Brevet FR3082289A1 — publié le 20191213

Dispositif de ventilation d'espaces confinés, en particulier de type galerie L'invention a trait à un dispositif de ventilation d'un espace confiné comprenant au moins un conduit de ventilation débouchant d'une part dans cet espace confiné, et, d'autre part, à l'extérieur de celui-ci. Les espaces confinés de ce type comprennent notamment des ouvrages souterrains, typiquement des tunnels, en particulier des tunnels routiers ou ferroviaires. Les espaces confinés sont généralement équipés d'un dispositif de ventilation, capable de mettre en mouvement l'air qui se trouve à l'intérieur de cet espace et de contrôler ce 10 mouvement d'air. Le dispositif de ventilation présente d'abord une fonction sanitaire, laquelle consiste à renouveler l'air vicié, à l'intérieur de l'espace, par de l'air frais provenant de l'extérieur. Le dispositif de ventilation présente également une fonction sécuritaire, qui consiste, en 15 cas d'incendie, à agir sur les fumées générées de manière à les déplacer hors de l'espace ou, au contraire, les maintenir en une zone de cet espace. L'espace confiné peut être organisé de manière à accueillir une circulation d'air selon un premier chemin, s'étendant à l'intérieur de cet espace. Le dispositif de ventilation 20 comprend au moins un groupe ventilateur capable de mettre l'air en mouvement à l'intérieur de cet espace. Ce groupe ventilateur est par exemple monté en voûte, en plafond. ou en piédroit, selon la configuration de l'espace. En fonctionnement, le groupe ventilateur crée une circulation d'air selon le premier chemin. Le groupe ventilateur pousse la masse d'air le long du premier chemin. Le groupe ventilateur peut être 25 commandé de manière à. contrôler la vitesse de l'air le long du chemin. Pour les espaces peu étendus, cette configuration du dispositif de ventilation permet de renouveler l'air à l'intérieur de l'espace confiné en aspirant de l'air frais à une entrée de l'espace confiné et en refoulant l'air vicié à une sortie. 2 Dans certains cas, cette configuration du dispositif de ventilation peut se révéler insuffisante pour assurer convenablement les fonctions sanitaires et/ou sécuritaires. L'ouvrage comprend alors au moins un conduit de ventilation qui relie l'intérieur de l'espace confiné à l'extérieur de celui-ci. L'espace confiné est alors organisé pour accueillir une circulation d'air supplémentaire, selon un second chemin s'étendant de l'intérieur de l'espace confiné au conduit de ventilation. Un conduit de ventilation se trouve généralement à proximité de l'une au moins des extrémités de l'espace confiné Classiquement, le dispositif de ventilation comprend alors au moins un second groupe ventilateur, installé à l'intérieur de chaque conduit. Le second groupe ventilateur peut être mis en fonctionnement de manière à créer une circulation d'air selon le second chemin. Cela permet d'extraire de l'espace confiné de l'air vicié ou des fumées à travers le conduit de ventilation. Cela permet également d'insuffler de l'air frais dans cet espace, à travers le conduit de ventilation, en inversant le sens de rotation du second groupe ventilateur. Dans le cas d'espaces confinés plus étendus, on a l'habitude de raisonner par portions d'espace. Chaque portion est équipée d'un groupe ventilateur, par exemple à équidistance des extrémités d'un tronçon de galerie. Le cas échéant, le ou les conduits de ventilation sont équipés de seconds groupes ventilateurs. Ces conduits se trouvent généralement au voisinage d'une extrémité d'une portion respective, ou éloignés du groupe ventilateur de la portion. Selon la configuration de l'ouvrage, il n'est pas toujours possible, ou du moins souhaitable, d'installer un dispositif de ventilation du type décrit plus haut. C'est le cas, par exemple, lorsque l'espace confiné ou la portion d'espace est assez peu étendu. C'est également le cas lorsque l'espace confiné se raccorde à un espace confiné d'un ouvrage existant, équipé de son propre dispositif de ventilation. Ce peut être le cas aussi lorsque l'ouvrage comporte plusieurs espaces confinés dans une disposition mutuelle telle que la configuration prévue ne peut plus être envisagée, pour l'un au moins de ces espaces. La Demanderesse s'est fixée pour objectif d'améliorer la situation et de repenser la manière dont sont généralement conçus les dispositifs de ventilation pour les espaces confinés. 5 On propose un dispositif de ventilation d'un espace confiné du type comprenant au moins un conduit de ventilation qui débouche d'une part dans l'espace confiné, et, d'autre part, à l'extérieur de cet espace confiné. L'espace confiné est organisé pour accueillir une circulation d'air selon un premier chemin à l'intérieur de l'espace confiné, et une circulation d'air selon un second chemin s'étendant de l'intérieur de l'espace 10 confiné au conduit de ventilation. Le dispositif comprend en outre une zone de transition organisée dans l'espace confiné, entre le premier chemin et le second chemin, au moins un groupe ventilateur disposé dans l'espace confiné de manière à refouler de l'air en la zone de transition et au moins un registre monté dans l'espace confiné, en la zone de transition. Le registre peut être commandé entre un premier état où il conduit 15 l'air refoulé par le groupe ventilateur majoritairement selon le premier chemin et un second état où il conduit cet air majoritairement selon le second chemin. Le dispositif de ventilation proposé peut être opéré selon des modes de fonctionnement différents, selon l'état du ou des registres, et, le cas échéant, le sens de rotation du 20 groupe ventilateur. Le dispositif de ventilation proposé peut fonctionner avec un unique groupe ventilateur pour le ou les espaces, ou par portions d'espace. Contrairement aux dispositifs classiques, il est dépourvu de groupe ventilateur secondaire dans le conduit de ventilation. 25 Le groupe ventilateur du dispositif proposé assure à lui seul les fonctions habituellement dévolues à plusieurs groupes ventilateurs. 1 peut ainsi contribuer à extraire de l'air de l'espace confiné au travers du conduit de ventilation, ou insuffler de l'air frais dans cet espace à travers ce conduit. 11 peut également contribuer à contrôler une vitesse d'écoulement de l'air dans l'espace confiné. 30 4 Le registre permet au groupe ventilateur d'hériter de pratiquement l'ensemble des propriétés des ventilateurs classiques : extracteur, insufflateur et accélérateur. Le ventilateur agit en tant qu'extracteur, insufflateur ou accélérateur, selon l'état du registre. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de remplacement sont énoncées ci-après. - Le dispositif comprend en outre au moins un registre supplémentaire monté dans l'espace confiné, en la zone de transition. Le registre supplémentaire est disposé d'un 10 côté du groupe ventilateur opposé audit registre. Le registre supplémentaire peut être commandé entre un état où il conduit de l'air aspiré par le groupe ventilateur selon le premier chemin et le second chemin et un état où il isole cet air aspiré de l'espace confiné. 15 - La zone de transition comprend une niche ménagée l'espace confiné, et le groupe ventilateur est logé dans cette niche. - Le registre ferme en partie au moins la niche dans la position où il conduit l'air refoulé du groupe ventilateur selon le second chemin. 20 - Le registre isole le second chemin de l'espace confiné sur une partie de ce chemin située en aval du groupe ventilateur. - Au moins un registre comprend un déflecteur monté à pivotement dans l'espace 25 confiné, en la zone de transition. Le déflecteur peut être déplacé entre une position où il dirige l'air refoulé par le groupe ventilateur majoritairement selon le premier chemin et une position où il dirige cet air majoritairement selon le second chemin. - Au moins un registre comprend un déflecteur monté à pivotement dans l'espace 30 confiné, en la zone de transition. Ce déflecteur peut être pivoté entre une position où il dirige de l'air aspiré par le groupe ventilateur selon le premier chemin et le second chemin, et une position où il isole cet air aspiré de l'espace confiné - Le dispositif comprend en outre au moins une aube directrice disposée en la zone de transition pour guider Pair refoulé vers le conduit de ventilation. 5 - La zone de transition est disposée entre un espace confiné et un espace confiné supplémentaire organisé pour accueillir une circulation d'air selon un troisième chemin dans l'espace confiné supplémentaire et une circulation d'air selon un quatrième chemin s'étendant de l'intérieur de l'espace confiné supplémentaire au conduit de ventilation. La zone de transition se trouve en outre entre le troisième chemin et le quatrième chemin. 10 Le dispositif comprend en outre au moins un registre supplémentaire monté dans l'espace confiné supplémentaire, en la zone de transition. Le -registre supplémentaire peut être commandé entre un état où il conduit l'air refoulé par le groupe ventilateur selon le troisième chemin et une position où il conduit cet air selon le quatrième chemin. 15 - La zone de transition comporte une cheminée reliant l'espace confiné à un espace confiné supplémentaire organisé pour accueillir une circulation d'air selon un troisième chemin s'étendant de l'intérieur de l'espace confiné à ladite cheminée La cheminée débouche dans la zone de transition, d'un côté du groupe ventilateur opposé audit 20 registre. Le dispositif comprend en outre un registre supplémentaire monté dans l'espace confiné, en la zone de transition, d'un côté du groupe ventilateur opposé audit registre. Le registre supplémentaire peut être commandé entre un état où il conduit l'air aspiré par le groupe ventilateur selon le premier et le second chemin et un état où il conduit l'air du troisième chemin vers le groupe ventilateur. 25 - Le registre supplémentaire isole le groupe ventilateur du reste de l'espace confiné, d'un côté du groupe ventilateur opposé audit registre, lorsque le registre supplémentaire se trouve dans l'état où il conduit l'air du troisième chemin vers le groupe ventilateur. 30 - L'espace confiné comprend au moins un espace allongé, en particulier de type galerie, le premier chemin s'étend le long de cet espace allongé, 6 - L'espace confiné est organisé en outre pour accueillir une circulation d'air selon un. chemin inverse de l'un au moins du premier chemin et du second chemin. Le groupe ventilateur est disposé dans l'espace confiné de manière à aspirer de l'air en la zone de transition. Lorsqu'il est dans le premier état, le registre conduit l'air aspiré par le groupe ventilateur majoritairement selon un chemin inverse du premier chemin et/ou, est dans le second état, le registre conduit cet air majoritairement selon second chemin. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels : 10 La figure 1 montre un dispositif de ventilation pour un ouvrage souterrain d'un premier type, dans un premier mode de fonctionnement ; La figure 2 est analogue à la figure 1, le dispositif de ventilation étant dans un 15 second mode de fonctionnement ; La figure 3 est analogue à la figure I, le dispositif de ventilation étant dans un troisième mode de fonctionnement ; et 20 - Les figures 4 à 8 montrent un dispositif de ventilation pour un ouvrage souterrain d'un second type, dans des modes de fonctionnement différents les uns des autres ; Les figures 9 à 12 montrent un dispositif de ventilation pour un ouvrage 25 souterrain d'un troisième type, dans des modes de fonctionnement différents les uns des autres. Les dessins annexés contiennent des éléments de caractère certain. Ils pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas 30 échéant. On fait référence aux figures 1 à 3. 7 Elles montrent un espace confiné sous la forme d'une portion de tunnel 1. Ce tunnel 1 comprend ici une galerie principale 3 unique, ou un tronçon d'une telle galerie. La galerie 3 abrite ici une chaussée 5 destinée à la circulation de véhicules automobiles. En 5 variante, la galerie 3 peut être organisée pour la circulation ferroviaire, ou tout autre type de circulation. La galerie principale 3 est par exemple voûtée. La galerie 3 est agencée de manière à accueillir une circulation d'air selon un premier chemin, essentiellement longitudinal, qui va d'une entrée 3E de la galerie 3, ou d'une portion amont d'un tronçon de galerie 3, à une sortie 3S de cette galerie 3, ou d'une portion aval 10 du tronçon de galerie 3. Le tunnel 1 comprend un conduit de ventilation qui débouche d'une part dans la galerie 3, entre l'entrée 3E et la sortie 3S de celle-ci, et, d'autre part, à l'extérieur de cette galerie 3. Ce conduit prend ici la forme d'un puits de ventilation, ou premier puits 7, qui relie la galerie 3 à la surface. La galerie 3 est en outre agencée pour accueillir une circulation d'air selon un second chemin, lequel s'étend ici de l'intérieur de la galerie 3 au premier puits 7. Le premier puits 7 peut être dépourv-u de ventilateur. Le tunnel 1 est équipé d'un dispositif de ventilation pour la galerie 3. Ce dispositif 20 comprend une zone de transition 10, organisée dans la galerie 3, entre le premier chemin et le second chemin. Ici, la zone 10 se trouve entre l'entrée 3E de la galerie 3 et le premier puits 7. Le dispositif de ventilation comprend en outre au moins un groupe ventilateur 1.1. 25 installé dans la galerie 3, en la zone de transition 10. Le groupe ventilateur 11 est capable de produire un tiux d'air axial. Le sens de ce flux d'air est fonction du sens de rotation du groupe ventilateur 11. Le groupe ventilateur 11 est disposé dans le tunnel 1 de manière à mettre de l'air en mouvement selon la direction longitudinale de la galerie 3. 30 La zone de transition 10 comprend ici un plafond 13. Le groupe ventilateur 11 est fixé ici à ce plafond 13. Le plafond 13 est ménagé dans la voûte de la galerie 3. Le plafond 8 13 se trouve ici en retrait par rapport à la voûte de la galerie principale 3, au fond d'une niche 14 ménagée dans la voûte. Autrement dit, la zone de transition 10 comprend ici la niche 14. En variante, le plafond 13 fait saillie de cette voûte. Dans une autre variante encore, la zone de transition 10 est dépourvue de plafond 13 et le groupe ventilateur 11 5 est fixé à la voûte. Et dans une autre variante encore, la galerie 3 présente un plafond en remplacement de la voûte. Le premier puits 7 se termine au plafond 13 en une bouche 15. La bouche 15 est décalée du groupe ventilateur 11 dans la direction longitudinale de la galerie 3. Le premier puits 10 7 débouche dans la niche 14, d'un côté du groupe ventilateur 11 qui peut-être un côté refoulement. L'air refoulé du groupe ventilateur 11 peut s'écouler selon un premier trajet 18 qui va du groupe ventilateur 11 à la bouche 15 du premier puits 7, d'abord généralement selon la direction longitudinale de la galerie 3 puis généralement selon une direction perpendiculaire à cette direction. 15 À proximité de la bouche 15, le premier puits 7 s'étend ici d'une manière généralement verticale. D'autres configurations du premier puits 7 peuvent être envisagées, au moins à proximité de la bouche 15. 20 Le dispositif de ventilation comprend ici un ensemble optionnel d'aubes directrices, ou premières aubes 17, qui est disposé dans la galerie 3, en la zone de transition 10, de manière à guider le flux d'air refoulé du groupe ventilateur 11 vers la bouche 15 du premier puits 7 selon le premier trajet 18. Sur ce premier trajet 18, le flux d'air s'écoule du groupe ventilateur 11 aux premières aubes 17 généralement selon la direction 25 longitudinale de la galerie 3 et des premières aubes 17 à la bouche 15 du premier puits généralement selon une direction normale à la direction longitudinale de la galerie 3. Les premières aubes 17 sont logées ici dans la niche 14, entre la voûte de la galerie 3 et le plalhnd 13. Ces premières aubes 17 sont disposées dans l'axe du groupe ventilateur 11. 30 Par exemple, une partie au moins des premières aubes directrices 17 est disposée au droit de la bouche 15 du premier puits 7. Cette partie est agencée de manière à orienter 9 une partie au moins du flux d'air amont en un flux d'air aval dirigé principalement de manière orthogonale au flux d'air aval. Les premières aubes 17 peuvent prendre la forme d'ailettes au profil généralement courbé. Le dispositif de ventilation comprend encore un organe déflecteur 19 qui est monté mobile par rapport à la galerie 3. L'organe déflecteur 19 est disposé dans la zone de transition 10, entre le groupe ventilateur 11 et la bouche 15 du puits 7 suivant la direction longitudinale de la galerie 3. Ici, l'organe déflecteur 19 est interposé entre le groupe ventilateur 11 et les premières aubes 17 suivant la direction longitudinale de la 10 galerie principale 3. L'organe déflecteur 19 peut être déplacé par rapport à la galerie principale 3 entre une première position, conforme à la figure 2, ou position inactive, où il se trouve à l'écart dû premier trajet 18, et une seconde position, conforme à la figure 1, ou position active, 15 où il se trouve en travers de ce premier trajet 18. L'organe déflecteur 19 est agencé pour guider, dans cette position active, un flux d'air incident selon un second trajet 21, qui va du groupe ventilateur 11 à l'intérieur de la galerie principale 3, et le long de celle-ci. Selon ce second trajet 21, l'air s'écoule du groupe REVENDICATIONS1. Dispositif de ventilation d'un espace confiné (3, 3A) du type comprenant au moins un conduit de ventilation (7, 29) qui débouche d'une part dans l'espace confiné (3, 3A), et, d'autre part, à l'extérieur de cet espace confiné (3, 3A), l'espace confiné (3, 3A) étant organisé pour accueillir une circulation d'air selon un premier chemin (27;21, 39;51) à l'intérieur de l'espace confiné (3, 3A), et une circulation d'air selon un second chemin (27;18, 39;62) s'étendant de l'intérieur de l'espace confiné (3, 3A) au conduit de ventilation (7, 29), caractérisé en ce que le dispositif comprend une zone de transition (10) organisée dans l'espace confiné (3, 3A), entre le premier chemin (27;21, 39;51) et le second chemin (27;18, 39;62), au moins un groupe ventilateur (11) disposé dans l'espace confiné (3, 3A) de manière à refouler de l'air en la zone de transition (10) et au moins un registre (19, 59, 61) monté dans l'espace confiné (3, 3A), en la zone de transition (10), et en ce que le registre (19, 59, 61) peut être commandé entre un premier état où il conduit l'air refoulé par le groupe ventilateur (11) majoritairement selon le premier chemin (27;21, 39;51) et un second état où il conduit cet air majoritairement selon le second chemin (27;18, 39;62). 2. Dispositif selon la revendication 1 comprenant en outre au moins un registre 20 supplémentaire (25, 47, 49) monté dans l'espace confiné (3, 3A), en la zone de transition (10), le registre supplémentaire (25, 47, 49) est disposé d'un côté du groupe ventilateur (11) opposé audit registre (19, 59, 61), et en ce que le registre supplémentaire (25, 47, 49) peut être commandé entre un état où il conduit de l'air aspiré par le groupe ventilateur (11) selon le premier chemin (27;21, 39;51) et le second chemin 25 (27;18, 39;62) et un état où il isole cet air aspiré de l'espace confiné (3, 3A). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la zone de transition (10) comprend une niche (14) ménagée l'espace confiné (3, 3A), et le groupe ventilateur (11) est logé dans cette niche (14). 30 29 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le registre (19, 59, 61) ferme en partie au moins la niche (14) dans la position où il conduit Pair refoulé du groupe ventilateur (11) selon. le second chemin (27;18, 39;62). 5 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel le registre (19, 59, 61) isole le second chemin (27;18, 39;62) de l'espace confiné (3, 3A) sur une partie de ce chemin située en aval du groupe ventilateur (11). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un 10 registre (19, 59, 61) comprend un déflecteur monté à pivotement dans l'espace confiné (3, 3A), en la zone de transition -(10), et_ en ce que le déflecteur peut être déplacé entre une position où il dirige Pair refoulé par le groupe ventilateur (11) majoritairement selon le premier chemin (27;21, 39;51) et une position où il dirige cet air majoritairement selon le second chemin (27;18, 39;62). 15 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un registre (19, 59, 61) comprend un déflecteur monté à pivotement dans l'espace confiné (3, 3A), en la zone de transition (10), ce déflecteur peut être pivoté entre une position où il dirige de l'air aspiré par le groupe ventilateur (11) selon le premier chemin (27;21, 39;51) et le second chemin (27;18, 39;62), et une position où il isole cet air aspiré de l'espace confiné (3, 3A). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre au moins une aube directrice (17) disposée en la zone de transition (10) pour guider l'air refoulé 25 vers le conduit de ventilation (7). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la zone de transition (10) est disposée entre un espace confiné (3, 3A) et un espace confiné supplémentaire (3B) organisé pour accueillir une circulation d'air selon un troisième 30 chemin (43;53) dans l'espace confiné supplémentaire (3B), et une circulation d'air selon un quatrième chemin (43;62) s'étendant de l'intérieur de l'espace confiné supplémentaire (3B) au conduit de ventilation (7, 29), la zone de transition (10) se trouvant en outre 30 entre le troisième chemin (43;53) et le quatrième chemin, et le dispositif comprend en outre au moins un registre supplémentaire (59;61) monté dans l'espace confiné supplémentaire (3B), en la zone de transition (10), et en ce que le registre supplémentaire (59;61) peut être commandé entre un état où il conduit Pair refoulé par 5 le groupe ventilateur (11) selon le troisième chemin (43;53) et une position où il conduit cet air selon le quatrième chemin (43;62). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la zone de transition (10) comporte une cheminée (65) reliant l'espace confiné (3, 3A) à un espace confiné 10 supplémentaire (3B) organisé pour accueillir une circulation d'air selon un troisième chemin- s'étendant de l'intérieur de l'espace confiné (3, 3A) à ladite cheminée (65), lu cheminée (65) débouchant dans la zone de transition (10) d'un côté du groupe ventilateur (11) opposé audit registre (19), et le dispositif comprend en outre un registre supplémentaire (25) monté dans l'espace confiné (3. 3A), en la zone de transition (10), 15 d'un côté du groupe ventilateur (11) opposé audit registre (19), le registre supplémentaire (25) pouvant être commandé entre un état où il conduit l'air aspiré par le groupe ventilateur (11) selon le premier et le second chemin et un état où il conduit l'air du troisième chemin vers le groupe ventilateur (11). 20 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le registre supplémentaire (25) isole le groupe ventilateur (11.) du reste de l'espace confiné (3, 3A), d'un côté du groupe ventilateur (11) opposé audit registre (19), lorsque le registre supplémentaire (25) se trouve dans l'état où il conduit l'air du troisième chemin vers le groupe ventilateur (11). 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'espace confiné (3, 3A) comprend au moins un espace allongé, en particulier de type galerie, le premier chemin (27;21, 39;51) s'étend le long de cet espace allongé. 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'espace confiné (3, 3A) est organisé en outre pour accueillir une circulation d'air selon un chemin inverse de l'un au moins du premier chemin (27;21, 39;51) et du second chemin (27;18, 39;62), le groupe ventilateur (11) étant disposé dans l'espace confiné (3, 3A) de