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Mesure de la Permeabilite a l’Air des batiments en cas de vent Note d’application
Rappel : La norme EN13829 précise qu’avec un vent qui dépasse 6m/s ou atteint 3 sur l’échelle de Beaufort, il est improbable d’obtenir une différence de pression à débit nul satisfaisante pour réaliser le test. Le GA P50-784 classe ce critère parmi les critères de validité du test. Même quand on se situe dans des conditions acceptées par ces normes, il n’est pas toujours évident de pouvoir réaliser une bonne mesure. Vous trouverez ici des méthodes et astuces pour faciliter ces tests.
Réduire l’impact du vent sur la mesure de pression extérieure: Position des prises de pression extérieures Plusieurs solutions sont possibles, le choix de l’une ou l’autre dépendra des conditions du site (dégagé ou non) et des préférences du mesureur (praticité, temps de mise en place, etc.). 1. Loin du bâtiment La norme NF EN 13829, au paragraphe 5.2.5, conseille de ne pas mettre les prises de pression extérieures trop près du bâtiment ou d’un autre obstacle, car le vent crée des différences de pressions (surpression et dépression) autour des obstacles qu’il La Boutique Pro de l’étanchéité à l’air by
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rencontre. Une distance de plusieurs mètres est souhaitable, l’idéal étant d’être suffisamment loin pour ne plus subir les variations dues aux interactions entre le vent et des obstacles. 2. Répartir la prise de pression tout autour du bâtiment La norme Canadienne CAN/CGSB-149.10-M86 décrit, elle, une autre façon de prendre en compte l’effet du vent sur les bâtiments. Considérant que l’impact du vent sur une façade est inverse à celui sur la façade opposé (surpression d’un côté, dépression de l’autre), en moyennant les pressions sur les 4 façades principales, cette norme considère que l’effet du vent est réduit.
Figure1 : Emplacements recommandés des prises de pression extérieures dans la norme Canadienne CAN/CGSB-149.10-M86
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3. Abritée du vent Si l’on ne peut pas éloigner suffisamment la prise de pression du bâtiment, il est fortement recommandé de la placer du côté abrité du vent. Les turbulences y sont moindres que sur les autres côtés. Par ailleurs, il est également conseillé de placer le ventilateur du côté abrité du vent. (cf. “Environmental Effects on BD Testing” par The Energy Conservatory)
Sens du vent
Prise de pression
Bâtiment
4. En plusieurs points En plus d’être abrité du vent comme décrit ci-dessus, le fait de répartir la prise de pression en plusieurs points, espacés les uns des autres de plus d’un mètre, permet de réduire l’impact d’une rafale sur la mesure de pression extérieure.
Prises de pression Sens du vent
Bâtiment
On peut estimer qu’avec ce système l’amplitude de la variation de pression extérieure mesurée lors d’une rafale de vent sera divisée par la racine carrée du nombre de points de mesure de pression : La Boutique Pro de l’étanchéité à l’air by
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ΔP ext , n=
ΔP ext ,1
√n
où : n : nombre de points de mesure de pression
ΔPext,n : variation de pression extérieure mesurée à cause d’une rafale, avec n points de mesure de pression Par exemple, avec 4 points de pression, on divise par 2 environ le pic de pression extérieur mesuré. Pour rassembler les différents tubes de pressions, on peut utiliser plusieurs « tés » en cascade.
Té : 2 tubes de pression en entrée, 1 en sortie
Dispositif de mesure de pression 1. Protection de la prise de pression Si le vent souffle directement sur le tube de prise de pression extérieur, il va créer une pression dynamique qui risque de fausser la mesure, et de la rendre instable s’il souffle en rafales. Au §5.2.5 de la norme NF EN13829 deux exemples de protection de la prise de pression sont donnés : -
Le plus simple est de placer un té au bout du tube extérieur, de telle sorte que le vent ne puisse pas souffler directement dans le tube.
-
Il est aussi possible de placer le bout du tube de pression dans une boîte perforée. Attention, la prise de pression ne doit pas être mise dans un endroit fermé (boîte, pièce, etc.) car c’est la pression extérieure que l’on doit mesurer. Lors d’une conférence de l’ABAA (Air Barrier Association of America), D. Saum (Société INFILTEC) a présenté une série de tests comparatifs entre différentes technologies de capteurs de pression extérieurs dans le cadre de la mesure de perméabilité à l’air des bâtiments.
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Le meilleur système obtenu est une prise de pression omnidirectionnelle, à 10 cm du sol, suffisamment grande pour lisser d’éventuelles inhomogénéités locales de la pression.
Figure2 : prise de pression omnidirectionnelle. Source : INFILTEC
En complément, et pour jouer également sur le nombre de points de mesures comme vu au paragraphe précédent, on peut utiliser un réseau de prises de pression omnidirectionnelles :
Figure3 : réseau de 4 prises de pression omnidirectionnelles. Source : INFILTEC
Ce système combine avantageusement l’intérêt de points de pression multiples et une bonne protection des prises de pression. La Boutique Pro de l’étanchéité à l’air by
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2. Boîte de pression La norme Canadienne CAN/CGSB-149.10-M86 décrit une « boîte d’égalisation des pressions », qui permet, d’une part de rassembler les 4 prises de pression imposées par cette même norme, et d’autre part qui sert de « tampon » en diminuant l’impact d’une variation brève de la pression extérieure due à une rafale.
Figure4 : Boîte d’égalisation des pressions décrite dans la norme Canadienne CAN/CGSB-149.10M86
Les dimensions typiques données ici sont définies de telle sorte qu’une rafale de moins de 5 secondes ait peu d’impact sur la mesure de pression extérieure. Il semblerait qu’à l’heure actuelle très peu de personnes utilisent ce système, dont les dimensions doivent être strictement respectées.
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Gérer les fluctuations dues aux rafales:
Même si les prises de pression extérieures sont idéalement protégées et positionnées, une rafale de vent va créer une variation de pression à l’intérieur du bâtiment. La différence de pression bâtiment lue par le manomètre va donc fluctuer, et risque de gêner la mesure.
Pressions à débit nul La norme EN 13829 et le guide d’application GA P50-784 précisent que si un des deux tests à débit nul, qui durent au moins 30s, a une moyenne positive ou négative supérieure à 5Pa, l’essai n’est pas valable. Veillez à ce que votre logiciel de pilotage vous prévienne dans ce cas, et vous permette de retenter un essai rapidement. Si la plus grande moyenne positive ou négative est comprise entre 2 et 5 Pa, le guide d’application précise que la pression cible basse n’est plus 10Pa mais 5 fois cette moyenne. Le logiciel INFILTREA permet, lorsque cela arrive au premier test à débit nul, d’adapter automatiquement le palier bas, ainsi que les autres paliers pour les maintenir équidistants.
Figure5 : Test pré-statique avec le logiciel INFILTREA
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Séquence des paliers de pression Dans des conditions idéales, tous les points de la séquence de mesure des pressions et débits sont alignés (en échelle logarithmique). Des conditions instables, en particulier les rafales de vent, vont décaler certains points par rapport à la droite, et augmenter l’incertitude de mesure. [Rappel : le GA P50-784 précise que pour un vent inférieur à 3 m/s ou compris entre 0 et 2 sur l’échelle de Beaufort, les essais présentant une incertitude supérieure à 15 % sur le 4 ne sont pas retenus]
1. Nombreux points d’échantillonnage Pour lisser l’impact d’une rafale de vent, l’option la plus simple, si l’on travaille en mode automatique, consiste à moyenner chaque point de mesure sur une période assez longue. Pour cela tous les logiciels d’acquisition permettent de régler le nombre de points d’échantillonnage et donc la durée moyennée. En présence de rafales de vent, on peut régler l’échantillonnage pour une durée entre 10 et 20 secondes par exemple. 2. Mode manuel Une autre solution, est de travailler en mode manuel : l’opérateur fait varier luimême la vitesse du (des) ventilateur(s) pour atteindre chaque paliers de pression. Une fois le palier atteint il peut décider du moment où il capture le point. Ceci permet d’attendre un moment sans rafale, et de reprendre le point si une rafale intervient pendant la mesure. L’intérêt ici est de pouvoir être réactif, donc le temps d’échantillonnage doit être plus court. Pour les portes soufflantes de marque Minneapolis BlowerDoor ou Infiltec, le logiciel INFILTREA permet de travailler en mode manuel comme décrit ci-dessus (également en mode automatique pour les portes Minneapolis).
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Figure6 : Séquence en manuel ou automatique avec INFILTREA
3. Nombreux paliers de pression La norme demande à ce qu’il soit fait au minimum 5 paliers de pression, à peu près équidistants et séparés au maximum de 10 Pa. Cependant plus le nombre de points de mesure va être important, plus le calcul du 4 sera précis. La précision augmente rapidement avec le nombre de paliers entre 5 et 10 paliers, mais ensuite le gain est faible par palier supplémentaire.
En cas de vent, préférez donc faire 10 paliers de pression, cela vous aidera à obtenir un essai suffisamment précis.
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Testoon_v1b_12/02/2013
Par exemple, un test avec 10 points sera environ 2,5 fois plus précis qu’un test à 5 points et 1,3 fois plus qu’un test à 7 points.