Brevet FR2859530A1 — publié le 20050311

La présente invention a pour objet un dispositif portable pour la mesure de l'étanchéité à l'air d'un bâtiment La ventilation mécanique concerne de nombreux types de locaux, tels que des logements, des bureaux, des écoles, qu'il s'agisse de locaux neufs 5 ou en rénovation, à caractère individuel ou collectif. Il est connu depuis longtemps qu'il est nécessaire de ventiler les locaux pour différentes raisons, notamment la bonne conservation du bâtiment, l'évacuation des pollutions spécifiques liées à la présence des occupants, l'évacuation des pollutions spécifiques liées au bâtiment lui-même et l'évacuation des pollutions spécifiques liées au matériel ou machines utilisés dans ces locaux. Toutefois, la maîtrise de cette ventilation est nécessaire pour limiter les déperditions thermiques liées au renouvellement d'air. Il est connu que la qualité des systèmes de ventilation et la maîtrise thermique dépendent fortement de la qualité du système et donc de ses composants. Cette qualité est de plus en plus surveillée avec des normes d'essais et des labels de certification. Toutefois, la surveillance de cette qualité ne doit pas être limitée aux composants que sont les entrées d'air, bouches d'extraction et ventilateur. Les réseaux de conduits aérauliques d'extraction ou de soufflage nécessitant de nombreux assemblages, et l'enveloppe du bâtiment, ont eux aussi une très forte incidence sur le résultat. En effet, une mauvaise réalisation du bâtiment entraîne des perméabilités résiduelles. Cette fuite du bâtiment devient un parasite de la ventilation, susceptible d'apporter non seulement une très forte augmentation des pertes thermiques, en présence de vent par exemple, mais aussi une forte perturbation de la répartition de la ventilation pénalisant la bonne ventilation de certaines parties du bâtiment. Des techniques de mesure de la perméabilité à l'air d'un bâtiment sont connues, qui se présentent comme suit. Le document WO 02/04912 décrit un procédé de mesure de l'étanchéité à l'air d'un bâtiment, à partir de mesures effectuées grâce au ventilateur du groupe de ventilation central du bâtiment. Un tel procédé, s'il permet d'effectuer des mesures relativement fiables, comporte néanmoins un désavantage technique majeur. En effet, la plupart des mesures d'étanchéité à l'air sont effectuées dans des bâtiments en cours de construction, au moment où les parois et cloisons sont terminées, et que les entrées et sorties d'air sont correctement installées dans chaque pièce. Néanmoins, il peut arriver que les mesures d'étanchéité sont effectuées lorsque la pompe de VMC n'est pas encore installée ou fonctionnelle. Dans ce cas, le procédé décrit dans WO 02/04912 ne peut pas être utilisé. Il existe également des systèmes portatifs de mesure de l'étanchéité à l'air d'au moins une pièce d'un bâtiment, permettant de mesurer le débit extrait d'un moto-ventilateur qui rejette l'air via le passage réservé à la ventilation mécanique ou via des ouvertures déjà existantes. Ces systèmes ont été décrits dans des études à diffusion restreinte par le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment), et utilisent des organes déprimogènes fixes, c'est-à-dire des orifices calibrés, pour obtenir par une mesure de pression différentielle de part et d'autre de cet orifice, une bonne évaluation du débit. Cette technique a été améliorée en automatisant la mesure, toujours sur le principe de l'organe déprimogène, mais cette fois à section d'ouverture variable, à l'image du réglage d'un diaphragme à iris de cellule d'appareil photographique. Ce dispositif comprend un ventilateur associé à des moyens de mesure de débit et de pression, installé momentanément dans le local dont l'étanchéité est à mesurer. La sortie du ventilateur est reliée au réseau de conduits existant pour la ventilation du local, ce réseau étant utilisé momentanément pour rejeter l'air vers l'extérieur. Les autres bouches d'extraction et les entrées d'air sont obturées. Cette technique est simple et ne nécessite pas de modification du bâtiment, comme c'était le cas avec les techniques connues antérieurement. Surtout, cette technique est particulièrement avantageuse, puisque la portabilité des moyens de mesure les rend relativement flexibles d'utilisation, ne nécessite aucune modification des installations en place dans le bâtiment, et permet une mesure quel que soit l'état de fonctionnement du groupe central de ventilation propre au bâtiment. Toutefois, cette technique comporte une limitation en ce qu'elle nécessite obligatoirement un organe déprimogène (à section fixe, ou variable de type diaphragme à iris). En termes d'encombrement et de manipulation, l'utilisation d'un tel système est assez lourd à gérer, et par conséquent, augmente les risques de voir apparaître des erreurs de manipulation. En outre, la fabrication d'un tel appareil portatif est rendue coûteuse par le nombre de ses composants essentiels, notamment au niveau de l'organe déprimogène associé. La présente invention vise à résoudre les désavantages des dispositifs de mesure portatifs décrits ci-dessus, en fournissant un dispositif portatif de mesure de la perméabilité à l'air d'un bâtiment, de structure la plus simple possible, et dont le fonctionnement soit autant que possible basé sur des mesures automatisées. L'invention consiste en un dispositif portatif pour la mesure de la perméabilité à l'air d'au moins une pièce d'un bâtiment, comprenant un moto- ventilateur, une ouverture en amont du moto-ventilateur formant prise d'air dans la ou les pièce(s) dont l'étanchéité doit être mesurée, et une ouverture en aval du moto-ventilateur comportant des moyens de mise en communication de ladite ouverture aval avec l'extérieur du bâtiment Plus précisément l'invention est caractérisée en ce que le dispositif portatif de mesure comprend des premiers moyens de mesure d'au moins une des caractéristiques physiques du moto-ventilateur, des seconds moyens de mesure de la dépression dans la ou les pièce(s) par rapport à l'extérieur du bâtiment, et des moyens de calcul de la perméabilité à l'air de la ou des pièce(s), directement à partir des mesures effectuées par les premiers et seconds moyens de mesure. Par "portatif", on entend un dispositif de mesure regroupant le motoventilateur, les moyens de mesure et de calcul de l'étanchéité, ainsi que les moyens de mise en communication de la sortie d'air du ventilateur (ou ouverture aval), qui puisse être transporté et manipulé par un seul et même opérateur, par exemple à l'aide d'une poignée intégrée au caisson du moto-ventilateur. Ainsi, l'invention consiste en l'utilisation des caractéristiques intrinsèques du moteur, pour déduire du ventilateur l'information de débit, et l'utiliser dans un contexte de mesure de perméabilité portatif, qui souffrait habituellement de devoir embarquer, en plus du ventilateur, un organe déprimogène pour la mesure des débits. Les moyens de calcul consistent en une unité électronique de calcul reliée à un afficheur qui permet au manipulateur de lire les résultats des mesures d'étanchéité effectués. Selon une première forme d'exécution de l'invention, les premiers moyens de mesure consistent en un ampèremètre pour la mesure de l'intensité électrique consommée par le moteur et en un tachymètre pour la mesure de la vitesse de rotation du ventilateur, et les seconds moyens de mesure consistent en un manomètre différentiel. Selon une seconde forme d'exécution de l'invention, les premiers moyens de mesure consistent en un ampèremètre pour la mesure de l'intensité électrique consommée par le moteur et en un calculateur électronique pour la mesure de la tension moyenne de commande, et les seconds moyens de mesure consistent en un manomètre différentiel. Selon une forme d'exécution préférentielle de l'invention, le motoventilateur est à courant continu et est équipé d'un commutateur électronique 10 permettant l'obtention de différents régimes de fonctionnement. L'invention concerne en outre un procédé de mesure de l'étanchéité à l'air d'au moins une pièce d'un bâtiment, ladite au moins une pièce étant équipée d'au moins une entrée d'air et d'au moins une bouche de sortie d'air, caractérisé en ce qu'il consiste à: (i) disposer un moto-ventilateur portatif à l'intérieur de la ou de pièce(s) à mesurer et relier l'ouverture aval de celui-ci à une bouche de sortie d'air, (ii) obturer de façon étanche les entrées d'air et les sorties d'air restantes de la ou des pièce(s) dans la(les)quelle(s) on effectue la mesure, 20 puis (iii) faire fonctionner le moto-ventilateur portatif et mesurer simultanément d'une part au moins une caractéristique physique dudit motoventilateur, et d'autre part le débit extrait de la ou des pièce(s), pour déterminer l'étanchéité de celle(s)-ci à partir desdites mesures. Selon une première forme d'exécution de l'invention, la mesure des caractéristiques physiques du moto-ventilateur consistent en une mesure du courant consommé par celui-ci, ainsi que de sa vitesse de rotation. Selon une seconde forme d'exécution de l'invention, la mesure d'une caractéristique physique du moto-ventilateur consiste en une mesure du courant consommé par celui-ci, simultanément à une mesure de la tension de commande qui lui est appliquée. Avantageusement, le procédé consiste à effectuer plusieurs mesures pour différents régimes d'alimentation du moto-ventilateur couvrant différents débits. Les avantages du dispositif de mesure portatif selon l'invention sont nombreux: on optimise le poids, l'encombrement, le nombre de composants de l'appareil portatif, et donc son prix de revient. Les mesures sont simultanées et les moyens de calcul de l'étanchéité permettent un résultat rapide et fiable, ce qui évite les erreurs de manipulation (pas de diaphragmes pour la mesure de débit comme dans les systèmes de l'art antérieur), soit du positionnement du diaphragme à iris, ou encore du branchement des prises de pression amont/aval. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution d'un dispositif portatif de mesure selon l'invention. Figure 1 est une vue très schématique d'un bâtiment comportant deux pièces, dans lequel un dispositif portable de mesure d'étanchéité a été disposé et relié à une bouche de sortie d'air, en période de mesure de l'étanchéité d'un local. Figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une bouche d'extraction d'air, équipée pour réaliser la mesure de l'étanchéité d'une pièce. La figure 1 représente de façon très schématique un dispositif portatif 1 de mesure de l'étanchéité d'un bâtiment, et un tel bâtiment 2 comportant deux pièces 3 et 4. Ce bâtiment est équipé d'un réseau de ventilation mécanique 5 constitué par des conduits destinés à déboucher, en temps normal, dans un caisson contenant un moto-ventilateur (non illustré au dessin). L'air est admis dans les pièces 3, 4 par l'intermédiaire d'entrées 6 qui peuvent par exemple admettre l'air depuis l'extérieur du bâtiment. Afin d'assurer la circulation d'air dans les pièces, des sorties d'air 7 ou bouches d'extraction sont ménagées dans chaque pièce, qui constituent le raccordement des conduits de ventilation avec les pièces. Comme montré à la figure 1, les bouches 7 et entrées d'air 6 sont obturées lors de leur installation. Comme montré plus en détail à la figure 2, chaque bouche est obturée par un film autocollant 8 qui peut être arraché simplement et rapidement comme montré dans la position représentée en pointillés. II faut noter que le film 8 obturant chaque bouche 7 et chaque entrée 6 est un film étanche. Comme montré à la figure 1, le dispositif portatif selon l'invention comprend un caisson 9, un moto-ventilateur 10, une ouverture 12 en amont du moto-ventilateur formant prise d'air dans la pièce dont l'étanchéité doit être mesurée, et une ouverture 13 en aval du moto-ventilateur comportant des moyens 14 de mise en communication de ladite ouverture aval avec l'extérieur du bâtiment. Ces moyens 14 consistent en un tuyau flexible, installé de manière étanche entre la sortie du moto-ventilateur et la bouche de sortie d'air de la pièce. Selon l'invention, le dispositif 1 comprend des premiers moyens de mesure 15 d'au moins une des caractéristiques physiques du moto-ventilateur 10, des seconds moyens de mesure 16 de la dépression dans la pièce par rapport à l'extérieur du bâtiment, et des moyens de calcul (non illustrés) de la perméabilité à l'air de la pièce, directement à partir des mesures effectuées par les premiers et seconds moyens de mesure. Selon deux formes alternatives de réalisation de l'invention les premiers moyens de mesure 15 peuvent consister en un ampèremètre pour la mesure de l'intensité électrique consommée par le moteur et en un tachymètre pour la mesure de la vitesse de rotation du ventilateur, ou bien en un ampèremètre pour la mesure de l'intensité électrique consommée par le moteur et en un calculateur électronique pour la mesure de la tension moyenne de commande. Les seconds moyens de mesure 16 consistent en un manomètre différentiel, qui permet de donner une indication précise de la dépression dans la pièce en cours de mesure par rapport à l'extérieur du bâtiment. Le moto-ventilateur 10 est à courant continu et est équipé d'un commutateur électronique permettant l'obtention de différents régimes de fonctionnement. Selon l'invention, le procédé de mesure est relativement simple et rapide. Il consiste à: (i) disposer le moto-ventilateur portatif 10 à l'intérieur de la pièce 3 à mesurer, et à relier l'ouverture aval 12 de celui-ci à une bouche de sortie d'air 7, (ii) obturer de façon étanche les entrées d'air et les sorties d'air restantes de la pièce dans laquelle on effectue la mesure, puis (iii) faire fonctionner le moto-ventilateur et mesurer simultanément d'une part au moins une caractéristique physique dudit moto-ventilateur, et d'autre part la dépression dans la pièce 3 par rapport à l'extérieur du bâtiment, pour déterminer l'étanchéité de celle-ci à partir desdites mesures. Selon deux formes d'exécution alternatives de l'invention, la mesure des caractéristiques physiques du moto-ventilateur peut consister en une mesure du courant consommé par celui-ci, ainsi que de sa vitesse de rotation, ou bien en une mesure du courant consommé par celui-ci, simultanément à une mesure de la tension de commande qui lui est appliquée. Si l'on désire réaliser une mesure moyenne à partir de plusieurs mesures "instantanées", on pourra effectuer ces plusieurs mesures unitaires pour différents régimes d'alimentation du moto-ventilateur couvrant différents débits. L'unité de calcul permettra ensuite de compiler les résultats unitaires pour faire une moyenne. Dans tous les cas, les mesures sont réalisées dans une pièce d'un bâtiment, dans la configuration représentée à la figure 1 dans laquelle les bouches 7 et entrées d'air 6 sont obturées de façon étanche. Les mesures effectuées permettent de déceler le débit résultant d'un défaut d'étanchéité sur le réseau et de quantifier l'importance de ce défaut d'étanchéité. Les avantages du dispositif de mesure portatif selon l'invention sont nombreux: on optimise le poids, l'encombrement, le nombre de composants de l'appareil portatif, et donc son prix de revient. Les mesures sont simultanées et les moyens de calcul de l'étanchéité permettent un résultat rapide et fiable, ce qui évite les erreurs de manipulation (pas de diaphragmes pour la mesure de débit comme dans les systèmes de l'art antérieur), soit du positionnement du diaphragme à iris, ou encore du branchement des prises de pression amont/aval. REVENDICATIONS 1 Dispositif portatif (1) pour la mesure de la perméabilité à l'air d'au moins une pièce (3) d'un bâtiment, comprenant un moto-ventilateur (10), une ouverture (12) en amont du moto-ventilateur formant prise d'air dans la ou les pièce(s) dont l'étanchéité doit être mesurée, et une ouverture (13) en aval du moto-ventilateur comportant des moyens (14) de mise en communication de ladite ouverture aval avec l'extérieur du bâtiment, caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens (15) de mesure d'au moins une des caractéristiques physiques du moto-ventilateur, des seconds moyens (16) de mesure de la dépression dans la ou les pièce(s) par rapport à l'extérieur du bâtiment, et des moyens de calcul de la perméabilité à l'air de la ou des pièce(s), directement à partir des mesures effectuées par les premiers et seconds moyens de mesure. 2 Dispositif (1) portatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens de mesure (15) consistent en un ampèremètre pour la mesure de l'intensité électrique consommée par le moteur et en un tachymètre pour la mesure de la vitesse de rotation du ventilateur, et en ce que les seconds moyens de mesure (16) consistent en un manomètre différentiel. 3 - Dispositif portatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens de mesure (15) consistent en un ampèremètre pour la mesure de l'intensité électrique consommée par le moteur et en un calculateur électronique pour la mesure de la tension moyenne de commande, et en ce que les seconds moyens de mesure (16) consistent en un manomètre différentiel. 4 Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moto-ventilateur (10) est à courant continu et est équipé d'un commutateur électronique permettant l'obtention de différents régimes de fonctionnement. 5 Procédé de mesure de l'étanchéité à l'air d'au moins une pièce (3) d'un bâtiment, ladite au moins une pièce étant équipée d'au moins une entrée d'air (6) et d'au moins une bouche de sortie d'air (7), caractérisé en ce gu'il consiste à: (i) disposer un moto-ventilateur portatif (10) à l'intérieur de la ou de pièce(s) à mesurer et relier l'ouverture aval (13) de celui-ci à une bouche de 5 sortie d'air (7), (ii) obturer de façon étanche les entrées d'air (6) et les sorties d'air (7) restantes de la ou des pièce(s) dans la(les)quelle(s) on effectue la mesure, puis (iii) faire fonctionner le moto-ventilateur portatif et mesurer simultanément d'une part au moins une caractéristique physique dudit moto- ventilateur, et d'autre part la dépression dans la ou les pièce(s) par rapport à l'extérieur du bâtiment, pour déterminer l'étanchéité de celle(s)-ci à partir desdites mesures. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la mesure des caractéristiques physiques du moto-ventilateur consistent en une mesure du courant consommé par celui-ci, ainsi que de sa vitesse de rotation. 7 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la mesure d'une caractéristique physique du moto-ventilateur consiste en une mesure du courant consommé par celui-ci, simultanément à une mesure de la tension de commande qui lui est appliquée. 8 Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce 25 qu'il consiste à effectuer plusieurs mesures pour différents régimes d'alimentation du moto-ventilateur couvrant différents débits.