Ventilation

Les installations de ventilation servent surtout à assurer l’hygiène des hommes et des animaux dans les locaux qu’ils occupent. Les habitations et les bureaux doivent être ventilés pour renouveler l’oxygène, maintenir un équilibre de la concentration du gaz carbonique. La ventilation permet également de réduire la chaleur, les odeurs désagréables et l’humidité, d’évacuer les fumées de cigarette. Dans une usine ou une raffinerie, les systèmes de ventilation évacuent les contaminants dangereux contenus dans l’air. De nombreux procédés chimiques industriels génèrent des vapeurs nocives qui doivent être éliminées du lieu de travail. Ce sont en particulier les ingénieurs chimistes qui conçoivent ces systèmes de ventilation. L’air atmosphérique contient environ 21 % d’oxygène et des traces de gaz carbonique (0,03 %), mais l’air expiré par l’Homme ne contient plus que 16 % d’oxygène et 4 % de gaz carbonique. Lorsqu’un appareil de chauffage à combustible (poêle, par exemple) est placé dans un local clos, les quantités de gaz carbonique et de monoxyde de carbone (CO) émises pourraient provoquer, à terme, l’asphyxie des occupants : la ventilation de la pièce est donc nécessaire.

Pour aérer un bâtiment, le moyen le plus simple est la ventilation naturelle, qui utilise la différence de pression entre l’intérieur de l’édifice, la façade exposée au vent et celle qui est à l’abri. Cette différence de pression engendre une entrée d’air. Selon ce principe, la ventilation dans les locaux d’habitation ou les bureaux est généralement assurée par une perte d’air à travers de petits interstices dans les murs des bâtiments, en particulier autour des fenêtres et des portes. Pour aérer un local, on ménage une ouverture dans sa partie basse (en dépression) et dans sa partie haute (en surpression) : il y a appel d’air. Ainsi, si la température extérieure est inférieure à l’extérieur de la pièce, l’air pénètre par l’ouverture basse et sort par l’ouverture haute. Ce système de ventilation est parfois assuré par une série de conduits insérés dans les murs, terminés par des bouches d’aération et éventuellement équipés de filtres. Mais une telle ventilation est parfois insuffisante et dépend en partie des conditions atmosphériques, variables. De plus, l’air " frais " arrivant par le bas, cette technique est peu conforme aux règles d’hygiène et peu confortable pour les occupants de la pièce. C’est pourquoi les locaux sont presque toujours équipés de systèmes de ventilation plus élaborés. Les ingénieurs estiment que, pour une ventilation adéquate, l’air d’une pièce doit être totalement renouvelé de deux à trois fois par heure. Pour assurer une telle ventilation, il est généralement nécessaire d’équiper les locaux de dispositifs mécaniques permettant d’augmenter le débit naturel de l’air. Il s’agit alors d’une ventilation forcée.

Les dispositifs de ventilation simples comportent des ventilateurs — qui soufflent ou aspirent de l’air dans un local — ou des ventilateurs soufflants, de type hélicoïde ou centrifuge, conçus pour rejeter l’air vicié à l’extérieur ou pour aspirer de l’air frais et le diffuser à l’intérieur du bâtiment. Des gaines de transport équipées de bouches de soufflage ou d’extraction assurent l’injection et l’éjection de l’air. Les ventilateurs hélicoïdes sont équipés de lames métalliques, ou pales, mises en mouvement par un moteur électrique. L’air est soufflé dans la direction de l’axe de rotation des pales. Les ventilateurs centrifuges sont constitués d’une turbine à aspiration centrale et à refoulement radial. Ils sont utilisés pour injecter de l’air dans les systèmes d’aération. Les systèmes de ventilation peuvent être associés à des appareils de chauffage, des filtres, des régulateurs d’humidité ou des dispositifs de refroidissement. De nombreux systèmes comportent des échangeurs de chaleur. Ceux-ci utilisent l’air sortant pour réchauffer ou refroidir l’air entrant, augmentant ainsi l’efficacité du système, en réduisant la quantité d’énergie nécessaire à son fonctionnement.