2 mai 2023
Aéraulique
· FAQ
Les tendances en aéraulique, science de la gestion de l’air dans les conduits
Le mot « aéraulique » est composé de deux racines grecques : « aer » qui signifie « air » et « aulos » qui signifie « conduit ». Ainsi, l’aéraulique est la science et la technique de la circulation de l’air dans les conduits, les équipements de ventilation, les systèmes de climatisation, etc.
Le terme est utilisé dans les domaines de l’industrie, du bâtiment et de l’environnement pour désigner l’étude et la gestion des écoulements d’air. Son objet est de réguler la température, la qualité de l’air et l’efficacité énergétique d’un réseau. Ce mot a été créé au XXe siècle pour répondre aux besoins de l’industrie naissante, en particulier aux besoins d’aération des espaces clos.
Dans cet article, nous explorons son fonctionnement, ses applications, ses avantages, les défis et les tendances actuelles en matière d’aéraulique.
Sommaire
Comment fonctionne l'aéraulique ?
L’étude des écoulements de fluides gazeux dans des conduits s’applique essentiellement à la ventilation, au chauffage et à la climatisation.
Son fonctionnement repose sur des principes de base quelques soient les applications.
Voici les principaux éléments à connaître :
Les principes de base de l'aéraulique
Cette discipline se base sur les lois de la mécanique des fluides qui régissent les mouvements des fluides. Ces lois sont appliquées aux écoulements de gaz dans des réseaux. Par conséquent, ce sont les mêmes principes que ceux de la mécanique des fluides : conservation de la masse, conservation de l’énergie et conservation de la quantité de mouvement.
Les équations fondamentales de l'aéraulique
Les équations fondamentales décrivent les écoulements d’air dans les réseaux. Elles permettent de calculer les pressions, les vitesses et les débits d’air en différents points.
Les principales équations utilisées en aéraulique sont l’équation de Bernoulli, l’équation de continuité et l’équation de conservation de la quantité de mouvement.
Les principes de Bernoulli expliquent que la vitesse de l’air augmente lorsque la pression diminue. Cela permet de concevoir des échangeurs de chaleur qui transfèrent de l’énergie thermique d’un flux à un autre flux.
Les lois de conservation de la masse expliquent que la quantité d’air entrant dans un système est égale à la quantité d’air sortant du système. Elles permettent de concevoir des régulateurs de débit qui ajustent le volume d’air entrant dans un système en fonction de la demande.
La loi de conservation de la quantité de mouvement stipule que la somme des forces appliquées à un système est égale au taux de variation de la quantité de mouvement de ce système par rapport au temps. Elle permet d’étudier les phénomènes de turbulence et de mélange dans les transferts de fluides, et de concevoir de systèmes de traitement de l’air et de dépollution.
Les composants de l'aéraulique
Cette science implique l’utilisation de différents équipements pour faire circuler l’air dans les conduits.
Voici les principaux :
Les ventilateurs
créent le mouvement de l'air dans les conduits. Il en existe différents types, tels que les ventilateurs centrifuges ou les ventilateurs axiaux.
Les filtres
purifient l'air en éliminant les particules en suspension.
Les échangeurs de chaleur
chauffent ou refroidissent l'air en fonction des besoins.
Les régulateurs de débit
contrôlent la quantité d'air qui circule dans les gaines.
Chaque équipement doit faire l’objet d’inspection et de contrôles réguliers.
Découvrez notre article au sujet des contrôles aérauliques obligatoires.
Les applications de l'aéraulique
L’aéraulique trouve de nombreuses applications dans différents domaines, que ce soit dans l’industrie, le tertiaire ou le domestique.
Les applications industrielles
Les usines s’en servent pour contrôler la température, l’humidité, la ventilation et la qualité de l’air à l’intérieur et à l’extérieur (émissions/rejets).
Les applications typiques incluent la climatisation, la ventilation, l’extraction de poussière, l’élimination des gaz, la filtration d’air, la pressurisation de la salle blanche, entre autres.
La ventilation de locaux techniques, au traitement de l’air dans les laboratoires, ou encore au refroidissement des machines sont également des applications courantes, de même que le transport pneumatique de matières premières ou l’extraction des fumées dans les installations de traitement de surface. D’ailleurs, lorsqu’il existe un risque de pollution atmosphérique, une unité de traitement est requise. L’étanchéité du réseau est alors déterminante.
Les applications tertiaires
Il s’agit des bâtiments commerciaux et les bâtiments publics, tels que les bureaux, les commerces, les hôpitaux et les écoles. Elle sert à réguler la température, l’humidité et la qualité de l’air. Les applications typiques incluent la climatisation, la ventilation, le chauffage, la réfrigération, la gestion de l’énergie, la détection d’incendie, la protection contre le bruit, entre autres.
Les applications domestiques
Enfin, dans le domaine domestique, on s’en sert pour la ventilation des logements individuels et collectifs afin de réguler la température et l’humidité et de purifier l’air ambiant, de le climatiser et de le chauffer.
Cela améliore la qualité de l’air pour les occupants et leur confort.
A l’exception des usages domestiques, toute installation aéraulique est soumise à une obligation de contrôle.
Consultez notre article pour tout savoir sur les contrôles aérauliques obligatoires.
Les avantages de l'aéraulique
Voici les principaux avantages de cette science pour toutes les applications :
Les économies d'énergie
L’aéraulique permet de réaliser des économies significatives. En effet, grâce à une bonne gestion de l’air, il est possible de minimiser la consommation énergétique liée au chauffage, à la climatisation et à la ventilation.
Par exemple, en employant des équipements de récupération de chaleur, il est possible de réutiliser l’air extrait pour préchauffer l’air entrant, ce qui permet de limiter la consommation d’énergie.
La santé préservée
- Elle permet également de préserver la santé car elle améliore la qualité de l’air intérieur. En effet, en filtrant l’air, en contrôlant son débit et en évacuant les polluants, l’aéraulique permet de maintenir un environnement sain pour les occupants.
- De plus, en contrôlant l’humidité de l’air, elle permet de prévenir la formation de moisissures et autres problèmes liés à l’humidité.
Le confort thermique
- Enfin, l’aéraulique permet de maintenir un confort thermique optimal dans les installations. En contrôlant le débit d’air et la température de l’air soufflé, il est possible de maintenir une température homogène dans l’ensemble des espaces.
Les 3 défis de l'aéraulique
Malgré ses nombreux avantages, l’aéraulique doit également relever certains défis pour répondre aux besoins d’aujourd’hui.
Les enjeux environnementaux
La question environnementale est devenue cruciale pour toutes les industries, y compris celles de l’aéraulique. Les émissions de gaz à effet de serre causées par les climatisations et ventilations ont un impact significatif sur l’environnement, contribuant au changement climatique et à la pollution atmosphérique.
Pour relever ce défi, les fabricants cherchent à développer des équipements moins énergivores et à diminuer leur empreinte carbone. Les technologies telles que la récupération de chaleur, l’utilisation de sources d’énergie renouvelables et la conception d’équipements plus efficaces sont toutes des pistes de recherche pour répondre à ces enjeux.
Les enjeux sanitaires
La qualité de l’air intérieur est un autre défi important. Les climatisations et ventilations peuvent contribuer à la propagation de maladies respiratoires, ainsi qu’à la prolifération de moisissures et de bactéries dans les espaces clos.
Pour répondre à ces enjeux, les fabricants cherchent à développer des systèmes de filtration plus efficaces pour éliminer les contaminants de l’air. De plus, de nouvelles technologies telles que l’ultraviolet germicide (UV-C) et les purificateurs d’air peuvent aider à réduire la propagation des virus et des bactéries dans les espaces clos.
Les enjeux de sécurité
Enfin, la sécurité reste un défi majeur. En effet, les climatisations et ventilations peuvent être à l’origine d’incendies ou d’explosions s’ils ne sont pas entretenus correctement. De plus, ces matériels peuvent être la cause d’accidents dans les installations industrielles si les travailleurs ne sont pas formés à leur utilisation.
Pour y faire face, les fabricants doivent respecter des normes de sécurité strictes pour concevoir leurs produits et former leurs utilisateurs.
Les 5 tendances d’avenir en matière d'aéraulique
Face à tous ces défis, l’avenir de l’aéraulique semble prometteur, avec de nombreuses opportunités de développement et d’innovation.
5 tendances à surveiller dans les années à venir :
Les normes de plus en plus strictes
L’aéraulique est soumise à de nombreuses réglementations visant à garantir la qualité de l’air intérieur, à limiter les émissions de polluants et à réduire la consommation d’énergie.
Parmi les normes les plus importantes, on peut citer :
- La norme EN 13779 : cette norme définit les critères de qualité de l’air intérieur dans les bâtiments non résidentiels.
- La norme NF EN ISO 14644 : ette norme définit les classes de pureté de l'air en fonction du nombre de particules présentes dans l'air.
- La directive européenne ErP : définit les classes de pureté de l'air en fonction du nombre de particules présentes dans l'air.
Avec le dérèglement climatique et la prise de conscience globale des enjeux environnementaux, cette tendance se renforce continuellement.
Les normes et réglementations en matière d’aéraulique évoluent donc rapidement et sont de plus en plus strictes concernant la qualité de l’air.
(Consultez notre article dédié à l’évolution des normes.)
Les innovations technologiques
Ce domaine est en perpétuelle évolution, avec des avancées technologiques constantes. Les fabricants d’équipements aérauliques cherchent en permanence à améliorer l’efficacité énergétique de leurs produits, ainsi qu’à limiter leur impact environnemental.
Les dernières tendances en matière d’innovation technologique incluent l’utilisation de matériaux plus légers et plus durables pour la ventilation, ainsi que l’intégration de solutions de récupération de chaleur et de filtration de l’air plus efficaces.
Les matériaux des appareils de ventilation sont de plus en plus sophistiqués, notamment les matériaux composites à haute résistance et les polymères renforcés de fibres de verre. Ces matériaux offrent des avantages tels que la résistance à la corrosion, la durabilité et une meilleure isolation acoustique.
La demande croissante pour des systèmes plus performants
La demande pour des systèmes aérauliques plus performants et plus efficaces est en constante augmentation. Les propriétaires d’entreprises et les gestionnaires d’immeubles cherchent des solutions de ventilation qui offrent une meilleure qualité de l’air ambiant et une efficacité énergétique supérieure. Les fabricants d’équipements aérauliques sont donc sous pression pour fournir des produits qui répondent à ces exigences croissantes.
Grâce aux nouvelles technologies numériques, telles que l’Internet des objets (IoT), il est possible de connecter les appareils de ventilation à des capteurs et des logiciels de contrôle avancés. Cette connectivité permet une surveillance en temps réel des performances des systèmes de ventilation, ainsi qu’une gestion plus précise et plus efficace de la consommation d’énergie. Les capteurs peuvent également être utilisés pour ajuster automatiquement la ventilation en fonction des besoins en temps réel.
L'intégration de l'intelligence artificielle
L’intégration de l’intelligence artificielle dans les réseaux est une tendance émergente qui pourrait révolutionner le domaine. Les systèmes de ventilation intelligents pourraient ajuster automatiquement le débit d’air en fonction des niveaux de pollution de l’air, ou détecter les mouvements des occupants pour optimiser la diffusion de l’air.
L’avenir de l’aéraulique pourrait donc aussi passer par une intégration plus poussée de l’intelligence artificielle.
La durabilité et l'efficacité énergétique
Enfin, l’avenir de l’aéraulique sera probablement caractérisé par un effort accru sur la durabilité et l’efficacité énergétique.
Les fabricants cherchent à réduire l’impact environnemental de leurs produits, en utilisant des matériaux recyclables, en réduisant la consommation d’énergie notamment.
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En conclusion, cette discipline est essentielle pour les industriels. Elle leur permet :
- d’optimiser leur consommation énergétique
- tout en garantissant un air sain et le confort thermique.
L’aéraulique doit relever certains défis tels que les enjeux environnementaux, de santé et de sécurité.
Pour y répondre, l’innovation technologique et la conformité aux normes et réglementations en constante évolution sont des facteurs clés pour son avenir.
Les industriels doivent donc rester à l’affût de ces tendances pour optimiser leurs process.
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