Evaluation débits de fuite générés par goulottes sans fond

[Julie117]

Bonjour,

j'ai à simuler une cabine de tri de déchets, ce qui est un cas un peu atypique par rapport à ce que j'ai l'habitude de rencontrer.
Cette cabine de tri est située sans un hangar, jusque là, pas de souci de simulation particulier.

La particularité (et le gros inconvénient thermiquement parlant) de cette cabine de tri est qu'elle est surélevée par rapport au sol, et que 12 ouvertures de 0,5 m x 0,8 m (appelées goulottes) sont percées dans son plancher pour permettre aux opérateurs situés de part et d'autre d'un tapis roulant de faire tomber les déchets triés dans des grosses bennes situées sous la cabine.

L'autre particularité de cette cabine est que les débits de renouvellement d'air imposés sont très importants, du fait que le process génère beaucoup de poussières. En effet, au dessus de chaque opérateur un plénum de soufflage doit souffler un débit de 720 m3/h, et des bouches d'extraction doivent être situées en partie basse des parois de la cabine, afin de générer des flux d'air laminaires verticaux se déplaçant à 0,4m/s.

Cette cabine accueillera 10 opérateurs, donc le débit de renouvellement d'air global est de 7200 m3/h.

Les plenums ne sont pas situés juste au dessus des goulottes, mais entre deux goulottes, puisqu'ils doivent être situés juste au dessus des employés.

Au départ, j'avais simulé les goulottes comme des portes ouvertes 100 % du temps, mais du fait des débits d'air verticaux, il semble que cette simulation soit inappropriée et qu'il me faille entrer un scénario de ventilation interne forcée entre la cabine de tri et le hangar.

Tout le problème est de savoir comment évaluer le débit d'air qui s'échappera par les goulottes...
Quelqu'un pourrait-il m'éclairer sur le sujet ?
Merci d'avance.
Julie.

[Régis]

Bonjour,

Effectivement, dans ce cas, la ventilation par ouverture de porte n'est pas adaptée car elle ne génère d'échange thermique que par les différences de température occasionnés entre les zones thermiques et pas par les mouvements d'air et différences de pression.

L'idéal est donc de générer un scénario de ventilation dont le débit sera identique au débit total de soufflage moins les débit de reprise.
En effet, même si la cabine de tri monte légèrement en pression, la quantité d'air entrant sera égale à la quantité d'air sortant.

Vous aurez donc :
débit de soufflage = débit des bouches d'extraction + débit des goulottes
D'ou
débit des goulottes = débit de soufflage - débit des bouches d'extraction

Cordialement.

[Julie117]

Merci Régis pour votre réponse.
Cela voudrait-il dire que si l'on extrait la même quantité d'air que celle qui sera insufflée, le débit d'air sortant par les goulottes serait nul ? Est-ce possible ?
Je préfère m'assurer dès maintenant que mon modèle fonctionne pour ne pas commettre d'erreur préjudiciable dans le choix de la puissance du système de chauffage et dans l'estimation des consommations.

Je dois concevoir totalement cette cabine de tri (et donc choisir les débits d'extraction). Et, effectivement, il est recommandé de maintenir ce genre de cabine en légère surpression pour éviter l'entrée d'air froid et de poussières. Est-ce qu'une différence de débit de 100 m3/h vous paraitrait suffisante ? (Cela voudrait dire que l'on insuffle 7200 m3/h et que l'on n'en extrait que 7100 m3/h). Et dans ce cas, dans mon scénario de ventilation interne, je devrai remplacer la porte de 4.8 m² ouverte 100% du temps que j'y ai intégré (pour simuler les 12 goulottes) par une ventilation forcée, puisqu'on ne peut pas intégrer les deux. Est-ce que cela ne reviendrait pas à me placer dans un cas trop favorable ?

Bien cordialement.

Julie

[Régis]

Bonjour Julie117,

Cela voudrait-il dire que si l'on extrait la même quantité d'air que celle qui sera insufflée, le débit d'air sortant par les goulottes serait nul ? Est-ce possible ?

Il y aura toujours un échange d'air par les goulottes, mais la résultante sera effectivement nulle : il y aura bien un échange d'air entre la cabine et le hangar mais il entrera autant d'air par la goulotte que ce qui l'en sortira. D'un point de vu thermique, si la somme des débits d'air soufflés est égale à la somme des débits d'air repris, il est alors possible d'envisager pour la goulotte, une modélisation par le biais d'une ventilation interne par ouverture de porte 100% du temps.

Dans votre cas où la cabine est maintenue en légère surpression, il faut évaluer un débit d'air pour les goulottes qui soit le plus faible possible de façon à être le moins énergivore.

est-ce qu'une différence de débit de 100 m3/h vous paraitrait suffisante ? (Cela voudrait dire que l'on insuffle 7200 m3/h et que l'on n'en extrait que 7100 m3/h).

Vous disposez de 12 goulottes de 0.5m X 0.8m soit une surface totale de 12 x 0 .5 x 0.8 = 4.8m²
100m3/h pour 4.8m² cela donne une vitesse de l'air au travers de ces goulottes de :
100m3/h : 4.8m² = 20.83 m/h soit 0.58 cm/s
Cette valeur semble faible (d'autant qu'elle n'intègre pas les éventuelles défaut d'étanchéité de la cabine) mais peut être suffisante.
Plus que la vitesse de l'air, l'important est de déterminer la valeur de la surpression de la cabine (pour information, la norme ISO 14644 propose une valeur de 2.5 pascal).

dans mon scénario de ventilation interne, je devrai remplacer la porte de 4.8 m² ouverte 100% du temps que j'y ai intégré (pour simuler les 12 goulottes) par une ventilation forcée, puisqu'on ne peut pas intégrer les deux. Est-ce que cela ne reviendrait pas à me placer dans un cas trop favorable ?

Non, si ces débits sont bien ceux fixés en soufflage et en extraction, vous modélisez la réalité sans vous placer dans un cas particuliairement favorable ou défavorable.

Cordialement.

[Julie117]

Ok, je pense qu'avec tout ça je vais pouvoir me débrouiller.
Merci.
Julie.