Pourquoi l'enveloppe des centrales de traitement d'air impacte le climat intérieur?

Pour obtenir un bon climat intérieur avec de faibles coûts d'exploitation, la solution de ventilation doit être conçue et installée correctement afin de minimiser les pertes d'énergie et de préserver la qualité de l'air. Cela signifie qu'elle doit être étanche à l'air et bien isolée, mais aussi conçue pour permettre le nettoyage. Cela s'applique à l'ensemble du système de gaines, y compris la centrale de traitement d'air. Notre expert, Anders Jakobsson, Technical Product Manager, vous en dit plus. 

Pour le système de gaines, il existe des normes qui décrivent comment les conduits doivent être isolés, les taux de fuite maximum autorisés et les exigences en matière d'accès pour le nettoyage. Mais qu'en est-il de l'enveloppe d'une centrale de traitement d'air (CTA) ?

Son enveloppe joue un rôle important. Elle contient les composants essentiels pour offrir une bonne isolation tout en minimisant les fuites. Dans le même temps, Celle-ci doit permettre un accès facile aux ventilateurs, filtres et échangeurs de chaleur pour la maintenance.

Si l'enveloppe est de mauvaise qualité, il existe un risque que la performance énergétique et la qualité de l'air soient affectées. C'est pourquoi un développement produit et des essais considérables se cachent derrière l'habillage.

Classifications des centrales de traitement d'air

La qualité du caisson d'une centrale de traitement d'air est décrite par une série de caractéristiques qui évaluent ses performances thermiques et d'étanchéité à l'air. Ces classifications sont définies dans la norme internationale EN1886:2025, récemment mise à jour, qui précise également comment elles doivent être mesurées.

Les classifications sont : la résistance mécanique, l'étanchéité, la fuite de contournement des filtres, la transmittance thermique, les ponts thermiques et l'isolation acoustique.

Résistance mécanique

 La résistance mécanique du caisson est définie comme la déflexion relative mesurée de la surface extérieure du caisson lorsque la pression dans l'unité est de 1000 Pa en pression positive et négative. Pour être classée D1, la déflexion doit être inférieure à 4 mm/m. Une déflexion allant jusqu'à 10 mm/m correspond à la classe D2, et au-delà de 10 mm/m, il s'agit de la classe D3. La procédure de mesure comprend également un essai à la pression maximale déclarée afin de confirmer l'absence de déflexions permanentes. 

Etanchéité

 Les fuites d'air du caisson de la CTA ont un impact sur la performance énergétique, la fonctionnalité et l'hygiène. Les fuites d'air comportent trois niveaux de classification pour les caissons : L1, L2 et L3, où L1 signifie une fuite minimisée. De manière générale, la classe L3 convient aux applications à filtration faible à moyenne, la classe L2 aux applications à filtration moyenne à élevée, et la classe L1 aux applications à filtration très élevée ou de classe HEPA. La classe L2 est la plus appropriée pour la plupart des applications de confort.  

Filtre du bypass

Pour une filtration d'air efficace, la classification de la fuite des filtres du bypass est essentielle. Les fuites au niveau du cadre du filtre et à travers le caisson, entre le filtre et le ventilateur, ont un impact sur la qualité de l'air soufflé. C'est pourquoi il est important que les filtres soient installés dans des cadres présentant un faible taux de fuite. Ce taux de fuite doit être adapté à la classe de filtre prévue. Un cadre de filtre est classé selon le débit de fuite, exprimé en pourcentage du débit d'air nominal. Pour être classé F9, le débit de fuite doit être inférieur à 0,54 %. À titre de comparaison, un cadre de filtre classé F7 peut présenter une fuite allant jusqu'à 2 % du débit nominal.

Lorsque le taux de fuite est trop élevée, la filtration perd en efficacité, car l'air pollué peut contourner le filtre. Pour les filtres situés dans une section de CTA en dépression, c'est-à-dire en amont du ventilateur, il est également essentiel de garantir une étanchéité suffisante du caisson. Dans le cas contraire, de l'air pollué peut pénétrer par le caisson en aval, à un endroit où l'air est censé être filtré. Par conséquent, tant la fuite externe que le contournement interne des filtres doivent être suffisamment maîtrisés pour répondre à la classe de filtration requise.

Transmission thermique

La transmittance thermique, également appelée valeur U, indique la perte d'énergie thermique à travers le caisson. Elle est mesurée en W/m²K et nécessite un écart de température défini entre l'intérieur et l'extérieur du caisson en régime stationnaire. Dans la dernière mise à jour de la norme EN 1886:2025, la classification du caisson pour la transmittance thermique a été remplacée par une classe U, au lieu de l'ancienne classe T, comme illustré dans le graphique ci-dessous.  

Trois classifications sont définies pour les centrales de traitement d'air : U1 à U3, où U1 correspond aux pertes les plus faibles, jusqu'à
1 W/m²K. Les centrales de traitement d'air sont soumises aux mêmes écarts de température que l'enveloppe du bâtiment, bien que la surface concernée soit évidemment bien moindre. Une classification U1 correspond à une isolation similaire à celle d'une porte extérieure de bonne qualité, ce qui est approprié pour les CTA. La classe U3 indique que l'unité présente des pertes énergétiques supérieures à 1,8 W/m²K, sans limite supérieure, ce qui la rend en pratique non classifiée.

Ponts thermiques

Les ponts thermiques entraînent également des pertes de chaleur, mais le principal problème réside dans la condensation. Il est essentiel d'éviter la condensation, car elle peut entraîner de la corrosion et des problèmes d'hygiène. Dans les climats froids, elle peut même provoquer la formation de glace sur le caisson.

Quatre classes sont définies, de TB1 à TB4, où TB1 est le niveau le plus performant et TB4 le moins performant. Dans cet essai, la température en des points critiques de la surface du caisson est mesurée conjointement avec la température de l'air à l'intérieur et à l'extérieur du caisson. Un facteur de pont thermique (kb) est calculé, donnant l'écart entre la température ambiante et la température en un point quelconque de la surface extérieure du caisson. Il s'agit du rapport entre la température de surface et la température ambiante, et la température intérieure et la température ambiante. La valeur théorique maximale et optimale de kb est de 1,0.

Avec une classification TB2, le risque de condensation sur le caisson d'une unité installée dans un local technique à température et humidité normales est faible, même en hiver lorsque de l'air extérieur froid pénètre dans l'unité. Avec une classification TB3 ou TB4, le risque de condensation ou de givre sur le caisson augmente.

 La photo montre une unité présentant une accumulation de givre en raison d'un pont thermique élevé, lorsque la température à l'intérieur de l'unité est basse. 

Isolation acoustique

L'isolation acoustique est définie par la perte par insertion du caisson. La perte par insertion indique dans quelle mesure le bruit provenant de l'intérieur de l'unité est réduit par le caisson. Elle est exprimée pour chaque bande de fréquence.

Certification Eurovent et recommandations 

Un élément essentiel de la certification Eurovent pour les centrales de traitement d'air est la mesure et la classification de ces caractéristiques du caisson. Elle est donc réalisée par un laboratoire indépendant, garantissant que les essais sont effectués de manière équitable et rigoureuse.

Les essais sont réalisés sur un caisson modèle aux dimensions prescrites, fabriqué selon la même conception que le caisson de la CTA. Cela permet de comparer les performances des caissons de différentes centrales de traitement d'air.

 Un caisson modèle est une section représentative d'une centrale de traitement d'air, utilisée pour évaluer et vérifier les caractéristiques de performance du caisson, telles que les ponts thermiques, les fuites d'air, la résistance mécanique et la transmittance thermique. 

Les unités réelles sont également testées, et les résultats peuvent différer. Cela s'explique par le fait que les unités réelles comportent davantage de portes, ainsi que des pénétrations dans la paroi du caisson pour les gaines, câbles et tuyauteries. Les classifications sont publiées par Eurovent aussi bien pour le caisson modèle que pour l'unité réelle.

Pour plus d'informations, consultez la certification Eurovent.

En sus de la certification, Eurovent a publié une série de critères de qualité pour les centrales de traitement d'air (Eurovent 6/18-2022), servant à la fois de checklist et de guide destiné aux bureaux d'études, propriétaires de bâtiments et concepteurs. Il aide ces parties prenantes à évaluer les propriétés du caisson, l'efficacité énergétique, la maintenance et la documentation technique. L'objectif est de prévenir une mauvaise qualité de l'air intérieur ainsi que des coûts d'exploitation excessifs.

Dans cette publication, Eurovent indique les classes de performance requises et fournit des recommandations concernant la classe de réaction au feu des matériaux isolants, ainsi que la résistance à la corrosion des matériaux du caisson.

Réaction au feu

La réaction au feu des matériaux isolants est classée de A à F, avec dans certains cas des sous-critères pour la production de fumée, s1 à s3, et les gouttelettes enflammées, d0 à d2.

A1 est la classification la plus élevée, une classe non inflammable, sans production de fumée ni gouttelettes enflammées, tandis que F correspond à une inflammabilité élevée.

Corrosion

Les classes de corrosivité, C1 à C5, ainsi que la classe additionnelle CX, définissent la corrosivité dans différents environnements. C1 correspond à un environnement intérieur propre et sec, avec une corrosivité très faible, tandis que C5 correspond à un environnement industriel ou offshore avec une corrosivité très élevée. La classe additionnelle CX représente un environnement industriel sévère ou offshore tropical, avec une salinité et une humidité extrêmes, offrant un niveau de corrosivité extrême.

L'enveloppe des GOLD et SILVER 

Ici, les gammes GOLD/SILVER sont utilisées à titre d'exemple, car elles représentent nos centrales de traitement d'air les plus vendues et ont été installées dans diverses applications à travers le monde. Elles servent de référence pour illustrer dans quelle mesure le caisson répond aux recommandations Eurovent.

Le caisson GOLD/SILVER est conçu pour atteindre, voire dépasser, les critères de qualité d'Eurovent pour une large gamme d'applications. De bonnes propriétés thermiques et d'étanchéité sont obtenues grâce à une sélection de matériaux de haute qualité.

 Panneau GOLD avec isolation en laine minérale et acier recyclé, doté de traitements de surface de haute qualité contre la corrosion. 

Les unités GOLD / SILVER sont classifiées de la manière suivante: 

L'isolation acoustique de l'enveloppe des GOLD et SILVER, par bande de fréquence : 

Swegon offre une vaste gamme de centrales de traitement d'air, chacune conçue pour répondre aux exigences de différentes applications et conditions de fonctionnement. Bien que les recommandations présentées dans cette section soient illustrées à travers GOLD/SILVER, les principes peuvent également constituer un guide précieux pour la sélection et l'évaluation des performances du caisson des autres CTA de la gamme Swegon.