Brevet FR3059084A1 — publié le 20180525

Procédé de régulation d'une installation de ventilation domestique avec protection contre un gaz polluant La présente invention concerne un procédé de régulation d'une installation de ventilation domestique, ladite installation comprenant : un premier détecteur d'une première concentration d'un composé gazeux polluant dans une première pièce d'un bâtiment ; et un dispositif d'insufflation d'air dans ladite première pièce et/ou un dispositif d'aspiration d'air de ladite première pièce. L'invention a notamment pour but de protéger les occupants d'un bâtiment d'une exposition à une concentration trop élevée d'un composé gazeux polluant, en particulier le radon. Le radon est un gaz radioactif, notamment issu de désintégrations successives de l'uranium naturellement présent dans certains sols. Le radon est susceptible de se retrouver concentré dans des espaces clos, tels que des caves, des vides sanitaires ou des bâtiments. Il est connu de lutter contre des concentrations élevées de radon, ou d'autres gaz polluants, en ventilant les bâtiments concernés. De telles solutions peuvent toutefois entraîner des surconsommations de chauffage, notamment en hiver. Par ailleurs, les usagers de zones du bâtiment non concernées par les concentrations élevées subissent les désagréments de cette ventilation excessive. La présente invention a pour but de proposer un procédé de régulation permettant d'optimiser la protection contre le radon ou un autre gaz polluant, sans présenter les inconvénients ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, comprenant les étapes suivantes : insufflation et/ou aspiration d'air dans ladite première pièce selon un premier débit si la première concentration est inférieure à un premier seuil ; et insufflation et/ou aspiration d'air dans ladite première pièce selon un deuxième débit supérieur au premier débit, si ladite première concentration est supérieure audit premier seuil. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le procédé comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - le dispositif d'insufflation d'air et/ou le dispositif d'aspiration d'air est(sont) apte(s) à insuffler et/ou à extraire de l'air dans au moins une deuxième pièce du bâtiment ; et l'installation comprend en outre un deuxième détecteur d'une deuxième concentration du composé gazeux polluant dans ladite deuxième pièce ; le procédé comprenant les étapes suivantes : insufflation et/ou aspiration d'air dans ladite deuxième pièce selon un troisième 3059084 2 débit si la deuxième concentration est inférieure au premier seuil ; et insufflation et/ou aspiration d'air dans ladite deuxième pièce selon un quatrième débit, supérieur au troisième débit, si la deuxième concentration est supérieure au premier seuil ; - le dispositif d'insufflation d'air et/ou le dispositif d'aspiration d'air comprend des 5 moyens de réglage d'un ratio d'air insufflé et/ou d'air extrait entre les première et deuxième pièces ; et le ratio est réglé à une première valeur si les première et deuxième concentrations sont toutes deux inférieures ou supérieures au premier seuil ; et le ratio est réglé à une deuxième valeur si l'une des première et deuxième concentrations est inférieure, et l'autre des première et deuxième concentrations est supérieure, au premier 10 seuil ; - l'installation comporte un dispositif d'insufflation d'air dans la première pièce, ledit dispositif comprenant : une sortie d'air débouchant dans ladite première pièce, une première entrée d'air débouchant sur un puits climatique et une deuxième entrée d'air débouchant sur l'air extérieur au bâtiment ; le procédé comprenant les étapes suivantes : 15 l'air insufflé dans la première pièce est prélevé à la première entrée si la première concentration est inférieure à un deuxième seuil, supérieur au premier seuil ; et l'air insufflé dans la première pièce est prélevé à la deuxième entrée si ladite première concentration est supérieure audit deuxième seuil. L'invention se rapporte en outre à une installation de ventilation domestique, 20 comprenant : au moins un détecteur d'une concentration d'un composé gazeux polluant dans une pièce d'un bâtiment ; et un dispositif d'insufflation d'air dans ladite pièce et/ou un dispositif d'aspiration d'air de ladite pièce, ladite installation comprenant des moyens de mise en oeuvre du procédé tel que décrit ci-dessus. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, l'installation comporte l'une ou 25 plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - l'installation comprend un dispositif d'aspiration d'air de la pièce, ledit dispositif comprenant : un circuit d'air disposé entre une entrée, située dans la pièce, et une sortie, située à l'extérieur de la pièce ; un échangeur de chaleur disposé sur le circuit d'air et 30 apte à absorber de la chaleur de l'air aspiré ; et un dispositif de chauffage d'eau, apte à transférer à l'eau, de la chaleur de l'air aspiré, par l'intermédiaire dudit échangeur de chaleur ; - le détecteur est apte à détecter une concentration d'un composé gazeux polluant choisi parmi le radon et les composés organiques volatiles ; 3059084 3 - l'installation comprend en outre un appareil de chauffage d'air ou d'eau du bâtiment, le détecteur d'une concentration d'un composé gazeux polluant étant intégré audit appareil de chauffage ; - l'appareil de chauffage comporte en outre au moins un autre détecteur choisi 5 parmi un détecteur de présence et un détecteur d'hygrométrie ; - le dispositif d'insufflation d'air et/ou le dispositif d'aspiration d'air est intégré à l'appareil de chauffage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur 10 lesquels : la figure 1 est une représentation schématique d'une installation de ventilation domestique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une représentation schématique d'une installation de ventilation domestique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et 15 la figure 3 est une représentation schématique d'une installation de ventilation domestique selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Les figures 1, 2 et 3 représentent respectivement une première 10, une deuxième 110 et une troisième 210 installations de ventilation domestique, qui seront décrites simultanément ci-dessous. Les éléments communs aux installations 10, 110 et 210 sont 20 désignés par les mêmes numéros de référence. L'installation 10, 110, 210 comporte un bâtiment 12, qui définit un espace extérieur 14 et un espace intérieur 16. Dans le cas des première 10 et deuxième 110 installations, l'espace intérieur 16 est subdivisé en une première 18 et une deuxième 20 pièces, séparées par une cloison 22. 25 L'installation 10, 110, 210 comporte en outre un dispositif 24, 124, 224 d'insufflation et/ou d'aspiration d'air dans l'espace intérieur 16. Ledit dispositif sera décrit ci-après. L'installation 10, 110, 210 comporte en outre au moins un premier détecteur 26 d'une concentration Cl d'un composé gazeux polluant dans l'air de l'espace intérieur 16. 30 Dans les modes de réalisation des figures 1, 2 et 3, le premier détecteur 26 est intégré à un appareil 28, 128, 228 de chauffage d'air ou d'eau du bâtiment 12. Par exemple, les appareils 28 et 228 des figures 1 et 3 sont des radiateurs électriques ; l'appareil 128 de la figure 2 est un chauffe-eau thermodynamique, comprenant un circuit de pompe à chaleur. 35 Dans l'installation 10 de la figure 1, le premier détecteur 26 et le radiateur électrique 28 sont disposés dans la première pièce 18 ; l'installation 10 comprend en 3059084 4 outre un deuxième détecteur 30 du composé gazeux polluant, ledit deuxième détecteur 30 étant intégré à un deuxième appareil de chauffage 32 disposé dans la deuxième pièce 20. Dans les modes de réalisation des figures 1, 2 et 3, le composé gazeux polluant 5 détecté par le premier 26 et/ou deuxième 30 détecteur est le radon. En variante, ledit composé gazeux est un autre polluant, par exemple un composé organique volatile (COV) tel qu'un hydrocarbure. Un détecteur de radon utilisable dans le cadre de l'invention est décrit dans le document US4871914. Un tel détecteur, peu coûteux, est basé sur le comptage des 10 impulsions d'énergie de désintégration radioactive du radon. L'installation 10, 110, 210 comporte en outre une unité électronique 34 de régulation du dispositif 24, 124, 224 d'insufflation et/ou d'aspiration d'air dans l'espace intérieur 16. Ladite unité électronique 34 comprend au moins un microprocesseur et est reliée électroniquement au premier détecteur 26, à l'éventuel deuxième détecteur 30 et au 15 dispositif 24, 124, 224 comme décrit ci-après. De manière optionnelle, l'installation 10, 110, 210 comporte en outre un premier 36 et un deuxième 38 capteurs de pression (figure 1), respectivement situés dans l'espace extérieur 14 et dans l'espace intérieur 16, chacun desdits capteur étant relié à l'unité électronique 34. 20 De manière optionnelle, l'installation 10, 110, 210 comporte en outre d'autres capteurs (non représentés) reliés à l'unité électronique 34, tels que des capteurs d'hygrométrie et/ou des détecteurs de présence dans l'espace intérieur 16. Lesdits autres capteurs sont préférentiellement intégrés aux appareils de chauffage 28, 128, 228. L'installation 10 de la figure 1 est une installation double flux. En particulier, le 25 dispositif 24 comprend un premier circuit 40 d'insufflation d'air dans l'espace intérieur 16 et un second circuit 42 d'extraction d'air dudit espace intérieur 16. Le premier circuit 40 comporte une entrée d'air 44, située dans l'espace extérieur 14, et une première 46 et une deuxième 48 sorties d'air, respectivement situées dans les première 18 et deuxième 20 pièces du bâtiment 12. 30 Le deuxième circuit 42 comporte une sortie d'air 50, située dans l'espace extérieur 14, et une première 52 et une deuxième 54 entrées d'air, respectivement situées dans les première 18 et deuxième 20 pièces du bâtiment 12. Chacun des premier 40 et deuxième 42 circuits comprend en outre un dispositif motorisé 56, 58, d'insufflation et/ou d'aspiration d'air, entre la ou les entrées 44, 52, 54 et 35 la ou les sorties 46, 48, 50. Chacun des dispositifs motorisés 56, 58 est relié électroniquement à l'unité électronique 34. L'unité électronique 34 régule les dispositifs 3059084 5 motorisés 56, 58, respectivement selon un débit D d'air entrant et selon un débit D' d'air sortant. Dans le circuit 40 d'air entrant, chacune des deux sorties 46, 48 présente un débit d'air dl, d2. La somme desdits débits dl, d2 est égale au débit D d'air entrant. De même, 5 dans le circuit 42 d'air sortant, chacune des deux entrées 52, 54 présente un débit d'air d'1, d'2, la somme desdits débits étant égal au débit D' d'air sortant. Chacun des premier 40 et deuxième 42 circuits comprend en outre un régulateur de débit d'air 60, 62 de type registre. Le régulateur 60 d'air entrant est apte à modifier un ratio entre les débits d'air dl et d2 des deux sorties 46, 48. Le régulateur 62 d'air sortant 10 est apte à modifier un ratio entre les débits d'air d'1, d'2 des deux entrées 52, 54. De préférence, le dispositif 24 comprend en outre un récupérateur de chaleur 64. Ledit récupérateur 64, disposé à proximité de l'entrée d'air extérieur 44 et de la sortie d'air intérieur 50, est configuré de sorte à transférer, à l'air extérieur entrant, au moins une partie de la chaleur de l'air intérieur sortant. 15 L'installation 10 de la figure 1 est une installation dite « centralisée », c'est-à-dire équipant plusieurs pièces 18, 20 du bâtiment 12. Selon une variante dite « locale » à l'installation 10 de la figure 1, le premier 40 et le deuxième 42 circuits comprennent respectivement une seule sortie 46 et une seule entrée 52, situées dans la première pièce 18. La deuxième pièce 20 est équipée d'un dispositif analogue d'insufflation et 20 d'aspiration d'air. L'installation 110 de la figure 2 est une installation d'extraction centralisée. Le dispositif 124 comprend un circuit 142 d'extraction d'air de l'espace intérieur 16. De manière analogue au deuxième circuit 42 de la figure 1, le circuit 142 comporte : une sortie d'air 50, une première 52 et une deuxième 54 entrées d'air, un dispositif motorisé 25 58 d'aspiration d'air et un régulateur de débit d'air 62 entre les première 52 et deuxième 54 entrées. Le dispositif motorisé 58 d'aspiration d'air est régulé par l'unité électronique 34 comme décrit ci-dessus à l'appui de la figure 1. De préférence, le circuit 142 comporte en outre un échangeur de chaleur 164 apte à transférer au moins une partie de la chaleur de l'air intérieur sortant à l'appareil de 30 chauffage 128. Par exemple, l'échangeur de chaleur 164 a une fonction d'évaporateur dans le circuit de pompe à chaleur du chauffe-eau thermodynamique 128. L'installation 210 de la figure 3 est une installation à insufflation centralisée. Le dispositif 224 comprend un circuit 240 d'insufflation d'air dans l'espace intérieur 16. Le circuit 240 comprend notamment une première entrée d'air 244, une première 35 sortie d'air 246 et un dispositif motorisé 56 d'insufflation d'air. Ledit dispositif motorisé 56 est régulé par l'unité électronique 34 comme décrit ci-dessus à l'appui de la figure 1. 3059084 6 De préférence, le circuit 240 comprend en outre une deuxième sortie d'air (non représentée), chaque sortie desservant une pièce différente du bâtiment 12 comme dans le cas du premier circuit 40 de la figure 1. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le circuit 240 comprend en outre une 5 deuxième entrée d'air 266. La première entrée d'air 244 débouche au fond d'un puits climatique 268 aménagé à l'extérieur du bâtiment 12. De préférence, les parois du puits climatique 268 sont étanches au radon. La première entrée d'air 244 est donc située sous le niveau du sol. Au contraire, la deuxième entrée d'air 266 débouche sur l'air extérieur de l'espace extérieur 14, au- 10 dessus du niveau du sol. Le puits climatique permet d'atténuer les variations de température de l'air entrant, entre l'été et l'hiver, par rapport à l'air extérieur. Le circuit 240 comprend en outre un régulateur de débit d'air 270 entre les première 244 et deuxième 266 entrées. Le régulateur 270 permet notamment de moduler la température de l'air entrant, en fonction des températures au niveau des première 244 15 et deuxième 266 entrées et de la température souhaitée dans l'espace intérieur 16. Un procédé de fonctionnement de l'installation 10, 110, 210 va maintenant être décrit. Ce procédé est mis en oeuvre par l'intermédiaire d'un programme mémorisé dans l'unité électronique 34. Tout d'abord, au moins le premier détecteur 26 mesure une concentration de 20 radon dans l'espace intérieur 16. La concentration Cl mesurée est comparée à une première concentration seuil Cs,, mémorisée dans l'unité électronique 34. Si la concentration Cl est inférieure à la première concentration seuil Cs,, l'unité électronique 34 fixe le ou les débits D, D' du ou des dispositifs motorisés 56, 58, respectivement à une première valeur Dmin d'air entrant et à une première valeur D'min d'air 25 sortant. Les premières valeurs Dmin, D'min, mémorisées dans l'unité électronique 34, correspondent à un besoin minimal de ventilation pour assurer la qualité de l'air dans l'espace intérieur 16. En revanche, si la concentration Cl est supérieure à la première concentration 30 seuil Cs,, l'unité électronique 34 fixe le ou les débits D, D', respectivement à une deuxième valeur Dmax d'air entrant et à une deuxième valeur D'max d'air sortant. Chacune des deuxièmes valeurs Dmax d'air entrant et D'max d'air sortant est supérieure, respectivement aux premières valeurs Dmin d'air entrant et D'min d'air sortant. Les deuxièmes valeurs Dmax, D'max, dont la valeur est mémorisée dans l'unité 35 électronique 34, sont choisies de manière à assurer une évacuation rapide du radon de l'espace intérieur 16. 3059084 7 De préférence, les premières Dmin, D'min et deuxièmes Dmax, D'max valeurs sont choisies de sorte à maintenir une légère surpression dans l'espace intérieur 16 par rapport à l'espace extérieur 14. Une telle surpression permet de limiter ou d'éviter une pénétration du radon dans le bâtiment 12 depuis l'extérieur. 5 Selon une variante, seules les valeurs Dmin, Dmax pour l'air entrant sont mémorisées dans l'unité de régulation 34 ; les valeurs D'min, D'max pour l'air sortant sont adaptées par le programme afin de maintenir ladite surpression, sur la base des mesures des premier 36 et deuxième 38 capteurs de pression. L'inverse peut également être effectué. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, appliqué à l'installation 10 de la figure 1, chacun des premier 26 et deuxième 30 détecteurs mesure une concentration de radon , 02, respectivement dans la première pièce 18 et dans la deuxième pièce 20 de l'espace intérieur 16. Chaque concentration C,, 02 mesurée est comparée à la première concentration seuil Cs1. 15 Si les concentrations Cl et 02 sont toutes deux inférieures ou supérieures à ladite première concentration seuil Cs1, chacun des ratios di/d2 et d'i/d'2 est maintenu à une première valeur standard, mémorisée dans l'unité de régulation 34. Ladite valeur standard correspond à un premier réglage de chaque régulateur de débit d'air 60, 62. En revanche, si seule l'une desdites concentrations Cl et 02 est supérieure à ladite 20 première concentration seuil Csi, le réglage de chacun desdits régulateurs 60, 62 est modifié de sorte à maximiser le débit d'air dans la pièce concernée. Ainsi, la ventilation est favorisée dans la pièce nécessitant l'évacuation du radon. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, appliqué à l'installation 210 de la figure 3, la concentration Cl mesurée par le premier détecteur 26 est comparée à une 25 deuxième concentration seuil Cs2, mémorisée dans l'unité électronique 34 et préférentiellement supérieure à la première concentration seuil Cs1. Si Cl est supérieure à Cs2, le régulateur 270 favorise l'extraction de l'air entrant au niveau de la deuxième entrée 266, de manière à éviter l'extraction de l'air dans le puits climatique 268. Ce dernier présente en effet des risques supérieurs de pollution au radon. 30 Un autre mode de réalisation de l'invention s'applique au cas où l'installation 10, 110, 210 comprend un détecteur d'une présence dans l'espace intérieur 16. La concentration Cl mesurée par le premier détecteur 26 est comparée à une troisième concentration seuil Cs3, mémorisée dans l'unité électronique 34 et supérieure à la première concentration seuil Cs1. Si Cl est supérieure à Cs3 et si une présence est 35 détectée dans l'espace intérieur 16, un signal d'alerte visuel ou sonore est déclenché 3059084 8 dans le bâtiment 12, afin d'inciter les occupants à évacuer ledit bâtiment et/ou à en ouvrir les portes et les fenêtres pour en accélérer la ventilation. Un autre mode de réalisation de l'invention s'applique au cas où l'installation 10, 110, 210 comprend un capteur d'hygrométrie. Un signal d'alerte visuel ou sonore est 5 déclenché lorsque le capteur détecte un taux d'hygrométrie trop faible, par exemple inférieur à 30%. Un tel taux d'hygrométrie peut en effet réduire l'efficacité du détecteur de radon. De manière optionnelle, les signaux d'alerte décrits ci-dessus, ou encore des informations relatives au dépassement des différentes concentrations seuil Cs,, Cs2 et Cs3, 10 sont envoyés par l'unité de régulation 34 à des supports connectés de type téléphone, tablette ou ordinateur, ou encore à d'autres installations climatiques. En variante au procédé décrit ci-dessus, l'au moins un détecteur de radon est remplacé par un détecteur d'un autre polluant gazeux, par exemple d'un composé organique volatil tel qu'un hydrocarbure ou un aldéhyde. 15 REVENDICATIONS1.- Procédé de régulation d'une installation (10, 110, 210) de ventilation domestique, comprenant : - un premier détecteur (26) d'une première concentration (C1) d'un composé gazeux polluant dans une première pièce (18) d'un bâtiment (12) ; et - un dispositif (24, 124, 224) d'insufflation d'air dans ladite première pièce et/ou un dispositif d'aspiration d'air de ladite première pièce, le procédé comprenant les étapes suivantes : - insufflation et/ou aspiration d'air dans ladite première pièce selon un premier débit (Dmin, D'min) si la première concentration est inférieure à un premier seuil (C,1) ; et - insufflation et/ou aspiration d'air dans ladite première pièce selon un deuxième débit (Dmax, D'max), supérieur au premier débit, si ladite première concentration est supérieure audit premier seuil. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel : - le dispositif d'insufflation d'air et/ou le dispositif d'aspiration d'air est(sont) apte(s) à insuffler et/ou à extraire de l'air dans au moins une deuxième pièce (20) du bâtiment ; et - l'installation comprend en outre un deuxième détecteur (30) d'une deuxième concentration (C2) du composé gazeux polluant dans ladite deuxième pièce ; le procédé comprenant les étapes suivantes : - insufflation et/ou aspiration d'air dans ladite deuxième pièce selon un troisième débit (Dmin, D'min) si la deuxième concentration est inférieure au premier seuil ; et - insufflation et/ou aspiration d'air dans ladite deuxième pièce selon un quatrième débit (Dmax, D'max), supérieur au troisième débit, si la deuxième concentration est supérieure au premier seuil. 3.- Procédé selon la revendication 2, dans lequel : - le dispositif d'insufflation d'air et/ou le dispositif d'aspiration d'air comprend des moyens (60, 62) de réglage d'un ratio d'air insufflé et/ou d'air extrait entre les première et deuxième pièces ; et - le ratio est réglé à une première valeur si les première et deuxième concentrations (C1, C2) sont toutes deux inférieures ou supérieures au premier seuil ; et - le ratio est réglé à une deuxième valeur si l'une des première et deuxième concentrations est inférieure, et l'autre des première et deuxième concentrations est supérieure, au premier seuil. 3059084 10 4.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'installation (210) comporte un dispositif (224) d'insufflation d'air dans la première pièce, ledit dispositif comprenant : une sortie d'air (246) débouchant dans ladite première pièce, une première 5 entrée d'air (244) débouchant sur un puits climatique (268) et une deuxième entrée d'air (266) débouchant sur l'air extérieur au bâtiment ; le procédé comprenant les étapes suivantes : - l'air insufflé dans la première pièce est prélevé à la première entrée (244) si la première concentration est inférieure à un deuxième seuil (Cs2), supérieur au premier 10 seuil ; et - l'air insufflé dans la première pièce est prélevé à la deuxième entrée (266) si ladite première concentration est supérieure audit deuxième seuil. 5.- Installation (10, 110, 210) de ventilation domestique, comprenant : 15 - au moins un détecteur (26, 30) d'une concentration d'un composé gazeux polluant dans une pièce d'un bâtiment ; et - un dispositif (24, 124, 224) d'insufflation d'air dans ladite pièce et/ou un dispositif d'aspiration d'air de ladite pièce, ladite installation comprenant des moyens (34) de mise en oeuvre du procédé 20 selon l'une des revendications 1 à 4. 6.- Installation (110) selon la revendication 5, comprenant un dispositif (124) d'aspiration d'air de la pièce, ledit dispositif comprenant : - un circuit d'air (142) disposé entre une entrée (52, 54), située dans la pièce, et 25 une sortie (50), située à l'extérieur de la pièce ; - un échangeur de chaleur (164) disposé sur le circuit d'air et apte à absorber de la chaleur de l'air aspiré ; et - un dispositif (128) de chauffage d'eau, apte à transférer à l'eau, de la chaleur de l'air aspiré, par l'intermédiaire dudit échangeur de chaleur. 30 7.- Installation selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans laquelle le détecteur (26, 30) est apte à détecter une concentration d'un composé gazeux polluant choisi parmi le radon et les composés organiques volatiles. 35 8.- Installation selon l'une des revendications 5 à 7, comprenant en outre un appareil (28, 32, 128, 228) de chauffage d'air ou d'eau du bâtiment, le détecteur (26, 30) 3059084 11 d'une concentration d'un composé gazeux polluant étant intégré audit appareil de chauffage. 9.- Installation selon la revendication 8, dans lequel l'appareil de chauffage 5 comporte en outre au moins un autre détecteur choisi parmi un détecteur de présence et un détecteur d'hygrométrie. 10.- Installation selon la revendication 8 ou la revendication 9, dans lequel le dispositif (24, 124, 224) d'insufflation d'air et/ou le dispositif d'aspiration d'air est intégré à 10 l'appareil de chauffage (28, 32, 128, 228).