Brevet FR2481451A1 — publié le 19811030

1. 2481451 La présente invention concerne d'une façon générale la détection des fuites d'air et plus particuliè- rement son application à des constructions telles que loge- ments, immeubles de bureaux et locaux commerciaux. Le coût et les quantités disponibles de l'énergie nécessaire au chauffage et à la climatisation des immeubles destinés au logement, à des bureaux et autres lieux de travail représentant un problème d'une gravité croissante, il est de plus en plus impératif d'utiliser l'énergie avec un souci de rentabilité maximale. Les pertes d'énergie utilisée pour le chauffage et le rafraîchissement et qui sont dues aux grandes tolérances et aux techniques spéciales du bâtiment ainsi qu'au tassement des immeubles sont clairement évidentes. La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif d'évacuation partielle de l'air que contient un bâtiment (ou toute autre construction). La mise en dépres- sion d'un bâtiment permet de déterminer l'importanice des fuites d'air pénétrant dans la structure par les fentes et les fissures. Lorsque le bâtiment a été mis en dépression, les oscillations de l'appareil sont amorties de façon à obtenir -un équilibre entre l'air qui s'infiltre dans le bâtiment et l'air qui est refoulé hors du bâtiment par l'appareil. Lorsqu'un équilibre a été atteint et que les deux masses d'air sont égales, il est possible de repérer les sources d'infiltration et de les combler. Lorsque les fuites dans la structure ont été colmatées, il est nécessaire de modérer l'appareil afin de réduire la quantité d'air évacuée du bâtiment et de retrouver un équilibre. Il doit être bien compris qu'aucun bâtiment ne peut être complètement hermétique car il doit pouvoir "respirer" afin de ne pas porter atteinte aux activités normales qui peuvent s'y dérouler. Il est en général admis qu'un certain degré de respiration est nécessaire au renouvel- lement de l'oxygène et de l'air permettant la combustion et les échanges de gaz qui ont lieu dans le bâtiment ou la structure. L'invention a donc pour objet un appareil ou dispositif de détection des fuites se produisant dans la structure d'un bâtiment indépendamment des conditions atmos- 2.2481451 phériques extérieures, cet appareil étant réglable en continu au fur et à mesure du colmatage des fuites. L'invention va être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective de l'appareil selon l'invention; - la figure 2 en est une vue en plan - la figure 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la figure 2; - la figure 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la figure 2; et - la figure 5 est une élévation de l'appareil représenté à titre d'exemple à l'état installé dans une structure de bâtiment. Les mêmes références désignent des éléments identiques sur toutes les figures. La figure 1 représente l'appareil 2 monté sur un support 4. Le support 4 ne fait pas partie de l'appareil, mais est uniquement destiné à faciliter la mise au niveau de l'appareil et sa fixation dans une ouverture du bâtiment. Bien entendu, d'autres formes de support pourraient être utilisées à la place du support 4. Comme l'indique la figure 1, le support 4 consiste essentiellement en un plateau 6, un montant extérieur 8, un montant intérieur 10 et un pied 12. Le montant extérieur 8 et le montant intérieur 10 sont percés d'une série de trous 14 placés à des distances égales. Lorsque -les trous 14 du montant extérieur 8 et du montant intérieur 10 sont à l'alignement, il est possible d'y introduire une cheville en T 16 afin de caler le support. Le support est donc télescopique et peut être réglé à différentes hauteurs. L'appareil 2 comprend une admission d'air 20, un ventilateur 30 de mise en dépression et une sortie d'air 40. L'admission d'air 20 se compose en particulier d'un conduit 22 de section carrée qui est ouvert à l'extrémité et qui peut être formé d'une feuille de métal, de matière plastique ou de tout autre matériau convenable. Le conduit 22 débouche par l'air libre par l'extrémité ouverte 24 et il est relié par l'autre 2. 2.2481451 extrémité 26 à l'admission d'air du ventilateur 30 de mise en dépression. Une fente 27 est réalisée sur un des côtés du conduit 22 pour permettre d'y introduire 'un registre 28. La fonction et le mode d'utilisation de ce registre seront exposés par la suite. Sur un des côtés du conduit 22 est également monté un manomètre 60.- Le manomètre 60 est du type Dwyer Mark II, modèle 25, qui est vendu par la société Dwyer Instruments, Inc., P.O. Box 373, Michigan City, Indiana 46360, E.U.A. Le manomètre 60 est monté sur le conduit 22 à l'aide d'un écrou à ailette et d'un boulon. L'écrou à ailette 62 peut être desserré et resserré afin de pouvoir mettre le manomètre de niveau. Le manomètre 60 est muni d'une jauge de niveau 64 destinée à faciliter cette mise de niveau du manomètre sur le conduit 22. L'utilité de cette mise de niveau est bien évidente, le manomètre étant un instrument connu. Le manomètre est fixé au conduit 22 comme mentionné précédemment, de manière qu'un premier tube 66 d'admission soit ouvert à l'atmosphère régnant dans le bâtiment et qu'un second tube 68 soit orienté de façon à sortir du bâtiment et à être ouvert à l'atmosphère régnant à l'extérieur de celui-ci. L'utilisation du manomètre 60 sera expliquée en détail lors de la description du fonctionnement de l'appareil. Comme indiqué plus haut, le ventilateur d'éva- cuation 30 est monté sur l'extrémité ouverte 26 du conduit 22. Le ventilateur d'évacuation 30 est avantageusement du type W.W. Granger Blower, modèle 4C054-6, produit par la société W.W Granger Company. Le ventilateur d évacuation 30 est de type rotatif ou d'une soufflante à cage d'écureuil et comprend un moteur 34 monté sur un des côtés du logement 32. Le logement 32 présente une ouverture latérale 36, non visible sur la figure. Cette ouverture latérale est complémentaire de l'ouverture 26 du conduit 22. Le fonctionnement du ventilateur implique la présence d'une ouverture 38 réalisée le long d'un arc de la circonférence du logement 32. Pendant le fonctionne- ment du ventilateur 30, l'air est aspiré par l'ouverture 36 et refoulé par l'ouverture 38. Une extrémité 42 du conduit d'évacuation 40 a une forme complémentaire de celle de l'ouverture 38 du ventilateur 3. 4 2481451 30. Ce conduit comprend une partie intermédiaire 44 évasée vers l'extérieur et reliée par un joint à une partie exté- rieure 46. La partie extérieure 46 du conduit d'évacuation 40 comporte une ouverture 48 débouchant sur l'atmosphère extérieure. Il est évident que la partie intermédiaire 44 et la partie extérieure 46 peuvent avoir les mêmes dimensions. Il apparaît toutefois qu'il est avantageux de conférer la même section transversale au conduit d'admission et au conduit d'évacuation, ou tout au moins d'éviter de grandes différences entre ces sections. La surface supérieure de la partie exté- rieure 46 comporte un voyant ou une fenêtre 50. La fenêtre 50 permet d'observer l'anémomètre 52 à lecture directe qui est placé dans la partie 46. L'anémomètre à lecture directe 52 est par exemple du type vendu par la Bacharach Instruments Company, c'est-à-dire un anémomètre à lecture directe modèle MRF5O produit par Bacharach Instruments Company, Division of Ambac -Ind., Inc., 625 Alpha Drive, RIDC Industrial Park, Pittsburgh, Pa. 15238, E.U.A., L'anémomètre 52 est fixé au milieu du conduit 46 par une série d'entretoises 54 et un collier 56. L'utilité de l'anémomètre sera expliquée par la suite lors de la description du fonctionnement. La figure 2 qui représente l'appareil en plan montre la manière dont l'air peut entrer par l'ouverture 24 et sortir par l'ouverture 48. Cette vue montre aussi la fenêtre 50 qui permet la lecture des indications données par l'anémo- mètre 52. La figure 3 qui est une coupe selon la ligne 3-3 de la figure 2 montre le fonctionnement du registre 28. Il est clair, d'après cette figure, qu'il est possible de faire coulisser le registre 28 entre la position d'ouverture maximale et celle de fermeture maximale afin de régler la section de passage du conduit 22 et ainsi de régler le débit d'air qui y passe. La figure 4 illustre les supports 54 qui tiennent l'anémomètre 52 en place et qui soutiennent en réalité un collier 56 en étrier dans lequel l'anémomètre 52 se monte facilement. Le collier est destiné à permettre d'enlever l'anémomètre et de le placer dans un emballage convenable 2 2481451 pendant le transport de l'appareil. La figure 4 montre aussi que le tube 68 est ouvert sur l'atmosphère extérieure au bâtiment. La figure 5 montre la manière dont l'appareil de l'invention se monte dans un bâtiment ou autre structure. En admettant que le bâtiment 80 comporte un mur inférieur de soutien 82 et une fenêtre 84, l'appareil 2 doit être mis au niveau convenable au moyen du support 4, de manière que la partie extérieure 46 du conduit 40 ressorte du bâtiment- et s'ouvre sur l'atmosphère extérieure. Le châssis mobile 86 de la fenêtre est tiré vers le bas contre la partie supérieure du conduit 40 de manière que le conduit 40 puisse être monté hermétiquement entre la tablette de la fenêtre et le châssis mobile à l'aide d'une garniture 88. Il doit être clair que les côtés du conduit 40 sont également montés hermétiquement de façon à bien clore la fenêtre autour du conduit 40 d'évacua- tion de l'appareil 2. Pendant le fonctionnement de l'appareils les autres fenêtres, portes et autres baies sont fermées de manière habituelle sans adjonction d'autres isolations avant la mise en marche. Lorsque l'appareil 2 a été immobilisé et mis de niveau, l'anémomètre 52 est placé dans le collier 56 et le manomètre 60 est mis en place et de niveau sur le conduit 22. Le ventilateur d'évacuation 30 est alors prêt à être mis en marche avec le registre 28 en position d'ouverture totale. Une quantité d'air suffisante est rapidement aspirée de l'intérieur du bâtiment pour créer une dépression lisible sur le manomètre 60. Lorsque le manomètre 60 indique la présence d'une dépression, le registre 28 est poussé vers l'intérieur de manière réglée permettant d'atteindre l'équilibre. Le débit d'air qui est évacué du bâtiment est alors compensé par le débit d'air qui y pénètre par les fissures, lézardes ou autres défauts de structure. Ainsi, un équilibre est établi entre le débit d'air entrant dans le bâtiment et celui qui en sort. - La lecture directe de l'anémomètre 52 permet de déterminer en fonction de la vitesse en mètres/heure le niveau des fuites d'air dans le bâtiment. L'anémomètre à lecture directe donne de préférence la vitesse en mètres par minute. 6. 2481451 En multipliant la valeur lue par 60, on obtient la vitesse d'écoulement d'air qui donne le niveau réel des fuites d'air dans le bâtiment et il est possible alors d'apporter une solu- tion aux problèmes des fuites et de les ramener à un niveau acceptable, c'est-à-dire de rétablir la respiration au niveau souhaité. L'appareil de l'invention permet donc de colmater les fuites d'air apparaissant dans la structure d'un bâtiment. L'appareil aspirant l'air en continu par ces points de fuite, il est facile, en particulier lorsqu'il y a du vent, de déceler les courants d'air insufflés par les fuites dont la présence peut se déterminer à la main, à l'aide d'une feuille de papier ou de la flamme d'une bougie tenue près des joints de construction tels que fenêtres, portes, murs, sols, etc. Au fur et à mesure du colmatage des fuites, le manomètres 60 indique une augmentation de la dépression à l'intérieur du bâtiment. Il faut donc régler périodiquement le débit en faisant pénétrer le registre 28 dans le conduit 24. Il a été observé que, lorsque cet étranglement de- la circulation est effectué, il devient difficile d'obtenir une mesure correcte par lecture de l'anémomètre 52 en raison de sa position centrée dans le conduit 40. Pour surmonter cette difficulté, il a été découvert qu'il était possible de déplacer un anémomètre tenu à la main en le faisant passer aux quatre angles du conduit et les mesures ainsi obtenues peuvent être mises en moyenne avec celle de l'anémomètre 52 tenu en position fixe. De même, s'il est souhaitable de le faire, l'anémomètre fixe 52 peut être enlevé et un anémomètre tenu à la main peut être amené en plusieurs points différents pour effectuer les mesures. Il est admis que tout bâtiment ou toute structure est caractérisé par un seuil minimum de perméabilité ou par sa nature respiratoire nécessité par les activités intérieures du bâtiment, par exemple pour la combustion du carburant d'éléments de chauffage, ou pour le renouvellement de l'oxygène et autres gaz; il n'est donc pas souhaitable de rendre le bâtiment totalement hermétique, mais au contraire d'obtenir un "niveau admissible de fuites". Après avoir 7. déterminé le niveau admissible d'infiltration, le colmatage peut être effectué de manière à éliminer les fuites en excès et il est possible de contrôler les opérations de colmatage à l'aide de l'appareil pour obtenir le niveau optimal de fuites d'air. Un autre facteur qui a été observé lorsqu'un anémomètre fixe 52 est utilisé à la place d'un anémomètre tenu à la main est que l'anémomètre fine exige un conduit 20 dont la longueur soit suffisante pour garantir que le flux d'air provenant du ventilateur 30 soit redevenu rectiligne et que l'air passe par le milieu du conduit 40 et sur l'anémomètre 52. Lorsqu'il n'est pas possible d'obtenir ce redressement du flux d'air ou que l'étranglement de la circulation produit par le registre 28 ne permet pas d'obtenir un équilibre suffisant, il est préférable dans ce cas également d'utiliser un anémomètre tenu à la main pour obtenir des mesures convenables de la vitesse de l'air dans le conduit 40. Il va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre d'exemple et que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine. 248n45 1 8. REVENDICATIONS 1. - Appareil de détection de la nature respira- toire d'une structure comprenant au moins une baie donnant sur l'atmosphère ambiante régnant à l'extérieur de cette structure, caractérisé en ce qu'il comprend un premier conduit (22) destiné à être relié de manière hermétique à ladite baie dépression (30) comprenant une admission (36) et une évacua- tion ambiante régnant dans ladite structure et celle de l'atmos- phère à l'extérieur de la structure. 2. - Appareil selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit dispositif manométrique comprend par ailleurs un premier tube (66) débouchant sur l'ambiance régnant dans ladite structure et un second tube (68) débouchant sur l'atmosphère régnant à l'extérieur de ladite structure. 3. - Appareil selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le dispositif manométrique comprend une première admission de pression (66) débouchant sur l'ambiance régnant dans la structure et une deuxième admission de pression 168) débouchant sur l'atmosphère régnant à l'exté- rieur de la structure. 4. - Appareil de détection de la nature respira- toire d'une structure comprenant au moins une baie donnant sur l'atmosphère régnant à l'extérieur de cette structure, carac- térisé en ce qu'il comprend un premier conduit (22) dont les deux extrémités sont ouvertes et dont la première l'extérieur de ladite structure. 5. - Appareil selon la revendication 4, carac- térisé en ce que ledit dispositif manométrique l'atmosphère régnant à l'extérieur de ladite structure. 6. - Appareil selon la revendication 4, carac- térisé en ce que ledit dispositif de mise en dépression est une soufflante rotative (30). 7. - Appareil selon la revendication 4, caracté- risé en ce que ledit second conduit (40) comprend un dispositif de mesure de la vitesse de l'air, avantageusement un anémomètre (52), qui est monté à proximité de ladite extrémité ouverte (48) du second conduit (40). 8. - Appareil. selon la revendication 7, carac- térisé ence que ledit second dispositif de mesure de la vitesse de l'air, de préférence ledit anémomètre (52), est monté avantageusement de manière amovible dans un collier (56), sensiblement au centre du second conduit (40) et à l'intérieur de ladite seconde extrémité ouverte (48) de ce dernier. 9. - Appareil de détection de la nature respira- toire d'une structure comportant au moins une baie donnant sur l'atmosphère régnant à l'extérieur de cette structure, caractérisé en ce qu'il comprend un premier conduit (22) dont les deux extrémités sont ouvertes et dont la seconde (26) est raccordée hermétiquement à l'admission (36) d'un dispositif de mise en dépression (30), un second conduit (40) étant raccordé hermétiquement par sa première extrémité ouverte (42) à la sortie (38) du dispositif de mise en dépression (30) tandis que sa seconde extrémité ouverte (48) est destinée à se monter 10. 2481451 de manière hermétique (88) dans ladite baie de ladite structure (80) et débouche sur l'atmosphère régnant à l'exté- rieur de celle-ci, et un dispositif manométrique (60) étant destiné-à déterminer la différence entre les pressions régnant à l'intérieur et à l'extérieur de ladite structure. 10. - Appareil selon la revendication 9, carac- térisé en ce qu'il comprend par ailleurs un dispositif (52) de mesure de la vitesse du flux d'air qui est placé à proximité de ladite seconde extrémité ouverte (48) du second conduit (40)