La ventilation : cours de Bac pro ICCER

Jusqu'ici, dans ce chapitre, tu as surtout suivi de l'eau : celle qui circule dans les réseaux hydrauliques, celle qui alimente les installations sanitaires. La ventilation change de fluide : ici, on déplace de l'air. Les questions restent pourtant les mêmes. Que faut-il amener ? Où ? En quelle quantité ? Avec quel appareil ? Et que se passe-t-il si l'installation est mal conçue ou mal réglée ?

Imagine une salle de classe fermée, avec trente élèves, qui n'a pas été aérée pendant deux heures. Tu sens l'air lourd, tu as chaud, la concentration baisse, et la vitre s'embue. Rien de tout cela ne vient d'un défaut de chauffage : l'air n'a simplement pas été remplacé. C'est exactement le problème que la ventilation résout.

Dans ce cours, tu vas apprendre à définir la ventilation, à comprendre le rôle du ventilateur, à relier la ventilation au chauffage et à la combustion, à distinguer ce que fait vraiment un ventilateur en été, puis à faire les premiers calculs de débit et de renouvellement d'air que fait un installateur.

Les lieux concernés sont très variés : logements, bureaux, commerces, salles de spectacle ou d'enseignement, mais aussi tunnels routiers, ateliers industriels, ouvrages souterrains et mines.³ Autrement dit, dès qu'un espace est fermé et que des personnes ou des machines y vivent ou y travaillent, la question de l'air se pose.

Le titulaire du bac pro ICCER intervient sur quatre grandes familles d'installations : sanitaires, thermiques, de ventilation et de climatisation.² Sur ces installations, il assure le montage, les raccordements aux réseaux de fluides et à l'électricité, la mise en service et le contrôle du fonctionnement. Il peut aussi réaliser certains travaux d'amélioration ou de dépannage.¹

Concrètement, pour une installation de ventilation, cela signifie que tu poses les appareils, que tu les relies aux conduits et à l'alimentation électrique, que tu les mets en route et que tu vérifies qu'ils font bien ce qu'on attend d'eux. Plus tard, on peut aussi te demander de comprendre pourquoi une installation existante fonctionne mal.

Cette distinction a une conséquence pratique. Quand tu fais circuler de l'eau dans un réseau hydraulique, tu utilises une pompe. Pour déplacer de l'air, on utilise un ventilateur. Les deux machines n'ont pas le même rôle, et on ne les remplace pas l'une par l'autre.

Les ventilateurs servent autant au confort qu'à l'industrie.⁴ Dans les bâtiments et les ouvrages routiers, ils maintiennent la qualité de l'air, évacuent l'air pollué par des gaz ou des poussières et luttent contre l'humidité et les condensations.⁴

Comment le ventilateur est-il entraîné ? Les tout premiers étaient mus par la force des hommes ou des animaux, comme les pankas.⁴ Avec la révolution industrielle, de grands ventilateurs ont été entraînés par des machines à vapeur, puis par des moteurs électriques, par exemple pour aérer des galeries de mines.⁴ Aujourd'hui, un moteur électrique fait tourner une hélice ou une turbine.⁴

Retiens donc l'image simple d'un ventilateur : une partie qui tourne (hélice ou turbine) et un moteur électrique qui la fait tourner. Cela t'aide à comprendre ce qu'on contrôle en dépannage : l'alimentation électrique, le moteur, la partie tournante, et la circulation d'air elle-même.

On peut renouveler l'air sans machine. La solution la plus ancienne est sans doute la cheminée, ou simplement le trou aménagé au-dessus d'un foyer.³ La chaleur du foyer met en mouvement la colonne d'air, qui s'échappe par le conduit, et l'air neuf entre par les fissures et défauts des parois.³

D'autres solutions anciennes jouent sur le même principe. Les tours à vent des bâtiments de Perse produisent par tirage une ventilation naturelle.³ Dans la Rome antique, des volets suffisaient à fermer les fenêtres : l'air circulait librement dans le bâtiment grâce aux écarts de pression entre l'intérieur et l'extérieur.³

Pourquoi la ventilation est devenue un sujet technique. Dans les régions froides, on a remplacé les volets de bois par des éléments translucides, puis par du verre, pour se protéger du froid et garder la chaleur des foyers.³ De transformation en transformation, on est arrivé au châssis de fenêtre moderne.³ En améliorant les fermetures, les matériaux et leur mise en œuvre, les bâtiments sont devenus plus étanches à l'air.³ La ventilation s'est alors trouvée associée au chauffage, car les deux semblent s'opposer : on veut garder la chaleur, mais il faut aussi renouveler l'air.³

Raisonne avec un bâtiment très étanche : s'il n'y a plus de fissures, plus d'ouvertures, plus de courant d'air spontané, l'air neuf n'entre plus tout seul. Il faut donc le prévoir : c'est le travail d'une installation de ventilation conçue et réglée.

Un lien important unit la ventilation et le chauffage : la combustion a besoin d'air. Dans les chaudières, les ventilateurs assurent le renouvellement de l'air qui sert de comburant à la combustion.⁴

Le comburant est ce qui permet au combustible de brûler. Sans assez d'air, la flamme n'a plus ce qu'il lui faut pour brûler correctement. Si le ventilateur manque ou s'il est trop petit pour la chaudière, le manque d'air peut entraîner une combustion incomplète, et donc un danger : l'intoxication au monoxyde de carbone.⁴

En été, un ventilateur donne une sensation de fraîcheur. La raison est précise : le courant d'air facilite l'évaporation de la transpiration et rend la température de la pièce plus homogène.⁴ Pourtant, il ne fait pas baisser la température de l'air, car ses éléments moteurs dégagent eux-mêmes un peu de chaleur.⁴

C'est pourquoi le même courant d'air n'a pas le même effet selon le temps. En été, il rafraîchit les personnes en accélérant l'évaporation de la transpiration. Par temps froid et humide, il les refroidit encore davantage.⁴

Un ventilateur est donc un outil à bien situer : il agit sur la sensation des personnes, pas sur la température mesurée par un thermomètre. Si un client te demande si un ventilateur peut remplacer la climatisation, tu peux répondre que non : le ventilateur déplace l'air, tandis que la climatisation traite l'ambiance. Il reste utile pour brasser et rendre la température homogène.

Pour parler d'une installation de ventilation, on compare toujours deux grandeurs : la taille du local et la quantité d'air déplacée. Les définitions suivantes sont celles qu'on utilise pour les calculs de ce cours.

Se renouveler l'air est un souci très ancien. L'éventail, inventé en Chine, figure parmi les plus vieux outils de ventilation : agité, il envoie un souffle frais.³ En Perse, des tours à vent captent le tirage et assurent depuis des siècles une aération sans machine.³

On attribue à Hippocrate, au Ve siècle avant notre ère, le premier recours connu à une ventilation artificielle, lors d'une épidémie à Athènes.³ L'idée : allumer de vastes feux dans la cité pour créer un appel d'air.³ La méthode demandait une quantité énorme de combustible, pour un effet limité à de petits espaces.³

En 1556, juste après la mort de Georgius Agricola, paraît à Bâle son ouvrage De re metallica, consacré aux mines. On y trouve les procédés d'aération de l'époque, par exemple le soufflet et le ventilateur rotatif.³ Vers le milieu du XVIIIe siècle, la ventilation devient une science et étudie les espaces confinés, bâtiments compris.³

Quant au ventilateur électrique, il apparaît entre 1882 et 1886.⁴ Il s'est ensuite perfectionné et équipe aujourd'hui de nombreux appareils, domestiques comme industriels.⁴