Brevet FR2881512A1 — publié le 20060804

La présente invention concerne un caisson de liaison entre des conduits horizontaux et verticaux d'une installation de ventilation mécanique contrôlée d'un bâtiment. Les logements collectifs ou individuels, les locaux à usage privé ou industriel sont généralement équipés d'installations de ventilation mécanique contrôlée, communément appelées installations de VMC, afin d'assurer un minimum de renouvellement d'air, nécessaire pour l'hygiène, la qualité de l'air et la pérennité des bâtiments. Une installation de VMC est constituée généralement d'un groupe de ventilation, d'un réseau collecteur horizontal en comble ou en terrasse, et d'au moins un réseau vertical desservant les différentes pièces à ventiler. L'accessoire permettant de relier un conduit vertical à un conduit horizontal est constitué d'un caisson métallique généralement cylindrique dans lequel débouche axialement le conduit vertical et radialement le conduit horizontal. Un tel caisson est appelé caisson de piquage de comble ou de terrasse (CPC ou CPT) et aussi communément appelé té souche. Une installation de ventilation est dimensionnée de façon à satisfaire les exigences réglementaires en matière de débits extraits, d'acoustique et enfin de transmission acoustique entre les logements. Le réseau est alors conçu et dimensionné de façon à assurer les débits réglementaires par rapport aux conditions exigées par le règlement acoustique de la construction. En ce qui concerne les débits extraits, un calcul de perte de charge des différents composants de l'installation est nécessaire pour s'assurer de 25 l'obtention de débits réglementaires. En ce qui concerne l'acoustique, le bruit transmis dans la pièce desservie est fonction des caractéristiques de l'extracteur et de son régime de fonctionnement, de l'atténuation acoustique du réseau, et des caractéristiques des bouches d'extraction. Pour respecter les conditions exigées par le règlement, il convient de respecter les exigences suivantes: la vitesse moyenne de l'air dans les conduits ne doit pas excéder 6 m.s' dans les conduits horizontaux et 5 m. s-' dans les conduits verticaux. Ces limitations correspondent aux seules exigences acoustiques et ne peuvent tenir lieu de règle de dimensionnement en vue de l'obtention des débits extraits dans le réseau. Ces conditions imposées sont nécessaires mais pas suffisantes: il est alors nécessaire de calculer l'atténuation acoustique des différents composants de l'installation pour s'assurer de l'obtention d'un niveau sonore réglementaire. Le caisson de piquage de terrasse ou de comble a un rôle important dans l'obtention du niveau sonore résultant et des débits extraits 5 résultants. Un inconvénient des caissons de fabrication courante est qu'ils transmettent un bruit important depuis le groupe de ventilation jusqu'aux bouches d'extraction situées dans les appartements, par l'intermédiaires des conduits métalliques. Une solution pour remédier à cet inconvénient consiste à ajouter dans ces caissons un morceau compact de fibre minérale permettant d'améliorer les caractéristiques d'atténuations acoustiques du caisson. Le morceau compact de fibre minérale est généralement collé sous le couvercle du caisson. Cependant, un soin particulier doit être pris pour éviter un défibrage dans le temps et donc une dégradation des performances dans le temps. Un autre inconvénient de ces caissons est que la perte de charge est très importante, elle est souvent au moins égale ou supérieure à celle du conduit vertical. De ce fait, le caisson a une influence primordiale dans le dimensionnement du ventilateur et sa consommation. Des pertes de charge élevées ont donc pour conséquence d'augmenter le coût de l'installation et de l'utilisation. Pour éviter une perte de charge trop élevée, il est d'usage courant de surdimensionner le caisson afin d'en réduire sa perte de charge. Cependant, cela entraîne un surdimensionnement du réseau horizontal, et par suite un encombrement et un coût de matériel supérieur. Un autre usage consiste à remplacer le caisson par un coude, entraînant alors une diminution de la perte de charge, un meilleur dimensionnement du réseau horizontal mais l'impossibilité de vérifier la vacuité des réseaux verticaux et rendant ainsi l'installation non conforme à la réglementation. En effet, le caisson a également un rôle important pour l'entretien des installations, sa mise en oeuvre devant permettre la vérification de la vacuité du conduit vertical. Les caissons sont donc généralement équipés d'un couvercle démontable permettant les visites périodiques et le nettoyage des 2881512 3 conduits mais aussi, conformément aux exigences réglementaires, d'assurer la protection du relevé d'étanchéité. La présente invention vise donc à remédier à ces inconvénients. Le problème technique à la base de l'invention est la réalisation d'un caisson de liaison entre des conduits horizontaux et verticaux d'une installation de ventilation mécanique contrôlée d'un bâtiment permettant de limiter ses pertes de charge, tout en assurant une atténuation acoustique suffisante de l'installation de ventilation et permettant un entretien et une vérification de la vacuité des conduits verticaux. A cet effet, l'invention concerne un caisson de liaison entre des conduits horizontaux et verticaux d'une installation de ventilation mécanique contrôlée d'un bâtiment, du type comprenant un corps creux comportant une ouverture inférieure destinée à être raccordée à un conduit vertical, une ouverture supérieure équipée d'un couvercle de fermeture, la paroi latérale du corps creux comportant au moins une ouverture latérale destinée au montage d'un conduit de liaison avec un groupe de ventilation, caractérisé en ce qu'il est équipé de moyens de déflection amovibles permettant de diriger un flux d'air entrant par l'ouverture inférieure (10) ou l'ouverture latérale (14), vers respectivement l'ouverture latérale (14) ou l'ouverture inférieure (10), les moyens de déflection étant acoustiquement absorbant. Ainsi, lors du fonctionnement de l'installation de ventilation, les moyens de déflection dirigent le flux d'air entrant dans le caisson vers le conduit de liaison avec le groupe de ventilation, permettant donc une importante diminution des pertes de charge à l'intérieur du caisson et par conséquent un meilleur dimensionnement du ventilateur et une économie de consommation. De plus, étant donné que les moyens de déflection sont également acoustiquement absorbant, il est possible d'atténuer le bruit incident et donc d'obtenir un niveau sonore réglementaire. Par ailleurs, étant donné que les moyens de déflection sont amovibles, une vérification de la vacuité du conduit verticale est possible. De ce fait, une installation de ventilation équipée de ce type de caisson est conforme à la réglementation en vigueur. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de 35 déflection comprennent une plaque perforée cintrée, dont la face convexe est 2881512 4 tournée vers le couvercle de fermeture et recouverte, sur sa face tournée vers le couvercle, d'une couche de matériau isolant acoustique. Avantageusement, le bord supérieur de la plaque perforée est situé au niveau de la partie supérieure de l'ouverture latérale, et le bord inférieur de la plaque perforée est situé au niveau de la partie de l'ouverture inférieure, située du côté opposé à l'ouverture latérale. Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins deux perforations ménagées sur la plaque perforée présentent des diamètres différents. Avantageusement, les perforations de diamètres différents ménagées sur la plaque perforée sont réparties aléatoirement. Selon un mode de réalisation de l'invention, la plaque perforée est équipée de moyens de retenue de la couche de matériau isolant. Avantageusement, la plaque perforée est métallique. Selon un mode de réalisation de l'invention, la couche de matériau isolant acoustique est constituée de laine de verre ou de roche, de feutre comprimé, ou équivalents. Avantageusement, le corps creux est de forme générale cylindrique, d'axe correspondant à celui de l'ouverture inférieure. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique indexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce caisson. Figure 1 est une vue très schématique d'une installation de ventilation équipée du caisson selon l'invention. Figure 2 est une vue en coupe longitudinale du caisson selon l'invention. Figure 3 est une vue de dessus du caisson sans son couvercle de fermeture. Figure 4 est une vue en perspective des moyens de déflection 30 selon l'invention. La figure 1 représente très schématiquement une installation de ventilation mécanique contrôlée d'un bâtiment de plusieurs étages fonctionnant en extraction. Les planchers de chaque étage sont désignés par la référence 2, et le plancher de la terrasse de toiture est désigné par la référence 3. Toutes les bouches d'extraction d'air 4, montées dans les pièces des différents locaux à ventiler, sont associées à une colonne métallique 2881512 5 verticale 5, qui est reliée par l'intermédiaire d'un caisson de piquage de terrasse 6 à un conduit horizontal 7 en communication avec le groupe de ventilation 8 situé en terrasse. Comme montré plus particulièrement aux figures 2 et 3, le caisson 6 comprend un corps cylindrique métallique 9, d'axe vertical, dans lequel sont ménagées une ouverture inférieure 10 d'entrée d'air, de même axe que le caisson 6, en communication avec le conduit vertical 5, une ouverture supérieure 12 fermée par un couvercle 13 et une ouverture radiale 14 de sortie d'air, équipée d'une manchette 15 de raccordement au conduit horizontal 7. Le caisson 6 est également équipé de moyens de déflection amovibles 16, 17. Comme représenté à la figure 4, les moyens de déflection amovibles comprennent une plaque métallique perforée et cintrée 16 de forme générale rectangulaire, recouverte, sur sa face convexe tournée vers le couvercle 13, d'une couche de matériau isolant acoustique 17 de dimensions sensiblement identiques à celles de la plaque métallique 16. La plaque perforée 16 est équipée de deux pattes de retenue 18 ménagées sur ses bords longitudinaux, sensiblement au niveau de son bord supérieur 19, et d'un retour 20 ménagé sur son bord inférieur 21. Les pattes de retenue 18 et le retour 20 sont tournés vers l'intérieur du côté de la couche de matériau isolant acoustique 17 et sont destinés à maintenir cette dernière sur la plaque perforée 16. Les caractéristiques physiques telle que la nature, l'épaisseur, la densité, etc., du matériau isolant acoustique sont choisies afin d'optimiser l'atténuation acoustique recherchée, par exemple une atténuation des basses ou moyennes fréquences. Selon différents modes de réalisation de l'invention, la couche de matériau isolant acoustique 17 peut être constituée, par exemple, de laine de verre ou de roche, de feutre comprimé, ou équivalents. Comme montré à la figure 2, la plaque métallique 16 est cintrée, sa face convexe étant tournée vers le couvercle 13, le bord supérieur 19 de la plaque métallique 16 est situé au niveau de la partie supérieure de l'ouverture radiale 14 de sortie d'air et de forme complémentaire de celle de la paroi latérale du corps 9 tandis que le bord inférieur 21 de la plaque perforée 16 est en appui sur la paroi inférieure du caisson 6, au niveau de la partie de l'ouverture inférieure 10 d'entrée d'air, située du côté opposé à l'ouverture 14 de sortie d'air. 2881512 6 Ainsi, lors du fonctionnement du groupe de ventilation 8, la plaque perforée 16 et le matériau isolant acoustique 17 permettent de diriger le flux d'air entrant par l'ouverture inférieure 10 d'entrée d'air, vers l'ouverture radiale 14 de sortie d'air raccordée au conduit horizontal 7 de liaison avec le groupe de ventilation 8. La plaque perforée 16 délimite avec le couvercle 13 et le corps 9 un volume d'air plus ou moins rempli de matériau isolant acoustique 17. Ceci constitue un résonateur d'Helmholtz qui permet d'absorber une parties des ondes sonores incidentes et donc d'atténuer le bruit incident. La fréquence de résonance d'un résonateur d'Helmholtz dépend de la densité du matériau isolant acoustique, de la surface et de la profondeur des trous permettant la circulation d'air dans le résonateur et de la hauteur du volume d'air. Lors d'une circulation d'air dans le résonateur d'Helmholtz constitué par la plaque perforée 16, le matériau isolant acoustique 17, le couvercle 13 et le corps 9, une partie des ondes sonores est absorbée par le matériau isolant acoustique 17 et une autre partie l'est par la surface des perforations 22 ménagées sur la plaque perforée 16. Cependant, le matériau isolant acoustique 17 ne permet d'absorber 20 qu'une plage de fréquences bien déterminée et il en est de même pour chaque perforation 22 ménagée sur la plaque métallique 16. Ainsi, si chaque perforation 22 a le même diamètre et la même surface, uniquement une plage restreinte de fréquences peut être absorbée. Une solution pour étendre la plage d'efficacité du résonateur consiste en une répartition aléatoire de perforations 22 de diamètres différents sur la plaque 16. En effet, chaque perforation 22 utilise une portion de l'air emprisonné entre la plaque 16, le corps 9 et le couvercle 13, et forme un petit résonateur d'Helmholtz fonctionnant pour une plage de fréquences différente, permettant ainsi une meilleure atténuation du bruit incident. II est donc envisageable de modifier les dimensions des perforations 22 afin d'optimiser l'atténuation acoustique recherchée en fonction d'un spectre. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante, en fournissant un caisson de liaison entre des conduits de ventilation horizontaux et verticaux, de structure simple, et possédant d'excellentes propriétés aérauliques et d'isolation acoustique. 2881512 7 Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à forme de réalisation, décrite ci-dessus à titre d'exemple, mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que le corps creux 9 pourrait être, par exemple, de forme générale parallélépipédique et que l'installation de ventilation mécanique contrôlée pourrait fonctionner en insufflation, dans ce cas le flux d'air entre par l'ouverture radiale 14 et est dirigé par les moyens de déflection 16, 17 vers l'ouverture inférieure 10, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. 2881512 8 REVENDICATIONS 1 - Caisson (6) de liaison entre des conduits horizontaux et verticaux d'une installation de ventilation mécanique contrôlée d'un bâtiment, du type comprenant un corps creux (9) comportant une ouverture inférieure (10) destinée à être raccordée à un conduit vertical (5), une ouverture supérieure (12) équipée d'un couvercle de fermeture (13), la paroi latérale du corps creux (9) comportant au moins une ouverture latérale (14) destinée au montage d'un conduit de liaison (7) avec un groupe de ventilation (8), caractérisée en ce qu'il est équipé de moyens de déflection amovibles (16, 17) permettant de diriger un flux d'air entrant par l'ouverture inférieure (10) ou l'ouverture latérale (14), vers respectivement l'ouverture latérale (14) ou l'ouverture inférieure (10), les moyens de déflection (16, 17) étant acoustiquement absorbant. 2 - Caisson (6) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déflection (16, 17) comprennent une plaque perforée (16) cintrée, dont la face convexe est tournée vers le couvercle de fermeture (13) et recouverte, sur sa face tournée vers le couvercle (13), d'une couche de matériau isolant acoustique (17). 3 - Caisson (6) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bord supérieur (19) de la plaque perforée (16) est situé au niveau de la partie supérieure de l'ouverture latérale (14), et le bord inférieur (21) de la plaque perforée (16) est situé au niveau de la partie de l'ouverture inférieure (10), située du côté opposé à l'ouverture latérale (14). 4 - Caisson (6) selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'au moins deux perforations (22) ménagées sur la plaque perforée (16) présentent des diamètres différents. - Caisson (6) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les perforations (22) de diamètres différents ménagées sur la plaque perforée (16) 30 sont réparties aléatoirement. 6 - Caisson (6) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la plaque perforée (16) est équipée de moyens de retenue (18, 20) de la couche de matériau isolant (17). 7 - Caisson (6) selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en 35 ce que la plaque perforée (16) est métallique. 2881512 9 8 - Caisson (6) selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la couche de matériau isolant acoustique (17) est constituée de laine de verre ou de roche, de feutre comprimé, ou équivalents. 9 - Caisson (6) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en 5 ce que le corps creux (9) est de forme générale cylindrique, d'axe correspondant à celui de l'ouverture inférieure (10).