Brevet FR3129462A1 — publié le 20230526

Support de fixation d’une tourelle d’extraction d’un flux de fluide, système d’extraction d’un flux de fluide et procédé de régulation L’invention concerne un support de fixation (10) d’une tourelle d’extraction (20) d’un flux de fluide à un conduit d’extraction (30) maçonné de flux de fluide. Selon l’invention, le support de fixation (10) comprenant, d’une part, au moins un site de mesure (40) de pression qui est positionné de façon à être exposé à l’écoulement d’un flux de fluide afin d’en mesurer la pression, et d’autre part, un réducteur de perturbation aéraulique disposé à proximité du site de mesure (40) de pression. L’invention concerne également un système d’extraction comportant le support de fixation (10) et un ventilateur (200), le procédé de régulation de la vitesse de rotation du ventilateur étant également objet de l’invention Figure pour l’abrégé : Fig.2] Support de fixation d’une tourelle d’extraction d’un flux de fluide, système d’extraction d’un flux de fluide et procédé de régulation L'invention concerne un support de fixation et une tourelle d’extraction d’un flux de fluide d’un conduit d’extraction maçonné. L’invention concerne plus largement le domaine de l’aéraulique et de l’extraction de flux de gaz telle que l’extraction d’air ou de gaz viciés de l’installation aéraulique d’un bâtiment. L’air vicié peut correspondre à de l’air humide que l’on peut par exemple retrouver dans les salles de bain ou les cuisines. Cependant, l’extraction de gaz vicié peut également concerner un flux de gaz chargé en CO2, en formaldéhyde, en radon ou tous autres gaz de rejet issus d’une activité humaine. Le support de fixation et la tourelle de ventilation selon l’invention sont plus particulièrement destinés à la ventilation des bâtiments construits avant 1982 et qui possèdent des conduits de ventilation maçonnés. Ces conduits de ventilation sont poreux et deviennent fuyards lorsque les dépressions générées par le système de ventilation excèdent les 80 Pa. A l’inverse, la ventilation mécanique contrôlée dite « classique » et connue sous l’acronyme « VMC », fournit des plages de dépression allant jusqu’à 300 Pa. Ainsi, on considère que l’invention se rapporte plus particulièrement à l’extraction de gaz à basse pression. On connaît des procédés de la régulation de la vitesse de rotation d’un ventilateur d’extraction d’air vicié. Par exemple, le document EP 3 348 922 décrit un procédé de régulation de la vitesse de rotation d'un ventilateur d'extraction d'air vicié d'une installation comportant une pluralité de conduits d'extraction. Ce procédé vise à réguler la vitesse de rotation du ventilateur de la tourelle d’extraction en fonction de la pression mesurée en amont du ventilateur. Dans ce document, les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation du flux de gaz dans la conduite considérée. Par ailleurs, dans le contexte technique de l’invention, le terme « pression » est interprété dans son sens relatif, il permet notamment de désigner une dépression générée par le ventilateur par rapport à la pression atmosphérique. Pour ce type d’application, on utilise habituellement une tourelle d’extraction d’air couplée à un pavillon d’aspiration. Le pavillon d’aspiration fait également office de support de fixation de la tourelle d’extraction sur le débouché du conduit d’extraction d’air maçonné. La tourelle d’extraction se compose d’une chambre d’extraction d’air dans laquelle est disposé un ventilateur motorisé monté sur un stator. La tourelle d’extraction comporte également des moyens électroniques pour piloter la vitesse de rotation du ventilateur en fonction de la pression mesurée en sortie du conduit d’extraction. Le pavillon d’aspiration est une pièce de jonction rudimentaire qui comporte une partie basse sous forme d’une embase de fixation surmontée d’une virole qui rentre dans la chambre d’extraction. La virole peut présenter une forme conique, tronconique ou bien évasée. Ainsi, le flux d’air est dirigé vers le ventilateur de la tourelle d’extraction. Les inventeurs ont observé que ce type de tourelles d’extraction présentait des perturbations de flux d’air importantes en débouché du conduit d’extraction maçonné mais aussi au sein de la virole du pavillon d’aspiration. Ces perturbations de flux rendent le suivi de la pression complexe tant au niveau du débouché du conduit d’extraction que de la virole. En effet, des mesures de pression à différentes vitesses de rotation présentent un manque de fiabilité qui est liée à une fluctuation importante de la valeur de la pression mesurée. Or, ce manque de fiabilité empêche la mise en place d’un modèle mathématique robuste pour suivre l’évolution de la pression et du débit dans le conduit d’extraction. Par exemple, à faible pression et à haut débit les perturbations vont engendrer une entrée importante d’air dans le capteur de pression faussant la mesure. De plus, la virole constitue une entretoise qui génère un espacement entre la paroi inférieure du ventilateur et la bouche d’aspiration. De l’air en surpression par rapport à la pression du flux de gaz extrait du conduit peut alors s’engouffrer dans le ventilateur depuis l’environnement extérieur. Ceci entraine par ailleurs une perte de rendement d’extraction. De plus, les conduits de ventilation débouchent généralement sur des débouchés de forme parallélépipédique qui présente une section transversale rectangulaire. Les inventeurs ont constaté que la pression en sortie de ces débouchés n’est pas toujours uniforme à même instant t selon que la mesure de pression soit faite du grand côté ou du petit côté de la section rectangulaire. Or, l’efficience d’un procédé de régulation tel que décrit par le document EP 3 348 922, est conditionnée par la mise en place d’un modèle mathématique détermination de la pression et du débit en amont du ventilateur de la tourelle d’extraction. L’invention vise à pallier l’ensemble de ces inconvénients. L’invention vise à fournir une solution technique permettant d’effectuer des mesures de pression précises en sortie du débouché du conduit d’extraction maçonné. L’invention vise à fournir une solution technique qui permet la construction d’un modèle mathématique tel qu’une courbe, pour suivre l’évolution de la pression dans le conduit d’extraction en amont du ventilateur. L’invention vise plus particulièrement à fournir un support de fixation d’une tourelle d’extraction qui permet de réduire les perturbations de flux d’air observées par les inventeurs. L’invention propose une solution pour améliorer la fixation d’une tourelle d’extraction d’air sur un débouché de conduit d’extraction maçonné. L’invention vise à améliorer l’efficacité d’une tourelle d’extraction d’air. Plus particulièrement, l’invention vise à améliorer l’extraction d’air à basse pression (dépression de 80 Pa), par exemple, pour des conduits d’extraction maçonnés des bâtiments construits avant les années 1980. L’invention vise aussi à fournir une tourelle d’extraction d’air configurée pour être montée sur un débouche de conduit d’extraction maçonnée d’un bâtiment ancien. L’invention vise à améliorer le procédé de régulation de la vitesse de ventilation du ventilateur d’une tourelle d’extraction d’air. L’invention vise à fournir une solution efficace pour la réhabilitation des bâtiments anciens et notamment en ce qui concerne leurs conduits d’extraction d’air vicié. A cet effet, un premier aspect de l’invention se rapporte à un support de fixation d’une tourelle d’extraction d’un flux de fluide à un conduit d’extraction maçonné de flux de fluide, le support de fixation comprenant un corps annulaire qui comporte : une ouverture centrale laissant s’écouler un flux de fluide, une face inférieure définissant une première interface d’assemblage avec un débouché d’un conduit d’extraction maçonné, une face supérieure définissant une seconde interface d’assemblage avec la tourelle d’extraction d’air, un bord interne s’étend entre la face supérieure et la face inférieure et délimite radialement l’ouverture centrale, Selon l’invention le support de fixation se caractérise en ce qu’il comporte, d’une part, au moins un site de mesure de pression qui est positionné au niveau du bord interne entre la face supérieure et la face inférieure du corps annulaire, le site de mesure de pression permettant de mesurer la pression du flux fluide s’écoulant au travers de l’ouverture centrale, et d’autre part, un réducteur de perturbation aéraulique disposé au niveau du bord interne à proximité du site de mesure de pression. Le réducteur de perturbation aéraulique permet de ménager sur la paroi du bord interne une zone pariétale qui est protégée des perturbations générées par le ventilateur d’extraction et/ou la déviation de l’écoulement pariétal du flux de fluide au sein du conduit d’extraction maçonné. Cette zone pariétale est en revanche exposée à l’écoulement global du flux de fluide tel qu’un flux d’air vicié, le site de mesure est positionné dans cette zone pariétale, où il est possible d’effectuer des mesures successives fiables permettant l’établissement d’un modèle mathématique du débit et de la pression. Le réducteur de perturbation permet de réduire les fluctuations de la valeur de la pression mesurée au niveau site de mesure de pression. Dans des modes de réalisation du premier aspect de l’invention, le réducteur de perturbation aéraulique peut être formé par une courbure qui s’étend au niveau du bord interne, le site de mesure de pression étant disposé au niveau de la courbure convexe du bord interne, la courbure s’étend, d’une part, longitudinalement et de manière convexe entre la face supérieure et la face inférieure du corps annulaire, la courbure étant convexe par rapport à un axe B-B longitudinal autour duquel le corps annulaire s’étend radialement, et d’autre part, radialement au moins partiellement autour de l’ouverture centrale, de préférence, la courbure s’étend radialement en toutes sections radiales du bord interne. Le caractère bombé du bord interne permet de réduire les perturbations environnant le site de mesure de pression qui est positionné dans une zone pariétale déterminée du bord interne. Plus particulièrement, la courbure convexe peut comporter un apex qui définit un rétrécissement d’un diamètre de l’ouverture centrale, la courbure convexe s’évasant respectivement de part et d’autre de l’apex afin d’augmenter le diamètre de l’ouverture centrale en direction de la face inférieure et de la face supérieure du corps annulaire. Le caractère évasé de la courbure de part et d’autre de l’apex permet de dévier les perturbations sans perturber l’écoulement général du flux d’air vicié. Selon cette configuration, le site de mesure de pression est disposé entre l’apex et la face inférieure du corps annulaire. En effet, dans cette zone pariétale, les perturbations liées à la déviation du flux d’air pariétal du conduit d’évacuation et les perturbations liées à la rotation du ventilateur sont toutes deux éliminées. Les mesures de pression sont ainsi plus précises. De fait, on peut établir un modèle mathématique d’évolution du débit et de la pression afin de réguler la vitesse de rotation du ventilateur. De fait il est possible d’optimiser le procédé d’extraction d’air vicié à basse pression (dépression de 80 Pa) pour des conduits d’extraction maçonnés des bâtiments construits avant les années 1980. Dans des modes de réalisation du premier aspect de l’invention, le support de fixation peut comporter au moins deux sites de mesure, les deux sites de mesure étant distants radialement d’au moins 30°. Les conduits d’extraction comportant des débouchés généralement de forme parallélépipédique de section transversale rectangle, la pression mesurée du grand et du petit côté n’est pas toujours la même. De fait, avoir deux sites de mesure espacés radialement permet faire une moyenne de la pression pour estimer la valeur réelle de la pression en débouché du conduit d’extraction. La moyenne de pression mesurée à un instant t au niveau de chaque site de mesure permet d’obtenir des mesures plus fiables et représentatives de la pression dans le conduit d’extraction. Dans des modes de réalisation du premier aspect de l’invention, le site de mesure peut comporter un capteur de pression affleurant au niveau d’une paroi du bord interne. Dans des modes de réalisation du premier aspect de l’invention, le site de mesure peut comporter un canal affleurant la paroi du bord interne, le canal véhiculant le flux de fluide vers un capteur de pression déporté par rapport au support de fixation. Dans des modes de réalisation du premier aspect de l’invention, le corps annulaire peut être réalisé en béton ou dans un matériau métallique. Dans des modes de réalisation du premier aspect de l’invention, lorsque le corps annulaire est réalisé en béton, le support de fixation comporte un insert noyé dans le béton, l’insert formant le canal qui véhicule le flux de fluide vers le capteur de pression. En particulier, l’insert peut comporter au moins deux ergots saillants qui sont pris dans le béton afin d’empêcher la rotation de l’insert sur lui-même. Dans des modes de réalisation du premier aspect de l’invention, la face supérieure du corps annulaire peut être plane. Cependant, plus généralement la face supérieure du corps annulaire peut présenter une forme complémentaire de la forme du ventilateur afin d’être ajustée à ce dernier. Dans des modes de réalisation du premier aspect de l’invention, le corps annulaire comporte un élément d’étanchéité annulaire qui s’étend sur le pourtour de l’ouverture centrale, l’élément d’étanchéité est saillant du corps annulaire, au niveau, de la jonction entre le bord interne et la face supérieure. L’élément d’étanchéité permet d’ajuster la face supérieure du corps annulaire au système de ventilation afin de limiter l’entrée de flux d’air extérieur dans le conduit d’extraction. Dans des modes de réalisation du premier aspect de l’invention, la face inférieure du corps annulaire est texturée. Ceci permet une meilleure accroche de la colle ou d’un enduit à la face inférieure du support de fixation lorsque le support de fixation est solidarisé au débouché d’un conduit d’extraction maçonné. Dans des modes de réalisation du premier aspect de l’invention, le corps annulaire est délimité latéralement par un bord périphérique qui présente une portion inclinée qui est équipée de moyens de fixation de la tourelle d’extraction. Un second aspect de l’invention concerne un système d’extraction d’un flux de fluide monté sur un conduit d’extraction maçonné d’un flux de fluide, le système comprenant : un support de fixation conforme du premier aspect de l’invention, le support de fixation comportant : une première interface d’assemblage avec un débouché du conduit d’extraction maçonné, le support de fixation permettant de solidariser le système d’extraction au débouché du conduit d’extraction maçonné, et un site de mesure de pression qui permet de mesurer la pression du flux de fluide en sortie du conduit d’extraction maçonné ; une tourelle d’extraction comportant, d’une part, un ventilateur ajusté à la seconde interface d’assemblage du support de fixation, et d’autre part, des moyens électroniques comportant un capteur de pression connecté au site de mesure de pression du support de fixation, les moyens électroniques pilotant la vitesse de rotation du ventilateur en fonction de la pression mesurée par le capteur de pression. Le caractère ajusté du ventilateur au support de fixation permet de limiter l’entrée de flux d’air extérieur dans le conduit d’extraction sur lequel est montée le système d’extraction. Ceci permet d’améliorer l’extraction d’air à basse pression, de réduire les perturbations aérauliques externes. De plus, le système d’extraction intègre le support de fixation du premier aspect de l’invention et bénéficie de ses avantages techniques qui permettent de fournir des mesures de pression homogène précises et fiables permettant de piloter la vitesse de régulation du ventilateur. Un troisième aspect de l’invention a trait à un procédé de régulation de la vitesse de rotation d’un ventilateur d’une tourelle d’extraction montée sur un conduit d’extraction d’un flux de fluide maçonné. Selon l’invention le procédé se caractéristique en ce qu’il comporte les étapes suivantes : mesurer la pression d’un flux de fluide qui s’écoule dans le conduit d’extraction maçonné, la mesure étant réalisée en sortie du conduit d’extraction maçonné au niveau d’au moins un site de mesure de pression d’un support de fixation selon le premier aspect de l’invention, ajuster la vitesse de rotation du ventilateur en fonction de la mesure de pression réalisée au niveau du site de mesure de pression, la vitesse étant ajustée par des moyens électroniques qui sont reliés, d’une part, au site de mesure de pression et mesurent la pression du flux de fluide via un capteur de pression, et d’autre part, au ventilateur de la tourelle d’extraction, les moyens électroniques pilotant la vitesse de rotation du ventilateur en fonction de la pression mesurée, et renouveler la mesure de pression et l’ajustement de la vitesse de rotation du ventilateur en continu afin d’optimiser l’extraction du flux de fluide du conduit d’extraction maçonné. Ainsi, le support de fixation et le système d’extraction et le procédé de régulation permettent de fournir une solution efficace pour extraire l’air ou du gaz vicié des bâtiments anciens qui comportent un conduit d’extraction maçonné. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : est une représentation en perspective d’une tourelle d’extraction montée, au travers d’un support conforme de l’invention, sur un débouché d’un conduit d’extraction d’air maçonné. est une représentation d’une coupe longitudinale de la . est une représentation d’une coupe transversale de la tourelle d’extraction de la couplée à un support de fixation conforme de l’invention. est une représentation en perspective d’un support de fixation conforme de l’invention. est une représentation vue de haut du support de fixation de la . est une représentation d’une coupe longitudinale A-A de la . est une représentation en perspective d’un insert du support de fixation conforme d’un mode de réalisation de l’invention. est une représentation schématique des perturbations observées par les inventeurs au sein d’une virole cylindrique d’un pavillon d’aspiration conforme de l’état de l’art. est une représentation schématique des perturbations observées par les inventeurs au sein d’une ouverture centrale d’un support de fixation conforme de l’invention. est une représentation schématique d’un logigramme d’un procédé de régulation conforme de l’invention. Support de fixation (10) d’une tourelle d’extraction (20) d’un flux de fluide à un conduit d’extraction (30) maçonné de flux de fluide, le support de fixation (10) comprenant un corps annulaire (100) qui comporte : une ouverture centrale (101) laissant s’écouler un flux de fluide, une face inférieure (103) définissant une première interface d’assemblage avec un débouché (31) d’un conduit d’extraction (30) maçonné, une face supérieure (104) définissant une seconde interface d’assemblage avec la tourelle d’extraction (20) d’air, un bord interne (102) s’étend entre la face supérieure (104) et la face inférieure (103) et délimite radialement l’ouverture centrale (101), caractérisé en ce qu’il comporte, d’une part, au moins un site de mesure (40) de pression qui est positionné au niveau du bord interne (102) entre la face supérieure (103) et la face inférieure (104) du corps annulaire (100), le site de mesure (40) de pression permettant de mesurer la pression du flux fluide s’écoulant au travers de l’ouverture centrale (101), et d’autre part, un réducteur de perturbation aéraulique disposé au niveau du bord interne (102) à proximité du site de mesure (40) de pression. Support de fixation (10) selon la revendication 1, dans lequel, le réducteur de perturbation aéraulique est formé par une courbure qui s’étend au niveau du bord interne (102), le site de mesure (40) de pression étant disposé au niveau de la courbure convexe du bord interne (102), la courbure s’étend, d’une part, longitudinalement et de manière convexe entre la face supérieure (104) et la face inférieure (103) du corps annulaire (100), la courbure étant convexe par rapport à un axe B-B longitudinal autour duquel le corps annulaire (100) s’étend radialement, et d’autre part, radialement au moins partiellement autour l’ouverture centrale (101), de préférence, la courbure s’étend radialement sur en toutes sections radiales du bord interne (102). Support de fixation (10) selon la revendication 2, dans lequel, la courbure convexe comportant un apex (110) qui définit un rétrécissement d’un diamètre de l’ouverture centrale (101), la courbure convexe s’évasant respectivement de part et d’autre de l’apex (110) afin d’augmenter le diamètre de l’ouverture centrale en direction de la face inférieure (103) et de la face supérieure (104) du corps annulaire (100). Support de fixation (10) selon la revendication 3, dans lequel, le site de mesure de pression (40) est disposé entre l’apex (110) et la face inférieure (103) du corps annulaire (100). Support de fixation (10) selon l’une des revendications 1 à 4, qui comporte, au moins deux sites de mesure (40), les deux sites de mesure (40) étant distants radialement d’au moins à 30°. Support de fixation (10) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel, le site de mesure (40) comporte un capteur de pression affleurant au niveau d’une paroi du bord interne (102). Support de fixation (10) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel, le site de mesure (40) comporte un canal (41) affleurant la paroi du bord interne (102), le canal (41) véhiculant le flux de fluide vers un capteur de pression déporté par rapport au support de fixation (10). Support de fixation (10) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel, le corps annulaire (100) est réalisé en béton ou dans un matériau métallique. Support de fixation (10) selon les revendications 7 et 8, lorsque le corps annulaire (100) est réalisé en béton, le support de fixation (10) comporte un insert (410) noyé dans le béton, l’insert (410) formant le canal (41) qui véhicule le flux de fluide vers le capteur de pression. Support de fixation (10) selon la revendication 9, dans lequel, l’insert (410) comporte au moins deux ergots (414) saillants qui sont pris dans le béton afin d’empêcher la rotation de l’insert (414) sur lui-même. Support de fixation (10) selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel, la face supérieure (104) du corps annulaire (100) est plane. Support de fixation (11) selon l’une des revendications 1 à 11, dans lequel, le corps annulaire (100) comporte un élément d’étanchéité (111) annulaire qui s’étend sur le pourtour de l’ouverture centrale (101), l’élément d’étanchéité (111) est saillant du corps annulaire (100), au niveau, de la jonction entre le bord interne (102) de la face supérieure (103). Support de fixation (10) selon l’une des revendications 1 à 12, dans lequel, la face inférieure (103) du corps annulaire (100) est texturée. Support de fixation (10) selon l’une des revendications 1 à 13, dans lequel, le corps annulaire (100) est délimité latéralement par un bord périphérique (105) qui présente une portion (107) inclinée qui est équipée des moyens de fixation (108) de la tourelle d’extraction (20). Système d’extraction (11) d’un flux de fluide un conduit d’extraction (30) maçonné d’un flux de fluide, le système (11) comprenant : un support de fixation (10) défini selon l’une des revendications 1 à 14, le support de fixation (10) comportant : une première interface d’assemblage avec un débouché (31) du conduit d’extraction (30) maçonné, le support de fixation (10) permettant de solidariser le système d’extraction (11) à le débouché (31) du conduit d’extraction (30) maçonné, et un site de mesure (40) de pression qui permet de mesurer la pression du flux de fluide en sortie du conduit d’extraction (30) maçonné ; une tourelle d’extraction (20) comportant, d’une part, un ventilateur (200) ajusté à la seconde interface d’assemblage du support de fixation (10), et d’autre part, des moyens électroniques comportant un capteur de pression connecté au site de mesure (40) de pression du support de fixation (10), les moyens électroniques pilotant la vitesse de rotation du ventilateur (200) en fonction de la pression mesurée par le capteur de pression. Procédé de régulation (80) de la vitesse de rotation d’un ventilateur (200) d’une tourelle d’extraction (20) montée sur un conduit d’extraction (30) d’un flux de fluide maçonné, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : Mesurer (81) de la pression d’un flux de fluide qui s’écoule dans le conduit d’extraction (30) maçonné, la mesure étant réalisée en sortie du conduit d’extraction (30) maçonné au niveau d’au moins un site de mesure (40) de pression d’un support de fixation (10) défini selon l’une des revendication 1 à 14, ajuster (82) la vitesse de rotation du ventilateur (200) en fonction de la mesure de pression réalisée au niveau du site de mesure (40) de pression, la vitesse étant ajustée par des moyens électroniques qui sont reliés, d’une part, au site de mesure (40) de pression et mesurent la pression du flux de fluide via un capteur de pression, et d’autre part, au ventilateur (200) de la tourelle d’extraction (20), les moyens électroniques pilotant la vitesse de rotation du ventilateur (200) en fonction de la pression mesurée, et renouveler (83) la mesure de pression (81) et l’ajustement (82) de la vitesse de rotation du ventilateur (200) en continu afin d’optimiser l’extraction du flux de fluide du conduit d’extraction (30) maçonné.