FR2927341A1

FR2927341A1 - Systeme aeraulique d'assainissement pour la rehabilitation durable des batiments anciens comportant des murs humides.

Info

Publication number: FR2927341A1
Application number: FR0800660A
Authority: FR
Inventors: Marc Serge Noel
Original assignee: Individual
Current assignee: Aeraulec Fr
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2009-08-14
Anticipated expiration: 2028-02-08
Also published as: FR2927341B1

Abstract

Système aéraulique d'assainissement pour la réhabilitation durable des bâtiments anciens comportant des murs humides.L'invention concerne un système aéraulique qui permet de s'affranchir complètement de l'insalubrité créée par les murs humides tout en conservant les bienfaits qu'apporte aussi la présence d'humidité dans les murs des bâtiments anciens.A l'intérieur des locaux, l'humidité venant des murs reste contenue dans des espaces d'assainissement de faible épaisseur aménagés entre chaque mur humide et une séparation étanche. Cette humidité est chassée en renouvelant la totalité de l'air humide dans chaque espace d'assainissement par de l'air neuf prélevé à l'extérieur. Une conduite de soufflage de l'air neuf est placée sur le sol et une conduite d'aspiration de l'air humide est placée sous le plafond, chacune d'elles comportant des petits trous régulièrement espacés. Le soufflage s'effectue avec des jets d'air qui chassent efficacement l'humidité sur le bas des murs. Ce balayage de l'air humide est réalisé périodiquement de manière uniforme dans chaque espace d'assainissement.Ainsi, tous les matériaux d'isolation thermique et de parement qui recouvrent les séparations étanches restent totalement protégés de l'humidité des murs. L'assainissement est assuré définitivement dans les locaux qui peuvent alors être aménagés avec confort. Le fonctionnement des murs humides étant conservé, leur équilibre hygroscopique est préservé et la pérennité des bâtiments est assurée. Par temps chauds, lors des canicules, la présence d'humidité maintenue dans les murs continue de procurer des rafraîchissements par évaporation ressentis à l'intérieur des locaux concernés.

Description

L'invention concerne un système aéraulique d'assainissement pour la réhabilitation durable des locaux comportant des murs humides qui permet de s'affranchir complètement de l'insalubrité créée par ces murs humides pour rendre ces locaux confortables tout en conservant les bienfaits qu'apporte aussi la présence d'humidité dans les murs des bâtiments anciens. L'humidité dans les immeubles anciens et ses nombreuses conséquences défavorables, en particulier pour l'habitat, est un sujet bien connu, tant pour ses diverses causes que pour les désordres et inconvénients qu'elle produit. Ce sujet est largement traité depuis longtemps dans de nombreux livres et articles de revues qui renseignent sur les différents procédés connus permettant soit de supprimer les causes de l'humidité dans les bâtiments quand cela est possible, soit de remédier aux désordres et inconvénients produits. Dans les cas d'humidité des murs provenant de remontées d'eau du sol, différents remèdes connus sont couramment préconisés. Il s'agit, quand c'est possible, d'empêcher l'eau d'atteindre les fondations ou les murs enterrés ou encore de créer des barrières étanches destinées à empêcher l'eau de remonter dans les murs par capillarité. Les moyens correspondants mis en oeuvre sont alors le drainage, de diverses façons, ou la coupure franche de capillarité dans les murs qui peut aussi être réalisée de différentes façons, ces moyens nécessitant toujours d'importants travaux. Des moyens agissant aussi à long terme sont également utilisés en vue d'assécher les murs comme, par exemple, l'implantation, dans les murs de drains agissant comme siphons atmosphériques d'assèchement ou, selon le même principe et pour accroître l'efficacité, de dispositifs comportant chacun une petite turbine d'extraction d'air chargé d'humidité. D'autres moyens exploitent les principes de l'électro-osmose, passive ou active, et/ou de l'électrophorèse. D'autres moyens encore consistent à créer un contre-champ électromagnétique destiné à réaliser la dépolarisation électrique des murs pour s'opposer à la remontée de l'eau. Pour les moyens connus présentés ci-dessus, il existe sur le marché une offre commerciale très abondante. Mais chacune des diverses solutions proposées à ses propres contraintes de pose ou d'installation qui conditionnent sa mise oeuvre et restreignent son champ d'application. En particulier, lorsqu'il est impossible d'accéder à la face externe des murs à traiter, le choix des solutions offertes se trouve limité. En outre, les solutions proposées nécessitent le plus souvent des travaux importants, donc très onéreux. Alors, à défaut de pouvoir supprimer l'humidité des murs produite par les remontées d'eau du sol pour des raisons techniques ou économiques, il faut s'orienter vers une autre voie pour s'affranchir des désordres et inconvénients produits par cette humidité indéfectible. Divers moyens de protection sont proposés mais il apparaît à l'usage que tous ne sont que des pis-aller, n'offrant chacun, au mieux, qu'un remède provisoire non satisfaisant. Le principe de la protection consiste à recouvrir les murs humides, soit au moyen d'un produit en feuille directement appliqué sur les murs pour constituer un écran étanche à l'humidité, soit au moyen d'une paroi ou contre cloison un peu espacée des murs humides. Dans les deux cas, en variante, une amélioration peut être apportée en permettant une certaine circulation naturelle d'air entre mur et écran, ce qui a pour effet de prolonger la durée de la protection assurée par ces éléments en retardant la dégradation inéluctable produite par l'humidité ambiante. Mais c'est alors au détriment du confort que procure l'étanchéité totale d'un écran puisque cette circulation d'air s'effectue, dans les diverses dispositions connues, au moins en partie dans les locaux concernés. Ces solutions non durables permettent seulement de masquer pendant la durée de leur tenue les traces disgracieuses d'humidité qui affectent les murs eux-mêmes (moisissures, salpêtre) et de fournir ainsi un support temporaire pour la décoration des locaux. Ces solutions, qualifiées de "cache-misère", sont donc à éviter ( Jean-Luc SALAGNAC, ingénieur au CSTB, Humidité et Bâtiment, Revue Technique du Bâtiment et des Constructions Industrielles N° 232). Depuis quelques années, certains auteurs font ressortir dans des articles de revues, que maintenir la présence d'humidité dans les murs des anciens bâtiments n'a pas que des inconvénients. Elle est même reconnue indispensable pour assurer la pérennité de certains bâtiments anciens. En effet, compte tenu de la nature des matériaux employés dans leur construction, il est maintenant reconnu que l'assèchement de ces vieux murs conduirait à provoquer prématurément leur effondrement. Le système aéraulique d'assainissement selon l'invention permet de chasser efficacement, à l'intérieur des locaux concernés, l'humidité contenue dans un espace clos de faible épaisseur aménagé entre chaque mur humide et une séparation étanche devant laquelle pourra être montée toute paroi qui restera alors durablement saine puisque totalement protégée de l'humidité du mur qu'elle recouvre. Le système selon l'invention permet donc de s'affranchir complètement de la présence de l'humidité des murs puisqu'à l'intérieur du local qu'il équipe aucune surface murale humide ne pourra réapparaître. La chasse de l'humidité entre mur et séparation étanche s'effectue en renouvelant périodiquement, dans cet "espace d'assainissement", la totalité de l'air qui s'y est chargé d'humidité par de l'air neuf prélevé à l'extérieur des locaux. La chasse consiste à rejeter à l'extérieur l'air humide extrait par aspiration et à le remplacer avec de l'air neuf par soufflage de telle sorte qu'un balayage soit réalisé en tout point de l'espace d'assainissement. La remontée d'eau dans les murs étant un phénomène à évolution lente, il apparaît par expérience qu'en effectuant un balayage quotidien les résultats obtenu sont excellents. La Figure 1 montre le principe de la disposition des éléments du système selon l'invention placés sur un mur humide (1), entre le sol (9) et le plafond (10) d'un local insalubre à réhabiliter. L'espace d'assainissement (7) se situe entre la surface du mur et la séparation étanche (2) recouverte de la paroi (8). Dans cet espace, une conduite (3) comportant des petits trous de soufflage (5) est placée sur le sol et une conduite (4) comportant des petits trous d'aspiration (6) est placée sous le plafond. La surpression dans la conduite de soufflage est telle qu'à chaque trou il se forme un jet d'air. Avec l'ensemble de ces jets, régulièrement espacés et disposés sur la conduite comme le montre la Figure 1, l'évacuation de l'air humide s'effectue de manière uniforme dans tout l'espace d'assainissement grâce à deux phénomènes complémentaires connus: l'effet Coanda et le phénomène d'induction. Lorsque l'axe d'un jet d'air est parallèle à une paroi et très proche d'elle, une partie de l'air situé entre ce jet et la paroi est aspiré. Il apparaît une chute de la pression statique près de la paroi et le jet va tendre à se plaquer sur la surface de cette paroi: c'est l'effet Coanda, souvent utilisé dans les domaines de la ventilation et de la climatisation des locaux. Une application bien connue de cet effet est le désembuage des pare-brises à l'intérieur des véhicules. Dans la configuration du système selon l'invention, les surfaces du mur et de la séparation étanche de l'espace d'assainissement sont très proches l'une de l'autre et l'effet Coanda des jets d'air situés entre elles est double puisqu'il s'exerce alors simultanément sur chacune de ces deux surfaces. L'air neuf de chaque jet s'épanouit dans l'espace d'assainissement et entraîne l'air humide avec lequel il se mélange: c'est le phénomène d'induction du jet également très utilisé dans le domaine de la ventilation. La conjugaison de ces deux phénomènes créés par les jets assure efficacement le balayage de l'humidité du bas de l'espace d'assainissement et la pousse, mélangée à l'air neuf, vers le haut de cet espace. L'extraction de ce mélange s'effectue par l'ensemble des trous d'aspiration en correspondance avec les trous de soufflage. Le système selon l'invention repose sur la dualité du soufflage et de l'aspiration pour réaliser un balayage satisfaisant de l'espace d'assainissement. A chaque trou de soufflage de débit d'air neuf q, il correspond un trou identique d'aspiration d'air humide de même débit q, la surpression AP, régnant dans la conduite de soufflage ayant même valeur absolue que la dépression AP régnant dans la conduite d'aspiration. Ainsi, avec N trous de soufflage et N trous d'aspiration identiques et de débit q, le soufflage et l'aspiration auront chacun un débit total de valeur Qt = N q. Ce débit total Qt est celui que devront respectivement fournir les ventilateurs de soufflage et d'aspiration de l'installation. Dans cet exposé simplifié du principe, les pertes de charge des canalisations et les pressions dynamiques n'ont pas encore été considérées mais elles le seront par la suite dans la description détaillée du système selon l'invention. Le balayage uniforme de la surface des murs est obtenu, par exemple, avec un espacement régulier d d'environ 0,5 m entre les trous de soufflage et d'aspiration dont le diamètre t est de l'ordre de 5 mm. La vitesse moyenne vi de l'air à la base des jets est: vi =(2Ps/p)'/2 Ps est la pression statique dans la canalisation, p = 1,293 kg.m-3 est la masse volumique de l'air (à 0 °C ).

Le débit q en chaque trou de soufflage et d'aspiration est: q = k s vi, où k est un coefficient et s = (Ir t2)/4 est l'aire du trou de diamètre t, q = k s ( 2 Ps/p )''2 Soit: q 1,2 10-5 Ps'/2 , pour k 0,5 et t = 5 10-3 m (s 2.10-5 m2). Pour que le balayage soit uniforme partout, il faut que la valeur de q soit la même en chaque trou. Cette condition nécessite que la pression statique Ps, qui produit les jets, soit constante en tout point des réseaux de soufflage et d'aspiration. Or il est connu que les pertes de charge font chuter Ps au long des canalisations. Mais, dans le système selon l'invention, on verra ci-après que, Ps variant peu tout au long des canalisations, les variations relatives Aq/q de q sont très faibles et le balayage est réalisé quasi-uniformément partout dans les espaces d'assainissement. Les circuits de soufflage et d'aspiration sont définis en fonction de la configuration des locaux à équiper. Ils peuvent comporter des branches simples, des branches ramifiées, des boucles. Les branches simples et ramifiées s'appliquent aux cas d'un seul mur ou de plusieurs murs humides attenants, elles sont donc fermées en extrémité(s). Une branche simple dont les deux extrémités sont reliées au ventilateur constitue une boucle. Les boucles " périmétriques " s'appliquent aux cas des locaux qui ont tous leurs murs humides. Une structure de réseau en étoile avec des branches simples courtes et des boucles est préférable à une structure arborescente à branches ramifiées pour réduire les pertes de charge comme on le verra ci-après. Les caractéristiques internes des canalisations sont choisies pour limiter leurs pertes de charge régulières: diamètres D suffisants et paroi interne lisse. Des pertes de charge singulières sont à ajouter pour les changements de direction et les coudes que comportent nécessairement chaque réseau. Le calcul des pertes de charge dans les réseaux de canalisations de distribution des fluides est bien connu des spécialistes lorsqu'il s'agit de canalisations non perforées. Mais dans le cas du système selon l'invention, les canalisations des réseaux à réaliser comportent des tronçons perforés Tp pour le soufflage et pour l'aspiration et des tronçons non perforés Tn pour les raccorder aux ventilateurs. Les calculs des réseaux aérauliques du système selon l'invention comportent donc de ce fait des particularités qui sont examinées ci-après.

Les pertes de charge régulières dans les canalisations relatives à l'écoulement des fluides réels dans les conduites sont calculées au moyen des formules suivantes de l'aéraulique: APs/AL =(Xpv2)/(2 D), en Pa .m Ps est la pression statique dans la canalisation, L est la longueur de la canalisation, APs/AL est la perte de charge linéaire (Pa . m'), X est le coefficient de perte de charge, p = 1,293 kg.m-3 est la masse volumique de l'air (à 0 °C ), v est la vitesse moyenne de l'air dans la canalisation, D est le diamètre intérieur de la canalisation. = 18,5 10-6 est la viscosité dynamique de l'air Re = (p v D) / rl est le nombre de Reynolds. Dans notre cas, les conduites sont lisses intérieurement et 2000 < Re < l Os. L'écoulement est turbulent et 7v est donné par la corrélation de Blasius: X = 3264 Re-o,25 En partant de ces formules générales, on obtient la perte de charge APs/AL pour un débit Q donné: APs/AL = 0,2414 110,25 p°'75 D-4,75 Q1'75 ,enPa.m Soit: APs/AL = KD Q''75 , avec KD = 0,2414 0 2s po'75 D 4,7s 71 ' , pour le diamètre D. Considérons d'abord le cas d'une branche simple b de soufflage, horizontale et ne comportant pas de coude pour simplifier le début de la présentation. La canalisation comporte deux parties: un tronçon non perforé Tn de raccordement au ventilateur, de longueur Ln, et un tronçon Tp perforé, de longueur Lp, qui assure le soufflage. Dans la canalisation, la pression totale Pt est la somme de la pression statique Ps et de la pression dynamique Pd = p (v2/2) liée à la vitesse v d'écoulement de l'air. Dans le tronçon Tn, le débit Q est constant et Q = Qb. Puis dans le tronçon Tp le débit Q diminue au passage de chaque trou, jusqu'à s'annuler à l'extrémité fermée, et la vitesse moyenne v de l'air y diminue proportionnellement. La pression Pd diminue donc au passage de chaque trou de Tp et, de ce fait, la pression Ps bénéficie d'un regain correspondant. C'est grâce à ce phénomène de regain que Ps varie peu au long de Tp, qu'ainsi les variations de la valeur du débit q en chaque trou sont très réduites sur une longueur importante de Tp et qu'alors un balayage uniforme est obtenu comme indiqué ci-dessus. Le débit Q est calculé successivement pour chaque élément de Tp de longueur d entre les trous successifs à partir de l'extrémité fermée en tenant compte de la variation du débit de l'air au passage de chaque trou. La variation APs; de Ps pour l'élément i de longueur d entre le trou n°(i û 1) de débit q(i_1) et le trou n° i de débit q; est: APs;=KD Q;'.75d-p/S2(Q;q;+q;2/2)=Psi-Ps(i_i) avec: i = 0,1,2, jusqu'à i = Lp / d S = D2/4 est la section interne de la canalisation, de: q = k s ( 2 Ps/p ) 1' , établi ci-dessus on déduit: Psi = c q; 2 et Ps(;_i) = c q(,_l) 2 , avec: c = 0,5 p (k s)2 et: c = (1,2 10-5 ).2 lorsque k 0,5 et t = 5 10-3 m, comme dans l'exemple ci-dessus, Q. = (qo + q~ + .... + qr-> >), et finalement on obtient: (c + p/2S2) q; 2 + (p/S2 Q; ) q;û (c q(I-1)2 + KD Q; 1,75 d) = 0 La résolution de cette équation pour les valeurs successives de i = 1, jusqu'à i = Lp / d, permet d'obtenir, à partir du débit qo choisi, le débit Qb dans la branche b. Il suffit ensuite de calculer Ps et Pd à l'entrée de Tp et d'y ajouter la perte de charge Pn de Tn pour connaître la pression totale Pt = Ps + Pd + Pn qu'il faut appliquer à l'entrée de cette branche b pour obtenir le débit Qb. Avec un tableur, il est facile d'établir des tableaux de valeurs donnant directement, pour les paramètres choisis et pour chaque diamètre D de canalisation, les résultats des calculs de q;, Qi, Pn et Pt en fonction des valeurs de Lp et Ln. Ces résultats peuvent aussi avantageusement être présentés sous la forme d'abaques donnant directement par simple lecture toutes les valeurs cherchées de débits, de pressions et de pertes de charges. Les figures 2 et 3 montrent par exemple des abaques relatifs aux branches simples pour lesquelles: D = 33 10-3 m, d = 0,5 m , t = 5 10-3 m , qo = 0,8 10-3 m3.s-'.

L'abaque de la figure 2 donne directement la valeur de Pt en fonction des longueurs Lp et Ln de la branche considérée. L'abaque de la figure 3 donne la valeur du débit Qb en fonction de la longueur Lp de la branche considérée.

Exemples de telles branches simples: 1 e` cas: Lp = 10 m et Ln = 4 m, Pt 5,4 kPa, Qb = 17 10-3 m3. s ' . La puissance aéraulique correspondante est: Pt Qb 92 W 2éme cas: Lp = 20 m et Ln = 4 m, Pt 10,6 kPa, Qb = 35,5 10-3 m3.s-' . La puissance aéraulique correspondante est: Pt Qb z' 376 W Ces résultats incitent à transformer une branche simple longue en boucle si l'on veut limiter la valeur de Pt pour réduire la puissance du ventilateur. Lorsque, de chaque côté de Tp, les tronçons Tnl et Tn2 de raccordement au ventilateur sont de longueurs égales (Lnl = Ln2 = Ln), la boucle est symétrique (Ln + Lp + Ln). La pression Pt à l'entrée de la boucle est alors égale à celle d'une branche simple (Ln + Lp/2). Le débit dans la boucle est le double de celui de (Ln + Lp/2). La boucle est équivalente à deux branches simples (Ln + Lp/2) réunies à leur extrémité fermée. Dans le 2eme cas de l'exemple ci-dessus, la transformation de la branche simple (Ln = 4 m + Lp = 20 m) en une boucle (Ln = 4 m + Lp = 20 m + Ln = 4 m), permet de limiter Pt à celle d'une branche simple (Ln = 4 m + Lp = 10 m). Pour cette boucle, on a alors: Pt 5,4 kPa, Qb = 34 10-3 m3.s ' et Pt Qb 184 W. Lorsque, de chaque côté de Tp, les longueurs Lnl et Ln2 des tronçons Tnl et Tn2 de raccordement au ventilateur sont inégales, la boucle est dissymétrique. Le calcul exact de Pt aux entrées de la boucle n'a pas de solution analytique simple. Mais on démontre que cette boucle est pratiquement équivalente à deux branches simples identiques de longueur Lp/2 pour le tronçon perforé et (Ln1+Ln2)/2 pour le tronçon non perforé, ce qui permet alors de déterminer facilement, avec une excellente approximation, la valeur de Pt aux entrées de la boucle. La boucle (Lnl = 2 m + Lp = 20 m + Ln2 = 6 m) est ainsi assimilée à deux branches simples telles que: (Ln = 4 m + Lp = 10 m) pour lesquelles le tableau des valeurs donne: Pt 5,4 kPa. A partir de cette valeur, on trouve directement sur les abaques donnant les valeurs de Pt et Qb pour les branches simples que la boucle est en réalité équivalente aux deux branches (Lnl = 2 m + Lpl = 11,5m) et (Ln2 = 6 m + Lp2 = 8,5 m) réunies, avec: Qb = 34 10"3 m3.s-', doù: Pt Qb 184 W.

Aux valeurs de Pt calculées ci-dessus qui comprennent les pertes de charge régulières il faut maintenant ajouter les pertes de charge singulières, en particulier celles de tous les coudes insérés en différents points dans chaque branche ou boucle du réseau. Avec un tableur, il est facile d'établir des tableaux de valeurs et des abaques donnant, pour chaque canalisation de diamètres D, les résultats des calculs de pertes de charge singulières des différents types de coudes utilisés en fonction du débit d'air qui les traverse. Par simple lecture des tableaux de valeurs ou des abaques on obtient alors directement la valeur de la perte de charge de chaque coude placé en un point donné d'une branche ou d'une boucle en fonction du débit en ce point.

La figure 4 montre par exemple un abaque qui donne la perte de charge P90 de coudes à 90° pour des canalisations de diamètre D = 33 10"3 m et qui ont pour rayons de courbure: r = 2 D et r = 5 D. Dans un tronçon Tp, chaque coude introduit une variation de Ps égale à sa perte de charge. Quelle variation de débit des jets d'air en résulte-t-il? Un exemple d'application va 15 permettre d'élucider cette question. Considérons donc une boucle périmétrique symétrique Bps (Ln = 4 m + Lp = 20 m + Ln = 4 m), avec un diamètre de canalisation D = 0,033 m, d = 0,5 m, t = 5 10"3 m, qo = 8 10-4 m3.s-', et comportant: 20 - quatre coudes C2, à 90° et à rayon de courbure r = 2 D, placés sur Tp à 7,5 m et 2,5 m de chacune de ses deux extrémités. Compte tenu du débit en ces points, les pertes de charge de ces coudes sont respectivement de 4,7 Pa et 33,5 Pa. Les variations de débit des jets dues à la présence de ces coudes sont alors successivement de 0,057 % et 0,34 % au passage de chacun d'eux dans le sens croissant du débit. Le calcul complet indique que 25 l'augmentation correspondante du débit Qb de la boucle est de 0,13 %, ce qui est négligeable, - trois coudes C5, à 90° et à rayon de courbure r = 5 D, placés sur chaque Tn. Ils sont traversés par le même débit Qb. Les pertes de charge sur Tn sont de 35,6 Pa par coude et sans incidence sur le débit Qb. 30 En ce qui concerne la pression Pt à l'entrée de la boucle, les pertes de charge Pc à ajouter pour tous les coudes sont donc: Pc = 4,7 + 33,5 + 3 x 35,6 = 139 Pa. En pratique, la prise en compte des coudes consiste donc simplement à ajouter leurs pertes de charge Pc, comme cet exemple le montre, à la pression Pt calculée précédemment pour la branche ou la boucle sans coude. Quant à la valeur du débit Qb de la branche ou de la boucle sans coude calculée précédemment, elle reste pratiquement inchangée. Pv = Pt + Pc est la pression à appliquer à l'entrée de la branche ou de la boucle pour obtenir le débit Qb qui assurera le balayage prévu. C'est la pression totale que le ventilateur 5 doit fournir. Dans l'exemple ci-dessus, on a: Pv = Pt + Pc = 5391 + 139=5530 Pa etQb=0,034m3.s'. La puissance aéraulique à fournir pour cette boucle est donc: Pv Qb = 188 W. La puissance électrique correspondante absorbée par le ventilateur, avec un rendement du moteur d'environ 50 %, est alors d'environ 400 W. 10 L'uniformité du balayage est caractérisée par la variation relative Aq/q du débit des jets d'air tout au long des tronçons perforés Tp. Des calculs effectués, pour chaque diamètre D, en fonction de leur longueur Lp, il ressort en particulier les quelques repères utiles suivants pour faciliter l'établissement d'avant projets de réseaux. Pour les branches simples, avec d = 0,5 m, t = 5 10-3 m et qo = 8 104 m3.s-', les 15 valeurs de Aq/q (%) en fonction de Lp (m) sont: - pour D = 0,033 m: Aq/q = 10 % pour 13,5 m, 20 % pour 17 m, 30 % pour 20 m, - pour D = 0,040 m: Aq/q = 10 % pour 18,5 m, 20 % pour 23,5 m, 30 % pour 27,5 m, - pour D = 0,052 m: Aq/q = 10 % pour 28,5 m, 20 % pour 36,5 m, 30 % pour 42.5 m. Et les pressions Pt (kPa) qui correspondes à ces valeurs de Lp sont: 20 - pour D = 0,033 m: Pt = 5,5 kPa pour 13,5 m, 6,7 kPa pour 17 m, 8,2 kPa pour 20 m, - pour D = 0,040 m: Pt = 5,4 kPa pour 18,5 m, 6,6 kPa pour 23,5 m, 8 kPa pour 27,5 m, - pour D = 0,052 m: Pt = 5,3 kPa pour 28,5 m, 6,5 kPa pour 36,5 m, 7.8 kPa pour 42.5 m. Pour les boucles, les valeurs de Aq/q et Pt sont les mêmes que ci-dessus pour des longueurs Lp doubles de celles des branches simples. On a par exemple pour D = 0,052 m: 25 Aq/q = 10 % et Pt = 5,3 kPa pour Lp = 57 m. Rappelons que, pour les circuits d'aspiration, le calcul des dépressions est identique à celui des surpressions présentés ci-dessus pour les circuits de soufflage. Tous les éléments nécessaires aux calculs des réseaux aérauliques du système selon l'invention sont donc définis ci dessus. Ces calculs sont faciles à réaliser au moyen des 30 tableaux de valeurs et des abaques préétablis pour les canalisations des différents diamètres D tels que ceux des exemples présentés sur les figures 2, 3 et 4 pour D = 0,033 m. Pour la réhabilitation d'un bâtiment, en fonction du nombre de ses pièces et de leurs dimensions, différentes configurations de réseaux peuvent être choisies. Dans chaque cas, il s'agit d'assurer un balayage uniforme de tous les murs humides concernés dans le bâtiment avec une faible puissance électrique absorbée par les ventilateurs du (ou des) réseau(x) du système. On cherchera donc à minimiser les valeurs des pressions que les ventilateurs doivent fournir. Les quelques exemples de valeurs donnés ci-dessus ont été choisis pour montrer qu'il est aisé de trouver des solutions pour uniformiser le balayage avec de faibles variations relatives Aq/q et minimiser les puissances absorbées par un choix judicieux des canalisations à utiliser. La durée Db du balayage est déterminée pour éliminer au mieux l'humidité dans l'espace d'assainissement. C'est-à-dire pour qu'à la fin de l'opération la valeur d'humidité absolue Hi(t), variable en fonction du temps t, de l'air contenu dans l'espace d'assainissement soit proche de la valeur d'humidité absolue He de l'air neuf. He, qui est fonction des conditions météorologiques, est supposée constante pendant la durée Db, brève, de chaque balayage. Par définition, Hi(t) et He sont les masses d'eau contenues par unité de masse d'air. La masse totale d'eau E(t) contenue, à l'instant t, dans l'espace d'assainissement de volume V est: E(t) = p V Hi(t), p étant la masse volumique moyenne de l'air. Le soufflage et l'aspiration ayant chacun un débit total de valeur Q, la masse d'eau AE(t) extraite pendant le temps At au cours d'un balayage est: AE(t) = [û p Q Hi(t) + p Q He] At et pour At û* dt, on a: AE(t) û* dE(t) = d[p V Hi(t)] d'où: d[p V Hi(t)] = [û p Q Hi(t) + p Q He] dt soit: dHi(t) / dt + QN Hi(t) = QN He La solution de cette équation différentielle est: Hi(t) = He + [Hi(0) û He] exp (- Q t / V) dans laquelle Hi(0) est la valeur initiale d'humidité absolue à l'instant t = 0 de début du 25 balayage. Il en résulte en particulier que l'on obtient Hi(t) He pour (Q t / V) > 5. C'est-à-dire qu'il suffit d'insuffler et extraire 5 fois le volume V pour réaliser un balayage tant que Hi(0) reste inférieure à la limite de saturation, ce qu'un balayage quotidien permet d'assurer. La durée minimale du balayage est alors: Db = 5 V / Q. Dans le cas, par 30 exemple, d'un local équipé du système selon l'invention avec une surface des murs humides de 80 m2, un espace d'assainissement de 3 cm et un débit Q de 0,068 m3.s-t, la durée minimale du balayage est: Db = 5 x ( 80x 0.03) / 0.068 180 s, soit 3 mn. 11 A chaque balayage, la température de l'air contenu dans l'espace d'assainissement varie de la valeur initiale To à la valeur finale Tf . Selon les cas, la variation de chaleur correspondante AC dans l'espace d'assainissement sera soit une perte de chaleur (si Tf < To), soit un apport de chaleur (si Tf > To): AC = cp p V (Tf -To), cp étant la capacité calorifique massique de l'air à pression constante. Dans le cas de l'application numérique considérée ci-dessus, on obtient: IACI = 1,005.103 x 1,29 x (80x0,03) x ITf - Toi (J ) Pour ITf -Toi =10 K par exemple, 'AC I = 8,6 Wh par balayage, soit une consommation annuelle négligeable puisque, même avec 200 jours de chauffage, elle 10 n'excède pas 2 kWh. Le dessin en perspective de la figure 5 montre, dans un cas d'application du système d'assainissement selon l'invention, le principe de la disposition des éléments d'une partie de l'installation dans un bâtiment. Dans le grenier: 15 - une canalisation (11) pour l'entrée de l'air neuf et un ventilateur (12) de soufflage, - une canalisation (13) pour la sortie de l'air humide et un ventilateur (14) d'aspiration, - un programmateur horaire (15) pour commander la marche des ventilateurs. Dans une pièce en ré de chaussée: - des canalisations de soufflage de l'air neuf formant une boucle périmétrique (16), 20 - des canalisations d'aspiration de l'air humide formant une boucle périmétrique (17), - des supports intercalaires appropriés (18), posés verticalement sur les murs, sur lesquels sera fixée la séparation étanche qui fermera l'espace d'assainissement. Les canalisations de soufflage sont posées au niveau du sol sur les murs humides du local et les canalisations d'aspiration sont posées au niveau du plafond. Toutes les 25 canalisations, les coudes, C5 (19) et C2 (20), et les éléments de fixation aux murs sont en matière plastique pour résister sans dommage à l'humidité. Et comme ces composants en matière plastique seront protégés des rayonnements lumineux et ultraviolets, leur pérennité est assurée. Soufflage et aspiration sont produits dans ce cas d'application par les boucles 30 périmétriques (16) et (17) semblables à la boucle Bps considérée dans l'exemple présenté ci-dessus: (Ln = 4 m avec 3 coudes C5 + Lp = 20 m avec 4 coudes C2 + Ln = 4 m avec 3 coudes C5).

Supposons que cette installation concerne également une pièce contiguë (21) de mêmes dimensions, équipée elle aussi avec des boucles périmétriques et que, pour simplifier la présentation, les 4 boucles de ce système soient identiques à la boucle Bps. Dans ce cas, les 2 ventilateurs de l'installation ont chacun à fournir un débit Q = 0,068 m3.s-1 avec Pv 5,5 kPa, soit une puissance aéraulique Pv Q 400 W. Pour un rendement d'environ 50 % de leur moteur électrique, la puissance absorbée A par les deux ventilateurs du système est: A = 2 [( Pv Q) / 0,5)] 1600 W. Avec une surface des murs humides de 80 m2 et un espace d'assainissement de 3 cm, la durée minimale du balayage est, selon l'exemple présenté ci-dessus: Db 180 s, soit 3 mn. La consommation annuelle d'énergie Ea pour les deux ventilateurs du système est: Ea = 365 [(A Db) / 3600] 30 kWh. Le coût correspondant est donc très faible. Selon les cas d'application, les éléments installés ci-dessus dans le grenier peuvent aussi bien être situés en tout autre endroit du bâtiment afin d'optimiser l'installation du système en fonction de la configuration des locaux à réhabiliter et des conditions particulières à satisfaire. Dans les calculs précédents, la pression de pesanteur (p.g.Az) relative à la différence de cote Az entre les canalisations de soufflage ou d'aspiration et les ventilateurs correspondants n'a pas été prise en compte car cette pression est toujours très faible et peut donc être négligée dans le cadre du système selon l'invention. En effet, pour Az = 3 m par exemple, elle est de 38 Pa, ce qui est négligeable par rapport aux valeurs de Pv calculées ci-dessus. Pour les réseaux de distribution de fluides du bâtiment et de l'industrie, des logiciels de calcul sont maintenant disponibles sur le marché. Ils permettent d'effectuer simplement et rapidement les calculs du dimensionnement des diverses canalisations et des valeurs des pertes de charge, des débits, et des vitesses des fluides. De même, pour le système aéraulique selon l'invention, un logiciel spécifique sera avantageusement développé pour effectuer de manière automatique tous les calculs définis ci dessus. Ce logiciel permettra alors d'obtenir tous les résultats de calculs nécessaires pour établir encore plus simplement et plus rapidement les projets de réseaux du système selon l'invention pour toutes ses applications. Après l'installation de toutes les canalisations, un essai en soufflage de chaque réseau permet de réaliser le contrôle de son fonctionnement. Il suffit de vérifier avec un anémomètre que le soufflage est bon à chaque trou. En fait, un simple moulinet à vent bien utilisé suffit. Ce contrôle révèle tout défaut de réalisation et permet d'y remédier avant de poser la séparation étanche. C'est avec une toile plastique fixée sur les supports intercalaires appropriés (18) que l'on réalise la séparation étanche (2) qui ferme chaque espace d'assainissement (7). Cet espace fermé constitue alors une interface inaltérable qui assure, pour l'humidité, un découplage total et définitif entre les murs et l'intérieur des locaux. Grâce à cette interface inaltérable, et en association avec elle, on peut alors avantageusement réaliser, selon les besoins, une isolation thermique et une isolation phonique intérieures qui resteront durablement saines et amélioreront le confort des locaux.

Pour l'isolation thermique des murs, la présence de la lame d'air de l'espace d'assainissement apporte sa propre contribution. Pour une épaisseur de 3 cm de l'espace non ventilé, la résistance thermique (entre les balayages) est voisine de 1 m2 K/W, ce qui correspond à une épaisseur de 4 cm de laine de roche ou de laine de verre. Dans le cas, par exemple, d'un mur ancien pour lequel la résistance de l'isolation thermique requise est de 3 m2 I(/W, il suffit, avec le système selon l'invention, d'une épaisseur de 8 cm d'isolant. Sans l'espace d'assainissement du système, il aurait fallu 12 cm d'isolant et cet isolant aurait progressivement perdu son pouvoir d'isolation en se chargeant d'humidité avec les conséquences néfastes qui en résultent (ce qui se produit en quelques mois seulement dans des locaux très humides).

Pour l'isolation phonique des murs, la lame d'air de l'espace d'assainissement et l'isolant, thermique et/ou phonique, placé devant la séparation étanche, assurent à la fois un découplage et une absorption des sons entre le mur et la contre cloison ou les plaques de parement. C'est le principe bien connu des doubles cloisons, moyen le plus efficace pour s'opposer à la transmission des sons au travers des parois et des murs dans les locaux. La nature de l'isolant thermique et/ou phonique et son épaisseur sont bien sûr choisis en fonction de l'isolation phonique requise. La première réalisation du système selon l'invention a permis de réaliser avec succès en 2001 une salle de musique confortable dans un bâtiment ancien inutilisable auparavant à cause de son insalubrité inhérente à l'humidité de ses murs en briques poreuses. Aucune dégradation ne s'est produite depuis et le confort dans cette salle est toujours le même en 2008, ce qui prouve l'efficacité et la durabilité de cette réhabilitation. La mise en oeuvre du système selon l'invention s'effectue sans apporter de changement gênant pour le fonctionnement des murs anciens concernés. Aucun revêtement limitant l'évaporation n'étant appliqué en leur surface, leur structure capillaire est totalement respectée et leur équilibre hygroscopique n'est pas perturbé. Si les murs concernés nécessitent des réparations, leur réhabilitation est à faire dans le respect de la construction d'origine pour préserver impérativement cet équilibre hygroscopique. Ces conditions sont en plein accord avec les recommandations faites actuellement par les spécialistes de la réhabilitation durable qui préconisent de laisser "respirer" les murs pour préserver le fonctionnement et la santé des bâtiments anciens et assurer ainsi leur pérennité (Jean-Pierre OLIVA, Murs anciens, Laissez les respirer, Les quatre saisons du jardinage N° 139). Avec le système selon l'invention, laisser respirer les murs humides offre également l'avantage d'améliorer le confort intérieur des locaux lorsqu'il fait chaud. Un bienfait dont bénéficient les locaux humides est celui du refroidissement naturel que l'on ressent de manière flagrante en pénétrant dans de tels locaux lorsqu'il fait chaud. Le principe est le même que celui des récipients en terre cuite poreuse utilisés dans les pays chauds pour conserver fraîche l'eau qu'il contiennent. Le phénomène physique en jeu est bien connu, c'est la chaleur latente de vaporisation de l'eau à la surface des murs, ou du récipient, qui crée le refroidissement par échange thermique. Avant le développement des dispositifs de climatisation, il était habituel d'humidifier les sols et/ou l'air des locaux pour obtenir un rafraîchissement par évaporation dans ces locaux par temps de canicule. Mais l'inconvénient était alors que pour en bénéficier il fallait aussi supporter la gène due à l'importante humidité de l'air inhérente à cette pratique. Avec le système selon l'invention on profite d'un rafraîchissement sans cette gène puisqu'à l'intérieur du bâtiment le phénomène d'évaporation reste confiné dans l'espace d'assainissement. De même, la gène habituellement créée par la présence directe de la surface froide des murs dans les locaux humides n'existe pas non plus, ce qui est un élément de confort supplémentaire. Le rafraîchissement obtenu dépend de beaucoup de facteurs, les deux points mentionnées précédemment en font partie. Les phénomènes physiques en jeu sont nombreux et complexes et il s'y ajoute l'aspect physiologique. C'est notre système sensoriel qui apprécie l'importance du rafraîchissement ressenti dans un contexte donné. Il y a une similitude de principe avec les deux aspects du son: l'aspect physique, relatif aux sources sonores et aux milieux de propagation, et l'aspect physiologique, relatif à notre système auditif. La quantification objective du refroidissement obtenu dans des conditions données, qui s'exprimerait sous la forme d'une différence de température ne représente pas à elle seule le rafraîchissement ressenti. La composante subjective, variable selon les individus et les circonstances est importante.

Dans le cadre de la présente invention on s'est limité à constater le bien-être de la fraîcheur réellement ressentie lors des périodes de canicule dans les locaux avec murs humides équipés du système selon l'invention alors qu'une chaleur difficile à supporter régnait partout ailleurs dans l'habitat non équipé de moyens spécifiques pour s'en affranchir. Une comparaison rigoureuse est difficile à réaliser brièvement puisque chacun des nombreux paramètres en jeu est susceptible à lui seul de biaiser les observations faites: exposition et ensoleillement des locaux, inertie des murs, leur isolation thermique, ventilation interne... Mais, après plusieurs années, le résultat de la comparaison faite tout au long des étés est indéniablement en faveur des locaux dotés du système selon l'invention. Les rafraîchissements ressentis sont bien sûr plus faibles que ceux que peuvent produire les installations de climatisation. Mais le respect de l'environnement est assuré: énergie consommée négligeable et pas de risque de rejets de gaz polluant dans l'atmosphère, ce qui n'est pas le cas avec la climatisation active. La réhabilitation durable de bâtiments anciens comportant des murs humides peut avantageusement être réalisée avec le système selon l'invention dans tous les cas où leurs murs humides peuvent être recouverts intérieurement d'une paroi. Il est en effet alors possible d'insérer l'espace d'assainissement du système entre les murs et cette paroi quelle que soit sa constitution: plaques de parement ou contre cloison, avec ou sans interposition d'une isolation thermique et/ou phonique. L'installation du système peut s'effectuer dans n'importe quel type de bâtiment, petit ou grand, puisque toutes les configurations et les étendues de réseaux de soufflage et d'aspiration sont réalisables. Un autre avantage important du système est son faible coût. En effet, ses composants sont peu onéreux et leur pose est aisée. Le champ des applications du système selon l'invention est donc très vaste. Les succès obtenus avec les premières réalisations, expérimentales et prototypes, justifient donc pleinement le développement industriel.

Claims

REVENDICATIONS

1) Système aéraulique d'assainissement pour la réhabilitation durable des locaux comportant des murs humides caractérisé en ce que: - à l'intérieur des locaux, un espace d'assainissement (7) renfermant une lame d'air de faible épaisseur est réalisé entre chaque mur humide (1) et une séparation étanche (2) fermant cet espace, - des canalisations perforées (3) sont placées sur le sol (9) dans chaque espace d'assainissement et sont raccordées avec des canalisations non perforées à un ventilateur de soufflage (12) d'air neuf prélevé à l'extérieur du bâtiment, - des canalisations perforées (4) sont placées sous le plafond (10) dans chaque espace d'assainissement et sont raccordées avec des canalisations non perforées à un ventilateur d'aspiration (14) de l'air humide rejeté à l'extérieur du bâtiment, - le soufflage est effectué dans les espaces d'assainissement (7) par des jets d'air qui s'épanouissent, entre mur (1) et séparation étanche (2) proches l'un de l'autre, et, par effet Coanda double et effet d'induction conjugués, chassent efficacement l'humidité du bas des murs mélangée à l'air en l'entraînant vers le haut, - le soufflage et l'aspiration, effectués de manière répartie au moyen des canalisations perforées (3) et (4), sont mis en oeuvre simultanément pour évacuer uniformément l'air humide contenu dans chaque espace d'assainissement (7), - un balayage de l'humidité dans chaque espace d'assainissement (7) est réalisé totalement en renouvelant cinq fois le volume de l'air qu'il contient, - ledit balayage réalisé quotidiennement de manière automatique assure en permanence l'évacuation systématique de l'humidité dans chaque espace d'assainissement (7), - chacun des espaces d'assainissement (7) balayé quotidiennement constitue une interface inaltérable qui, pour l'humidité, assure un découplage total et définitif entre le mur (1) et l'intérieur du local.

2) Système aéraulique d'assainissement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les réseaux de soufflage et d'aspiration sont composés de branches simples et/ou de boucles (16, 17), constituées chacune d'un ou plusieurs tronçons de canalisations perforées et d'un ou plusieurs tronçons de canalisations non perforées, et que la structure de cçsréseaux, arborescente et/ou en étoile, est déterminée de manière optimale pour chaque application au moyen de règles propres au système.

3) Système aéraulique d'assainissement selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que toutes les spécifications des canalisations et les caractéristiques des ventilateurs de soufflage (12) et d'aspiration (14) sont déterminées de manière optimale pour obtenir son bon fonctionnement dans chaque cas d'application grâce à des tableaux et/ou des abaques spécifiques préétablis qui donnent toutes les valeurs requises ou grâce à un logiciel spécifique qui, lorsqu'il aura été développé, donnera plus simplement et plus rapidement toutes ces valeurs requises.