure l'apport d'air frais, son conditionnement, ainsi que sa distribution dans les espaces intérieurs. Simultanément, elle garantit l'extraction de l'air vicié de ces mêmes espaces. Ce processus, qui consiste à introduire de l'air neuf dans un bâtiment tout en évacuant l'air usé, est la définition même de la ventilation. La ventilation est essentielle pour préserver l'intégrité d'un bâtiment, en prévenant des problèmes tels que la moisissure ou le syndrome du bâtiment malsain. Elle est également cruciale pour maintenir une bonne qualité de l'air intérieur, facteur déterminant pour notre concentration, nos performances, notre récupération et notre bien-être. La recherche a en effet démontré que la qualité de l'air joue un rôle primordial dans notre confort et nos capacités à fonctionner au quotidien.
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Mais pourquoi ventiler ?
Nous avons traversé des époques marquées par les poêles à bois pour le chauffage et la cuisine, des industries fumantes et des transports polluants, des crises énergétiques, des bâtiments étanches à l'air et des contagions. Au fil du temps, il est devenu évident que, pour nous, en tant qu'êtres humains, être dans des espaces intérieurs ventilés, où la qualité de l'air est assurée, améliore notre santé, notre productivité et notre confort. Un environnement intérieur sain et sécurisé permet aux individus de donner le meilleur d'eux-mêmes.
Aujourd'hui, nous passons environ 90 % de notre temps à l'intérieur, et c'est dans ces espaces construits que nous travaillons, apprenons, faisons de l'exercice, apprécions la culture et l'art, consultons des médecins, nous dormons. Un bon climat intérieur est essentiel pour nous permettre de fonctionner et de nous épanouir. Cependant, les êtres humains influencent également leur environnement construit par leur simple présence et leurs activités. Les solutions modernes de ventilation et de climat intérieur sont développées pour garantir un environnement intérieur de qualité, tant pour les bâtiments que pour les occupants.
Blog : Qu'est-ce que l'IEQ et pourquoi est-ce important ?
Pourquoi utiliser un échangeur de chaleur ?
Lorsque l'unité de traitement d'air s'occupe de la ventilation, elle utilise souvent un échangeur de chaleur pour exploiter l'énergie thermique ou frigorifique présente dans les différents flux d'air. L'air extrait du bâtiment est généralement plus chaud que l'air frais provenant de l'extérieur. L'échangeur de chaleur transfère alors l'énergie thermique du flux d'air extrait vers le flux d'air neuf, ce qui réduit le besoin d'énergie supplémentaire pour chauffer l'air d'apport à une température adéquate.
Il existe différents types d'échangeurs de chaleur, qui varient tant par leur conception que par leur mode de fonctionnement. Par exemple, un échangeur de chaleur rotatif est très différent d'un échangeur à plaques ou à serpentins. Ils peuvent être fabriqués avec différents matériaux pour les adapter à diverses conditions de fonctionnement ou exigences climatiques intérieures, des traitements comme la sorption ou l'époxy en étant deux exemples. Il est également important de comprendre les notions d'efficacité thermique et d'humidité en lien avec les échangeurs de chaleur.
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En savoir plus sur les échangeurs de chaleur
Modules supplémentaires pour le chauffage ou le refroidissement
Même avec une efficacité thermique élevée, les échangeurs de chaleur ne peuvent généralement pas couvrir l'intégralité des besoins en chauffage ou en refroidissement - des composants supplémentaires sont habituellement nécessaires. Il est courant de fournir une solution CVC (Chauffage, Ventilation et Climatisation) avec des pompes à chaleur ou des refroidisseurs séparés, mais il est également possible de concevoir une solution avec chauffage et refroidissement intégrés dans l'unité de traitement de l'air : une batterie de chauffage/refroidissement permettra alors de chauffer ou refroidir l'air circulant à travers la centrale.
Où placer les centrales de traitement d'air ?
Les CTA sont généralement placées au sous-sol, dans un local technique ou sur le toit d'un bâtiment, que ce soit à l'intérieur ou à l'extérieur. Tous ces emplacements affectent la construction du bâtiment et le choix de l'unité. Le sous-sol peut nécessiter des niveaux souterrains distincts alors qu'un emplacement à un étage entre en concurrence avec l'espace locatif. Une installation sur le toit exige que toute la structure soit conçue pour supporter le poids. Cette dernière alternative peut également impliquer des restrictions liées au bruit et à l'esthétique.
Les centrales de traitement d'air peuvent être installées soit comme solutions centralisées, soit décentralisées. Une solution centralisée nécessite généralement des locaux techniques plus importants et des gaines plus larges afin desservir l'intégralité du bâtiment. Une solution décentralisée est répartie sur différents étages, ce qui nécessite évidemment un espace pour chaque unité, mais un grand placard peut suffire. En outre, une solution décentralisée requiert des conduits plus petits, ce qui peut libérer de l'espace supplémentaire à des fins locatives.
Comment choisir une centrale de traitement d’air ?
Il existe plusieurs paramètres qui influencent le choix des centrales de traitement d’air, mais cela dépend essentiellement des spécifications du projet. Le plus souvent, ces spécifications sont basées sur les exigences en matière de qualité de l'air, qui se traduisent en besoins de débit d'air, conduisant à une sélection d'unités adaptées. Toutefois, certains projets peuvent également imposer des contraintes d'espace et d'emplacement – pensez par exemple à la solution décentralisée mentionnée précédemment, ou à un projet de rénovation où la structure du bâtiment pourrait limiter les possibilités.
Que la centrale soit compacte ou modulaire, le choix de l’échangeur de chaleur est un facteur déterminant important, car il influence l'efficacité énergétique, et des facteurs internes ou externes peuvent être totalement décisifs dans ce choix. Les commandes et les fonctionnalités peuvent aussi avoir un impact sur le choix de la CTA – les commandes doivent-elles être intégrées ou certaines fonctionnalités spécifiques sont-elles requises pour le projet ?
Aujourd'hui, divers paramètres de durabilité sont cruciaux, et l'accès aux FDES (Fiches de Déclaration Environnementale et Sanitaire) peut être d'une grande importance. Chez Swegon, tous ces aspects sont disponibles dans nos logiciels, utilisés pour concevoir des centrales de traitement d’air selon les exigences définies pour le climat intérieur.
Blog : les logiciels de sélection de produits dans l'industrie CVC
Vers notre logiciel de sélection pour CTA
Centrales de traitement d'air, efficacité énergétique et carbone incorporé
L'efficacité énergétique a toujours été un pilier central de l'industrie du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC), où la performance économique des bâtiments est primordiale. Toutefois, dans un contexte où la durabilité et la sécurité de l'approvisionnement énergétique sont devenues des priorités incontournables, les bâtiments, en particulier dans les pays occidentaux, doivent impérativement réduire leur dépendance énergétique. Parallèlement, la prise de conscience croissante de l'impact du carbone incorporé a fait émerger une approche plus globale. Cela nous a poussés à évaluer en profondeur nos pratiques et à intégrer des processus de circularité, favorisant ainsi des solutions plus durables et responsables
Les économies d'énergie ne doivent pas compromettre le confort
Aujourd'hui, les bâtiments représentent environ 40 % de la consommation énergétique totale. Cette consommation doit diminuer de manière drastique, mais il est important de comprendre que la consommation d'énergie, les systèmes CVC et le climat intérieur sont étroitement liés. Les économies d'énergie peuvent être bénéfiques pour les coûts opérationnels et la durabilité, mais il est essentiel de garantir un climat intérieur sain, productif et confortable pour que les occupants soient disposés à rester. Opter pour une centrale de traitement d'air avec récupération de chaleur, plutôt que de compter sur l'ouverture des fenêtres, est un excellent moyen de répondre à toutes ces exigences.
Un projet de rénovation ou de construction neuve sont des occasions évidentes pour optimiser une solution de ventilation, de chauffage et de refroidissement en fonction de la consommation d'énergie. À ce stade, la conception peut partir d'une feuille presque blanche. Cependant, une centrale de traitement d'air peut jouer un rôle clé dans les économies d'énergie. Les programmes horaires, les débits d'air et les températures ont un impact considérable sur la demande énergétique d'une solution CVC, des paramètres qui peuvent être ajustés sans nécessiter de grands projets ou budgets.
En savoir plus sur l'efficacité énergétiqueLe SFP, une mesure de l'efficacité énergétique
La puissance spécifique des ventilateurs (SFP) quantifie l'énergie requise par un ventilateur pour déplacer un m³ d'air par seconde, exprimée en kW/(m³/s). Cette unité permet de calculer précisément le coût de la ventilation en fonction du prix de l'électricité.
Le SFP est depuis longtemps un indicateur clé, et la tendance actuelle vise des valeurs de plus en plus faibles, reflétant les impératifs de réduction de la consommation énergétique et des émissions de CO2. Il y a une trentaine d'années, les valeurs de SFP tournaient autour de 3 kW/(m³/s), tandis qu'aujourd'hui, de nombreux pays visent des seuils de 1,5 kW/(m³/s) ou moins. L’analyse du calcul du SFP montre clairement que cette réduction ne peut être obtenue qu'en abaissant les pertes de charge et en optimisant l’efficacité globale du ventilateur.
Cela étant dit, le SFP n’est pas une mesure idéale pour les systèmes conçus avec des débits d’air variables ou une récupération de chaleur, car ces configurations augmentent les pertes de charge. Cependant, l’énergie consommée par les unités supplémentaires de chauffage ou de refroidissement est considérablement réduite grâce à l’intégration d’un système de récupération dans la CTA. Une approche globale et intégrée est donc recommandée pour optimiser l'efficacité énergétique tout en maintenant un climat intérieur confortable et sain.
Pour plus de détails, consultez l'article de notre expert sur le blog.
En savoir plus sur le coefficient SFPCertifier ou construire selon des normes exigeantes
Il est désormais indéniable que l'interconnexion entre l'humain et la planète est fondamentale dans le domaine de la ventilation et du climat intérieur. Les certifications de bâtiments et les normes de construction constituent des outils essentiels pour aborder ces enjeux de manière intégrée.
Des certifications internationales reconnues, telles que BREEAM, LEED et WELL, favorisent chacune des avancées spécifiques en matière d'efficacité énergétique, de réduction des coûts, ainsi que de santé et de bien-être des occupants dans les bâtiments et les environnements intérieurs. Parallèlement, diverses normes de construction fournissent des directives précises sur la manière de concevoir des infrastructures qui prennent en considération non seulement la pérennité du bâtiment, mais aussi le confort des occupants et la protection de l'environnement. La norme Passive House, en particulier, est l'une des plus emblématiques dans ce contexte. De plus, il est important de noter que les centrales de traitement d'air sont fréquemment soumises à des certifications délivrées par des organisations industrielles, tant au niveau mondial que local, telles qu'Eurovent, garantissant ainsi leur conformité aux standards les plus exigeants.
En savoir plus sur la norme "Passive House"Carbone incorporé
Les principes de circularité, tels que réduire, réutiliser et revitaliser sont mis en avant, car le carbone incorporé dans l'industrie de la construction se traduit par des émissions liées à la fabrication, au transport, à l'installation, à l'entretien et à l'élimination des matériaux de construction. L'échange de matériaux, l'utilisation de moins de matériaux, la réhabilitation de produits et la mise à niveau d'anciennes générations de centrales de traitement d'air sont autant d'exemples de principes de circularité applicables à l'industrie du CVC.
Familiarisez-vous avec notre concept RE:3 concernant le carbone incorporé
Assurez-vous que tout fonctionne comme prévu : l'entretien est votre meilleur allié
Une solution de climat intérieur ne garantit pas toujours un fonctionnement optimal. Il est essentiel de procéder à une révision régulière pour s'assurer que tous les composants matériels sont correctement installés et mis en service, et que les fonctionnalités offertes par les systèmes de contrôle sont exploitées au maximum. Veillez à ce que chaque élément fonctionne de manière optimale. Il est également important de considérer que l'utilisation d'un bâtiment peut évoluer avec le temps, ce qui peut nécessiter des ajustements pour maintenir l'efficacité énergétique tout en garantissant un environnement intérieur confortable pour les occupants.
Même la centrale de traitement d'air la mieux réglée peut engendrer une consommation d'énergie excessive en raison de filtres obstrués et de gaines poussiéreuses. Cela non seulement augmente l'intensité de fonctionnement de la centrale, mais expose également le ventilateur de la CTA à un risque accru de dommages, entraînant des bruits dérangeants et compromettant la qualité du climat intérieur.
Un plan d'entretien efficace est essentiel, car il garantit non seulement la performance, mais assure également la bonne exécution des opérations. Par exemple, un filtre mal ajusté peut entraîner des pertes de pression significatives, impactant négativement la consommation d'énergie.
En savoir plus sur nos services techniquesINSIDE pour en savoir plus sur la CTA
L'essor des solutions numériques et de l'intelligence artificielle ouvre la voie à des opportunités inédites. Grâce à la connectivité moderne, il est désormais possible de surveiller et de contrôler des systèmes de CVC depuis pratiquement n'importe quel endroit dans le monde. De plus, l'intelligence artificielle joue un rôle clé en permettant d'anticiper les besoins de maintenance et de se préparer aux scénarios opérationnels futurs. Cela favorise non seulement une optimisation accrue de la consommation d'énergie, mais contribue également à prolonger de manière significative la durée de vie tant des unités de CVC individuelles que des systèmes complets de gestion du climat intérieur.
