Ambiance Comment traiter l’air dans une construction basique

Traiter l’air d’un bâtiment logistique est un paradoxe. Réduites souvent à leur plus simple expression, les parois extérieures ne présentent qu’une faible résistance thermique et ne sont pas, en général, des modèles d’isolation renforcée. La taille des locaux est importante, donc les quantités d’air à brasser également, tandis que les températures à maintenir sont plutôt basses. La masse d’inertie thermique que représentent les marchandises (2/3 du volume), les hauteurs considérables et le problème de l’empoussièrement, montrent que la problématique est complexe.

Certaines contraintes orientent le choix du système de traitement de l’ambiance. En effet, pour un entrepôt, pas question de parler de chauffage ou de traitement d’air, mais plutôt d’ambiance. L’énergie disponible constitue la première contrainte. Pour une enveloppe ordinaire, la puissance nécessaire s’élève en moyenne à 45 W/m² pour 12 °C intérieur et à 30 W/m² pour 5 °C pour des zones de 5 000 m2. Certains entrepôts récents bénéficient d’une enveloppe double-peau de 75 mm d’épaisseur.

Déterminer l’implantation du matériel

Autre contrainte : les produits stockés. En effet, les conditions à maintenir en température diffèrent s’il s’agit de marchandises « ordinaires », de denrées alimentaires ou de produits pharmaceutiques. De même, l’hygrométrie joue un rôle important pour le stockage du papier. Ainsi, dès qu’il s’agit de respecter certains seuils de températures et des conditions d’hygrométrie, le choix d’une centrale de traitement d’air (CTA) s’impose souvent. Pour le chauffage, elles sont équipées de batteries électriques ou de batteries à eau, qui peuvent fonctionner à l’eau chaude, glacée ou avec un système à détente directe. La production de chaleur peut être réalisée par une chaudière à eau chaude, qui nécessite alors un local spécifique, à l’intérieur ou à l’extérieur de l’entrepôt. La déshumidification sera réalisée grâce à une batterie froide, tandis qu’une humidification à vapeur pourra être mise en place si nécessaire. Le média vapeur est souvent disponible à proximité en zone industrielle ou produite électriquement. Ces centrales s’installent en général sur le sol même de l’entrepôt, avec des silent-blocks, plutôt qu’en terrasse, du fait de leur poids. Même si elles sont carrossées, un local spécifique est toujours préférable à leur implantation.

La filtration, en moyenne de type F7 pour protéger les batteries, de type G4 au minimum, nécessite une maintenance sans faille en cas d’air repris, à cause de l’empoussièrement récurrent de ce genre de locaux. Du fait des volumes importants, le taux de brassage est faible, de l’ordre de 2 à 3 volumes/heure. La température de soufflage (Ts) s’élève à 20 °C pour une ambiance à 5 °C (Ti). Pour une ambiance à 20 °C, la Ts monte à 35 °C. Il est nécessaire d’étudier soigneusement le tracé des gaines, à cause de la position des racks de stockage (qui imposent une géométrie précise de soufflage et des gaines de reprise) et de leur hauteur d’implantation. Dans des locaux de 12 m de hauteur en moyenne, celles-ci s’installent soit latéralement au premier tiers de la hauteur, soit en partie haute. Dans cette configuration, des déstratificateurs d’air (hélices) sont nécessaires afin de rejeter l’air chaud qui remonte naturellement. Le soufflage s’effectue via des bouches à induction longue portée, soufflant l’air de manière dynamique, à des distances supérieures à 10 m. Afin d’obtenir une diffusion homogène et confortable, sans courant d’air, la gaine textile lavable constitue la solution privilégiée. Elle utilise le principe de l’induction à fentes, ou elle possède des microperforations pour le fonctionnement en rafraîchissement. Les gaines textiles assurent un meilleur brassage de l’air soufflé avec l’air ambiant. Pour des fonctions de soufflage, la tôle galvanisée classique est couramment employée.

Solution plus économique, les gaines rayonnantes sont posées en réseau étanche, dont l’extrémité débouche en façade. Un brûleur atmosphérique est situé à l’entrée, tandis qu’un ventilateur en sortie aspire les fumées qui chauffent les gaines et les rejettent à l’extérieur. L’ensemble de la gaine est en dépression, ce qui empêche les fumées de se répandre dans le local. Ces gaines radiantes en tôle, de 250 ou 300 mm de diamètre, sont portées à une température de 250 °C. Elles peuvent être déployées en parallèle sur des longueurs de plus de 100 m dans l’axe du bâtiment, avec un pas compris entre 5 et 10 m. Les écarts et la longueur varient en fonction de la température de consigne. Le brûleur s’installe dans l’ambiance ou mieux, en extérieur, ce qui facilite sa maintenance et améliore la sécurité. La pression de gaz pour ces matériels est de l’ordre de 20 ou 37 millibars (brûleurs atmosphériques au propane). C’est le mode idéal de traitement en chaud ou simplement antigel pour de vastes zones de stockage, à condition que l’énergie gaz soit disponible. Ce système implique de veiller à l’accrochage des gaines, et à la distance entre elles et avec les produits stockés. Aérotherme : autre solution basique

Autre moyen utilisé pour chauffer ou « dégourdir » les locaux, le plafond chauffant à eau chaude. Il est constitué de plaques creuses rectangulaires, comme de grands radiateurs plats et allongés, dans lesquels circule une eau à basse température (35-45 °C), qui assure une chaleur plus douce. Principal inconvénient, le poids des plafonds chauffants oblige à étudier attentivement leur support. Leur avantage est de pouvoir fonctionner à basse température, notamment avec une pompe à chaleur air/eau, le moyen le plus économique de produire de l’eau chaude à basse température. Un avantage considérable pour le coût d’exploitation d’un local. Plus la température de l’eau est élevée (80-60 °C), plus ces systèmes s’installent en hauteur. Outre une régulation simple, la circulation est assurée par une pompe à rotor noyé. Là encore, leur implantation nécessite une étude soigneuse, en particulier pour les locaux classés ESFR (Early Suppression Fast Response), c’est-à-dire les locaux équipés de sprinklers. La législation de ces dispositifs impose des écarts entre les buses et tous les matériels situés dans leur zone d’implantation, en hauteur et en site, à respecter pour des raisons de sécurité et d’assurance. Autre champion de la solution basique : l’aérotherme. Là encore, les taux de brassage sont faibles, de l’ordre de 2 à 3 volumes/heure, et il est impératif de choisir des modèles hélicoïdes à longue portée. Lorsqu’ils sont équipés de grilles ou de volets à double déflexion motorisés, ils assurent un balayage de leur zone. Si les modèles électriques coûtent peu à l’installation, ceux équipés de batteries à eau chaude sont plus économiques en exploitation. Les aérothermes à brûleur gaz intégré cumulent les deux avantages. Là encore, ils s’implantent à un tiers de la hauteur et nécessitent aussi en parallèle des déstratificateurs d’air au plafond. Côté supportage, ils se fixent latéralement aux parois ou se posent sur des supports appelés « chaises ». Leur poids reste faible. Toutes ces solutions concernent plutôt les zones de stockage. En général, les zones de conditionnement et les quais de chargement ne sont pas chauffés. Pour des besoins ponctuels, ils nécessitent parfois un renfort mobile qui prend alors la forme d’un chauffage rayonnant à céramique ou infrarouge. Cela sera aussi le cas dans les zones de conditionnement, souvent dans la même ambiance que le stockage. Un chauffage par rayonnement infrarouge localisé sera préférable, car plus efficient.

Restent enfin les locaux de bureaux, réfectoire, cuisine, toilettes, vestiaires et douches. Ils sont équipés le plus souvent de simples convecteurs électriques, à moins de disposer d’un système de chauffage à eau pour l’entrepôt, alimentant déjà des aérothermes ou des plafonds chauffants.

Dans ce cas, les bureaux seront équipés de radiateurs fonctionnant avec la même loi d’eau, raccordés via un circuit hydraulique parallèle. Pour l’eau chaude sanitaire, c’est souvent l’électricité qui est utilisée, sous forme de ballons classiques. Ces espaces de vie nécessitent une isolation thermique soignée, différente de celle de l’entrepôt attenant.