Les séparations climatiques en été

Pourtant les rideaux d’air aux entrées des bâtiments commerciaux, publics ou industriels sont une solution de séparation climatique qui trouve aussi toute son utilité en été ou dans les pays chauds. Préserver le confort et réduire les consommations de climatisation en été sont des besoins croissants auxquels répondent les séparateurs climatiques.

Chaque ouverture de porte est la cause de pertes d’énergie et de dégradation du confort. Ce phénomène se produit aussi en été pour les raisons suivantes :
La convection naturelle : la poussée d’Archimède et la différence de densité entre les deux environnements font glisser l’air climatisé vers l’extérieur le long du sol. L’air chaud et humide extérieur entre par la partie supérieure de l’ouverture.

La différence de pression : se produit dans la quasi-totalité des bâtiments par la ventilation mécanique et par la pression du vent s’exerçant sur les façades, et donc les ouvrants. Enfin, plus la hauteur dans le bâtiment est importante, plus la pression vers le bas de l’air climatisé entraîne des pertes vers l’extérieur.

On constate ces phénomènes dans les magasins, les centres commerciaux, les bâtiments publics mais aussi les entrepôts et les locaux industriels. Une étude réalisée par Biddle auprès de 150 promoteurs de bâtiments commerciaux, publics et industriels en Europe a mis en évidence les problèmes rencontrés au cours des saisons chaudes :
La perte d’énergie : 35 % des investisseurs interrogés se plaignent de surconsommation liée aux ouvertures fréquentes des portes. Par exemple, pour une porte piétonne classique, la déperdition peut varier de 5 kW (Δt 1 °C) à 185 kW (Δt 20 °C) par porte en été. Bien évidemment lorsque les déperditions ne peuvent pas être compensées par le système de climatisation, la température du local monte.

La dégradation du confort : 30 % des promoteurs constatent une difficulté à maintenir la température de consigne dans leurs bâtiments en été. Parce que la puissance
installée n’a pas pris en compte ces déperditions, le confort est dégradé. C’est particulièrement pénalisant pour les locaux commerciaux qui accueillent des clients mais surtout inacceptable pour certains types de produits (alimentaires, cosmétiques…).

L’entrée d’humidité : l’humidité relative à l’extérieur en été est souvent plus élevée que le niveau jugé comme acceptable à l’intérieur des bâtiments. L’entrée d’air chaud et humide par le haut des ouvertures est non seulement une source d’inconfort mais aussi de surconsommation électrique de la climatisation. En effet, la climatisation utilise une grande partie de son énergie à éliminer l’humidité en excès dans l’air.

L’entrée d’insectes: 15 % des promoteurs se plaignent du désagrément causé par les insectes entrants dans le bâtiment :  moustiques, mouches, guêpes. C’est une situation qui dégrade l’image de l’enseigne dans le commerce, mais peut avoir des conséquences plus graves dans les locaux de santé ou les surfaces alimentaires.

Les constructeurs de rideaux d’air se sont penchés sur ces problématiques et plusieurs partenariats avec des Centres de Recherche ont tâché de comprendre les phénomènes et développer des technologies adaptées. EDF en France, la Netherlands Organisation for applied scientific research, aux Pays Bas, l’American Mosquito Control Association aux Etats Unis ont travaillé sur le sujet. Les demandes apparaissent chaque été dans nos régions métropolitaines mais sont permanentes dans les Dom-Tom, au sud de l’Europe, en Afrique ou au Moyen Orient.

L’importance des technologies de diffusion d’air : la configuration du jet des rideaux d’air doit être étudiée pour créer un flux d’air convergent et rectiligne. Les technologies du redresseur de jet et du jet à épaisseur variable permettent de couvrir toute la surface des ouvertures sans turbulence. Les séparateurs climatiques éliminent jusqu’à 90 % des échanges à travers une porte ouverte : l’air climatisé est préservé à l’intérieur du bâtiment et l’air humide entrant est réduit d’autant.

L’importance d’une régulation active: pour s’ajuster aux variations de conditions climatiques (vents, températures), les séparateurs climatiques équipés d’une sonde infrarouge connaissent les températures extérieures et intérieures. En fonction de ce Δt, le séparateur adapte son débit d’air, sa largeur et sa vitesse. Ainsi la séparation est en permanence dans un réglage optimal. 

Plusieurs études de cas ont démontré la performance des séparateurs climatiques en été.

Etude EDF dans la Caraïbe Après avoir constaté la réduction importante de consommation énergétique d’un supermarché qui venait de s’équiper d’un séparateur climatique en Guadeloupe, EDF a lancé une étude assortie de simulations numériques au Centre des Renardières. Pour un magasin typique de 105 m2, des températures de 30 °C extérieur et 24 °C intérieur, la consommation mensuelle s’élève à 1 163 kWh. Sans rideau d’air, 30 % de cette consommation énergétique est due aux déperditions par la porte. Après l’installation d’un rideau d’air, le magasin a réduit sa facture globale d’énergie de 20 %.
Chaîne internationale de cosmétiques: dans ce secteur d’activité, le maintien des températures en été est non seulement une exigence de confort mais aussi de qualité des produits. Un magasin à Alicante (Espagne) a remplacé un rideau d’air traditionnel ne donnant pas satisfaction par un séparateur climatique à régulation automatique. L’appareil s’ajustait en permanence en fonction des  températures intérieures et extérieures. Après plusieurs mois de mesures et des températures extérieures atteignant les 45 °C, le magasin a constaté une réduction de sa consommation globale d’énergie de 22 % à températures intérieures identiques.

Aux USA, l’AMCA mesure la performance des rideaux d’air Le Professeur Wang de l’American Mosquito Control Association a mené une étude approfondie sur l’impact des rideaux d’air aux entrées des bâtiments dans toutes les zones climatiques des USA. Parmi les 8 zones, 3 sont considérées comme chaudes ou chaudes et humides. Dans toutes ces zones, l’étude conclue que la consommation énergétique globale des bâtiments est toujours réduite en utilisant un rideau d’air.

La réduction des entrées d’insectes : en partenariat avec le Centre de Recherche INRA en France, Biddle a mené une étude sur la performance anti-insectes volants des séparateurs climatiques. Les mouches, guèpes, moustiques sont un désagrément dans les locaux commerciaux et même un danger dans les locaux de santé. Pendant deux années, les chercheurs ont mesuré la réduction des entrées d’insectes dans un local équipé d’un séparateur climatique. Grâce au redresseur de jet (technologie de réduction des turbulences du jet d’air), l’étude conclue à 99,9 % la réduction du nombre d’insectes entrants dans le local. Comme le démontre chaque jour l’utilisation de rideaux d’air dans des espaces réfrigérés comme les chambres froides, créer une séparation climatique en été dans les bâtiments prend tout son sens. Elle permet de maintenir la température de consigne définie par la climatisation et réduit fortement les consommations énergétiques. En complément, la réduction d’entrée d’humidité et d’insectes volants rend le local plus sain, plus agréable.