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Donc, même avec une ventilation effectuée à raison de six renouvelements d'air par heure — ce qui en tous cas est exagéré — la quantité d'eau froide nécessaire au refroidissement de l'air de ventilation est supérieure de beaucoup à celle que pratiquement on peut se procurer; et cette quantité d'eau froide reste toujours la pierre d'achoppement causant l'insuffisance de ce procédé de rafraîchissement. Ventilation à deux renouvelements d'air par heure. Au lieu de trois, adoptons le chiffre de deux renouvellements d'air par heure et recherchons à quelle température l'air de ventilation devrait parvenir dans la salle du rez-de-chaussée pour que
ventilation devrait parvenir dans la salle du rez-de-chaussée pour que dans son passage de la température x à la température moyenne à entretenir 24°, cet air de ventilation absorbe les 15850 calories déterminant réchauffement de cette salle. Nous aurons encore : (24° — x") 2 X 2000m3 X 116 X 0,237 = 15850 calories d'où La température de l'air de ventilation devrait donc être seulement de 9°,6 à son introduction dans la salle à rafraîchir ; or, pour faire passer cet air de sa température primitive 32° à la température 9°,6, il faut évidemment employer de l'eau à une température
9°,6, il faut évidemment employer de l'eau à une température inférieure à 9°,6, et en été, il sera complètement impossible de se procurer de l'eau à une température aussi basse, à moins de recourir à des moyens artificiels de refroidissement. Refroidissement de l'air de ventilation par l'emploi de moyens artificiels. — Supposons qu'à l'aide de glace, de mélanges réfrigérants ou de tout autre moyen, nous puissions arriver à obtenir de l'eau à 0°, pour le refroidissement de l'air de ventilation, déterminons la quantité d'eau à cette température qu'il serait nécessaire d'employer pour amener à 9°,6 le volume d'air 4000m3 pris
d'employer pour amener à 9°,6 le volume d'air 4000m3 pris à la température 32°, en admettant que le refroidissement de cet air par l'eau se fasse par contact ou équilibre de température. p' étant la quantité d'eau nécessaire, nous aurons : p' (9°,6 — 0°) = 4000m3 X X 0,237 (32° — 9°,6) d'où p' = 2566 kilogr. Cette quantité d'eau est encore considérable; mais comme nous avons admis qu'elle est amenée à la température 0° par refroidissement artificiel, il sera possible et même facile de l'obtenir. Inconvénient de cette ventilation à température trop basse. — Si l'on y réfléchit,
ventilation à température trop basse. — Si l'on y réfléchit, on verra que l'écueil de ce procédé de rafraîchissement, ici, ne viendra pas de la quantité d'eau à employer, ni de sa température, mais de la température de l'air de ventilation. En effet, cet air devant être lancé à la température 9°,6 dans l'atelier, maintenu à la température moyenne 24°, viendrait évidemment occuper, sur une épaisseur plus ou moins grande, la partie inférieure de cet atelier et produire, sur les ouvriers, une transition de froid aussi nuisible qu'insupportable. Remarquons qu'en hiver, quand le chauffage est opéré à l'aide d'un calorifère
hiver, quand le chauffage est opéré à l'aide d'un calorifère en sous-sol, l'air qui apporte la chaleur peut pénétrer sans inconvénient dans l'enceinte à une température beaucoup plus élevée que la température à entretenir, parce que cet air chaud et relativement léger s'élève immédiatement à la partie supérieure de l'enceinte, et, par suite, n'ayant pas de contact avec les personnes occupant cette enceinte, ne les incommode pas, et l'inconvénient d'un trop grand excès de température de l'air chaud sur la température normale passe inaperçu. Mais il ne saurait en être de même dans le rafraîchissement, en été, et dans une
de même dans le rafraîchissement, en été, et dans une salle ayant 24° pour température moyenne, 15° environ, à la partie inférieure doit être estimé comme minimum de température acceptable pour les ouvriers qui doivent y séjourner. De cette observation, nous devons conclure que tout moyen de rafraîchissement d'un atelier, basé sur l'envoi d'air froid à une température inférieure à 15°, doit être rejeté; et encore, que le procédé de rafraîchissement d'un atelier par de l'air de ventilation ne peut être appliqué que si le volume d'air de ventilation employé est assez grand pour qu'il ne doive pas descendre à
est assez grand pour qu'il ne doive pas descendre à une température inférieure à 15° pour produire le rafraîchissement voulu. L'envoi d'air à 9°,6 dans une salle ayant pour température moyenne 24° aurait encore plusieurs inconvénients : d'abord, par suite de la différence de densité (1253 à 9°,6) de l'air froid admis avec l'air de la salle (1,375 à 24°), le mélange de l'un avec l'autre s'opérerait difficilement et avec lenteur, la température intérieure de la salle serait loin d'être uniforme; en second lieu, cet air, amené de 32° à 9°,6 par son contact étendu avec de l'eau froide, serait
9°,6 par son contact étendu avec de l'eau froide, serait saturé et, par suite, contiendrait 65,5 environ de vapeur d'eau par mètre cube, tandis que dans la salle où la température moyenne est de 24°, l'air de cette salle, pour être à demi-saturé, 21,75 devrait contenir 21,75 = 10gr,6 de vapeur d'eau par mètre cube; donc l'état hygrométrique de l'air dans la salle ventilée avec air aussi froid serait inférieur à celui correspondant à demi-saturation, lequel peut être considéré comme l'état hygrométrique le plus normal de l'air. Par suite, l'air de la salle ainsi ventilée serait relativement sec et avide
de la salle ainsi ventilée serait relativement sec et avide d'eau qu'il absorberait aux dépens des corps en contact en les desséchant. Ce serait là un inconvénient grave dans la plupart des ateliers de filature et de tissage, où l'air doit être relativement humide, pour maintenir aux fils et tissus, plus ou moins chargés d'apprêts, la souplesse nécessaire au travail dont ils sont l'objet. Rafraîchissement produit par l'air de ventilation refroidi dans des caves ou galeries en sous-sol. — Un autre procédé, aussi séduisant par sa simplicité que le précédent et plus inefficace encore, a aussi été proposé pour le
et plus inefficace encore, a aussi été proposé pour le rafraîchissement de l'air des ateliers, des habitations, etc. Ce procédé consisterait à faire passer l'air de ventilation, avant son introduction dans les salles à rafraîcher, à travers des puits, galeries ou caves pratiqués sous le sol. S'appuyant sur ce que la température du sol, à quelques mètres de profondeur, est généralement à peu près égale à la température moyenne du lieu, dans notre contrée, par exemple 11° environ, ceux que ce procédé séduit supposent que l'air qui aura traversé ces caves prendra une température voisine de 11° d'une façon permanente,
caves prendra une température voisine de 11° d'une façon permanente, se basant sur quelques exemples d'un rafraîchissement obtenu par ce procédé, entre autres, le cabinet de la direction du Conservatoire des Arts et Métiers refroidi, d'après Morin, par l'introduction de l'air des caves du Conservatoire, à raison de 500 à 600 mètres cubes à l'heure, et le laboratoire de M. Deville, qui emprunte l'air aux caves de l'École normale. Sans prétendre absolument une efficacité quelconque à ce procédé, il nous sera permis de mettre en garde ceux qui seraient tentés de l'employer contre les insuccès auxquels il pourrait mener; si,
de l'employer contre les insuccès auxquels il pourrait mener; si, en effet, on peut obtenir le rafraîchissement continu de faibles espaces lorsqu'on dispose de caves aussi considérables que celles du Conservatoire ou celles de l'Ecole normale, ou si avec des caves d'étendue relativement restreinte on peut encore espérer quelque rafraîchissement de l'air lorsqu'on n'aura à le produire que pendant une partie très limitée de la journée, il n'est pas moins vrai que dans le cas d'espaces un peu considérables à rafraîchir, et quand le rafraîchissement devra être continu, l'action des caves aura bientôt cessé de se faire sentir. Et, en
caves aura bientôt cessé de se faire sentir. Et, en effet, la température du sol, à quelques mètres de profondeur, ne diffère de la température de l'air extérieur que par suite du faible pouvoir conducteur du sol ; mais que l'on mette pendant un certain temps les murs d'une cave en contact avec un courant d'air à température plus élevée qu'eux, et bientôt la surface de ces murs aura acquis une température égale à celle du courant d'air, justement parce que ces murs et la terre dans laquelle ils se trouvent étant peu conducteurs, la chaleur qu'ils auront absorbée au
trouvent étant peu conducteurs, la chaleur qu'ils auront absorbée au contact de l'air à refroidir ne pourra les pénétrer à une épaisseur plus grande que la chaleur extérieure ne pénètre le sol. Ainsi, M. Fauquet, à Oissel, alimente sa filature à l'aide d'une galerie souterraine de 30 mètres de long et de 2 mètres de large qui débouche sur la Seine et à l'ombre des arbres de la rive ; néanmoins, au bout d'un jour ou deux l'air aspiré est sans fraîcheur et la galerie elle-même s'est échauffée. De même à la manufacture des tabacs de Nantes, on a mis
à la manufacture des tabacs de Nantes, on a mis à profit une vaste cave de 200 mètres de long et 4 mètres de large pour y faire circuler l'air devant servir à la ventilation ; mais après quelques jours la cave entière, sous l'influence du passage de l'air chaud, a pris la température de l'atmosphère extérieure. Nous pouvons nous proposer de trouver approximativement quelle quantité de chaleur peut absorber 1 mètre carré de surface de mur d'une cave parcourue par un courant d'air et par suite de déterminer la limite d'effet réfrigérant dont est susceptible ce mur. Précédemment, nous
limite d'effet réfrigérant dont est susceptible ce mur. Précédemment, nous avons reconnu que pour rafraîchir l'intérieur de la salle du rez-de-chaussée à la température moyenne 24°, quand au dehors la température est 32°, il fallait que l'air de ventilation ne pénètre dans cette salle qu'à la température 140,4, quand la ventilation se fait à raison de trois renouvelements d'air par heure; et à la température 19°,2, quand on effectue la ventilation à raison de six renouvelements d'air par heure. Dans le premier cas, 14°,4 devrait être la limite supérieure de température à laquelle puissent arriver les murs de la cave,
température à laquelle puissent arriver les murs de la cave, puisqu'au-delà de cette température, le refroidissement de l'air de ventilation au contact de ces murs deviendra insuffisant. Dans le second cas, la température maximum de ces murs pourra atteindre 19°,2. Nous ne nous écarterons pas beaucoup de la réalité en supposant que l'action calorifique de l'air relativement chaud ne s'étend guère au-delà de deux mètres d'épaisseur des murs et de la terre à laquelle ils servent d'appui ; et que la décroissance de température s'opère dans cette épaisseur de deux mètres de telle façon que lorsque l'équilibre de température des
mètres de telle façon que lorsque l'équilibre de température des parois de la cave avec l'air qui y circule sera obtenu, les excès de température décroissent en progression géométrique pour des épaisseurs croissant en progression arithmétique. D'après cela, quand les parois de la cave ont atteint la température limite 140,4 (premier cas ventilation effectuée à raison de trois renouvelements d'air par heure) les excès de température, dans des tranches variant de 0,40 d'épaisseur, sont approximativement : d = 0,40 10,7 0,85 0,425 0,2125 0,106 pour e = 0m 0,40 0,80 1,20 1,60 2,00. 11° étant la température primitive de ces
1,20 1,60 2,00. 11° étant la température primitive de ces murs, leur température moyenne, sur 2 mètres d'épaisseur, s'est donc élevée (pl. I, fig. 8) de : En adoptant 1,75 pour densité et 0,20 pour chaleur spécifique moyenne de la pierre formant les murs et de la terre que ces murs maintiennent, un massif correspondant à 1 mètre carré de surface de mur et de 2 mètres d'épaisseur absorbera environ : 1 x 2m X 1750 X 0,20 X 10 = 700 calories lorsque sa température moyenne s'élèvera de 10 et que sa surface arrivera à la température 140,4 que
et que sa surface arrivera à la température 140,4 que doit, au maximum, posséder l'air de ventilation lancé dans la salle à rafraîchir. Dans le second cas, 190,2 devant être la température de l'air de ventilation, pour six renouvelements d'air par heure, la surface des murs de la cave pourrait, à la limite, arriver à cette température. Les excès de température sur 10, dans des tranches variant de 0,40 d'épaisseur, seraient alors : d = 8°, 2 40,10 20,05 10,025 0,5125 0,256 pour e = 0m 0,40 0,80 1,20 1,60 2,00. correspondant à une élévation moyenne de température égale à
2,00. correspondant à une élévation moyenne de température égale à : et à une absorption de chaleur, par mètre carré de surface de mur, égale à : 1m2 X 2m X 1750kg X 0,38 X 0,20 = 1666 calories. Reprenant notre exemple précédent et supposant que les caves en dessous du rez-de-chaussée aient 40 mètres de long, 10 mètres de large et 3 mètres de haut et que ces caves soient transformées en galeries de circulation de l'air de ventilation de la salle du rez-de-chaussée et de l'étage, la surface de contact des murs et du sol de ces caves
de contact des murs et du sol de ces caves avec le volume total d'air de ventilation sera : 2 (40m + 10m) 3m + 40 X 10 = 700 mètres carrés (l'influence du plafond de la cave étant négligeable à cause de la faible épaisseur relative de ce plafond et de la chaleur que lui transmet le rez-de-chaussée). Comme la moitié du volume d'air de ventilation passe au rez-de-chaussée, la surface de contact des murs et du sol de la cave avec l'air de ventilation du rez-de-chaussée est 350 mètres carrés, et cette surface pourra absorber au maximum :
mètres carrés, et cette surface pourra absorber au maximum : 350m2 X 700e = 245,000 calories, aux 6000 mètres cubes d'air de ventilation, entrant par heure dans la cave, à 32° et devant en sortir à 14°,4 de température; ou 350m2 X 1666e ~ 583,100 calories, aux 12,000 mètres cubes d'air de ventilation, entrant par heure dans cette cave, à 32° et devant en sortir à la température 19° ,2. Le rafraîchissement à 24°, en moyenne, pour 32° au dehors, de la salle du rez-de-chaussée demandant l'absorption de 29,050 calories par heure quand la ventilation s'opère à raison de trois
par heure quand la ventilation s'opère à raison de trois renouvelements d'air par heure, il en résulte qu'après une durée estimée de circulation de l'air de ventilation dans la cave, les parois de cette cave auront atteint la température limite 14°,4 à partir de laquelle le rafraîchissement de la salle par l'air de ventilation deviendra de plus en plus insuffisant. Dans le cas où la ventilation s'effectuerait à raison de six renouvelements d'air par heure, comme l'absorption calorifique des murs serait de 583,100 calories quand leur surface atteint la température limite 19°,2, et que le rafraîchissement à 24°, en moyenne,
limite 19°,2, et que le rafraîchissement à 24°, en moyenne, de la salle du rez-de-chaussée demande l'extraction de 15,850 calories, dans cette salle, et de : 12000m3 X 1,16 X 0,237 (32° — 24°) = 26400 calories à l'air de ventilation, soit une extraction totale de 15850e + 26400e = 42250e par heure, après une circulation de l'air de ventilation dans la cave, pendant une durée de : les parois de cette cave atteindraient la température limite 19°,2 au-delà de laquelle le rafraîchissement de la salle par l'air de ventilation deviendrait insuffisant. En réalité, cette durée d'absorption calorifique par les
deviendrait insuffisant. En réalité, cette durée d'absorption calorifique par les parois de la cave est toute différente. En effet, la transmission de la chaleur de l'air en circulation dans la cave, aux parois de cette cave, ne dépend qu'indirectement de la capacité d'absorption des parois. Cette transmission de la chaleur est proportionnelle à l'excès de température de l'air sur celle des parois, et peut se trouver par la formule suivante, déterminée expérimentalement par Péclet : A = 0,552 K' t", dans laquelle A est la quantité de chaleur transmise par mètre carré et par heure, t représente l'excès constant de
mètre carré et par heure, t représente l'excès constant de la température de l'air sur celle des parois, et K', qui varie avec la forme et les dimensions des murs, a pour valeur : 1, longueur de la surface dans le sens du mouvement de l'air, est égale à 40 mètres, longueur de la cave; d'où : et A = 0,552 X 1,864 X 1,288. Mais, d'une part, t = 32°— 11° n'est pas l'excès constant de la température de l'air sur celle des parois de la cave, puisque cet excès devra aller constamment en diminuant depuis le commencement du
excès devra aller constamment en diminuant depuis le commencement du passage de l'air jusqu'au moment où la température des parois sera arrivée à être égale à celle de l'air de ventilation, avant qu'il ne soit lancé dans l'enceinte à rafraîcher ; en second lieu, depuis l'extrémité de la galerie correspondant à l'entrée de l'air, jusqu'à l'autre extrémité correspondant à la sortie de l'air, la température des parois de cette galerie va diminuant en même temps que celle de l'air diminue. Pour valeur de t, nous ne devrons donc prendre que l'excédent de la température moyenne de l'air sur la température
l'excédent de la température moyenne de l'air sur la température moyenne des parois, et nous obtiendrons approximativement la valeur moyenne de A. La température moyenne de l'air est : 32° + 140 4 2 — = 23",2 (pour trois renouvelements d'air par heure) ou + 49° 2 ~ = 65 °, 6 (pour six renouvelements d'air par heure). La température moyenne des parois de la cave est : 11° + 140 4 + L. — 12°,7 (pour trois renouvelements d'air par heure) A ou 11° + 19° 2 —^ — = 15°,1 (pour six renouvelements d'air par heure). Dans le
= 15°,1 (pour six renouvelements d'air par heure). Dans le premier cas, l'excédent moyen est : t = 23" - 12°,7 = 10",5; il est, dans le second cas : t = 25°,6 — 15°,1 = 10",5; d'où : en effectuant, il vient : A = 18c,7 dans les deux cas. La surface des parois réfrigérantes de la cave correspondant au volume d'air de ventilation du rez-de-chaussée étant de 350 mètres carrés, cette surface de parois ne pourra, en moyenne, recevoir par contact de l'air que : 350m2 X 18c,7 = 6550 calories par heure; et comme la capacité d'absorption
= 6550 calories par heure; et comme la capacité d'absorption des parois est de 245,000 calories dans la ventilation à trois renouvelements d'air et de 583,000 calories dans la ventilation à 6 renouvelements d'air, la durée d'absorption serait : Mais alors, dans le premier cas, comme on ne fournit que 6550 calories négatives, en moyenne, pour le rafraîchissement de la salle, au lieu de 29,050 calories qu'il faudrait, ce rafraîchissement ne sera que les du rafraîchissement voulu ; c'est-à-dire que l'air, au lieu de passer de 32° à 140,4 et de perdre 17°,6 dans son passage par la cave, ne
de perdre 17°,6 dans son passage par la cave, ne perdrait que 17°,6 X 0,226 = 30,97 et en ressortirait à 28° environ; ou, dans le second cas, comme il faut employer 42,250 calories négatives, on n'arrivera qu'à du rafraîchissement voulu; c'est-à-dire que l'air, au lieu de passer de 32° à 19°,2 et de perdre 120,8, ne perdrait que 120,8 X 0,155 = 20 et sortirait de la cave à 30° environ. Dans chacun de ces cas, le rafraîchissement obtenu ne serait que de quelques degrés, la surface de parois de cette cave n'ayant pas un développement assez étendu pour
de cette cave n'ayant pas un développement assez étendu pour absorber par contact de l'air la quantité de chaleur qu'il serait nécessaire d'enlever à l'air de ventilation pour l'amener à la température voulue. Pendant les premiers instants du passage de l'air dans ces caves, l'excès de température de l'air sur les parois étant de 32° - 110 = 21°, c'est-à-dire deux fois plus grand que l'excès moyen 100,5 que nous avons trouvé, l'absorption serait aussi deux fois plus grande et, par suite encore, l'abaissement de température de l'air de ventilation atteindrait 2 × 3°,97 = 7°,94 dans le premier cas
atteindrait 2 × 3°,97 = 7°,94 dans le premier cas et 2 × 2° = 4° dans le second cas, ce qui est assez sensible, quoique bien insuffisant; ensuite, ce refroidissement de l'air décroissant progressivement d'heure en heure, deviendrait absolument insensible après quelques journées chaudes. Ce procédé de rafraîchissement, à la fois variable, insuffisant et de courte durée, est donc moins acceptable que les procédés étudiés précédemment et dans lesquels la durée de fonctionnement est illimitée, et l'effet réfrigérant produit, quoique faible, reste constant. On peut objecter que nos chiffres de calories négatives à apporter dans la salle à rafraîchir
de calories négatives à apporter dans la salle à rafraîchir se rapportent au maximum moyen de température au dehors et que, même durant une journée très chaude, cette température maximum ne règne au dehors que pendant quelques heures; de sorte que nous n'aurions pas dû nous baser sur cette température maximum, mais bien sur la température moyenne de la journée, en supposant que l'atelier soit ventilé jour et nuit, pour déterminer la durée moyenne du rafraîchissement obtenu en faisant circuler l'air de ventilation dans la cave. Pour répondre à cette objection, recherchons encore la durée de fonctionnement réfrigérant des parois
objection, recherchons encore la durée de fonctionnement réfrigérant des parois de la cave, en appliquant cette recherche à la plus longue période des journées les plus chaudes, dans une année moyenne. Ainsi, à Metz, en juillet 1881, les températures observées ont été les suivantes (voir le tableau ci-contre), et la période la plus longue des journées les plus chaudes a été comprise entre le 12 et le 21 juillet de cette année. Et, bien qu'au lieu de 32°, la moyenne maximum pendant les neuf journées les plus chaudes de 1881 ait été 34°, la moyenne de température pendant ces journées
ait été 34°, la moyenne de température pendant ces journées consécutives n'a été que de 26°,19. Admettons que par suite du passage continu de l'air de ventilation dans la cave, les parois de cette cave soient, le 12 juillet, à la température moyenne 20°,12 de la journée précédente; comme la température moyenne de l'air prise durant la période des journées chaudes comprises du 12 au 20 juillet est de 26°,19, au contact de cet air, les parois de la cave absorberont en moyenne, par heure: TEMPÉRATURES CENTIGRADES I ÉTAT HYGROMÉTRIQUE II DE L'AIR DATES 7 HEURES 1 HEURE 9 HEURES
II DE L'AIR DATES 7 HEURES 1 HEURE 9 HEURES MOYENNE 7 HEURES 1 HEURE 9 HEURES du matin après midi du soir 24 heures du matin après midi du soir 6 Juillet 23.6 34.7 23.5 26.32 0.70 0.29 0.75 7 21.2 23.6 17.3 19.85 0.67 0.70 0.59 8 15.3 23.5 21.8 20.60 0.66 0.75 0.40 9 16.5 20.0 16.2 17.23 0.56 0.59 0.70 10 16.8 21.2 18.0 18.50 0.73 0.51 0.76 11 15.6 27.3 18.8 20.12 0.75 0.44 0.70 12 19.4 29.6 22.0 23.25 0.54 0.46 0.74 13 20.2 30.8 24.0 24.75 0.66 0.38 0.50 14 19.1 33.6 24.5
30.8 24.0 24.75 0.66 0.38 0.50 14 19.1 33.6 24.5 25.43 0.65 0.47 0.54 15 21.0 36.0 26.0 27.25 0.70 0.33 0.50 16 24.2 35.4 24.6 27.20 0.63 0.34 0.66 17 22.0 34.0 23.5 25.75 0.75 0.31 0.55 18 19.8 33.8 24.4 25.60 0.70 0.52 0.65 19 23.5 38.2 28.3 29.58 0.64 0.57 0.57 20 23.9 34.8 24.4 26.88 0.67 0.37 0.63 21 18.8 18.9 16.8 17.82 0.89 0.91 0.88 22 17.2 24.2 17.2 18.95 0.68 0.35 0.72 23 17.4 24.9 19.9 20.53 0.75 0.64 0.70 24 19.8 26.7 21.6 22.42 0.77 0.71 0.66 25 18.9 18.0 14.0 16.23 0.81
22.42 0.77 0.71 0.66 25 18.9 18.0 14.0 16.23 0.81 0.81 0.95 Moyenne du 12 au 21 juillet 21.45 34.0 24.46 26.19 Moyenne du mois. 18.70 27.73 20.70 21.96 1 0.72 0.50 0.68 Mais, cette quantité ira en diminuant d'une façon progressive, jusqu'à devenir nulle, quand la température des parois aura atteint 26°,19 et que les parois seront arrivées à la limite de capacité d'absorption calorique correspondant à cette température. De sorte que l'absorption calorifique moyenne des parois de la cave ne sera que par heure, depuis le 12 juillet jusqu'au moment où l'absorption sera devenue nulle. Nous évaluerons encore