Rafraîchissement adiabatique d’un bâtiment industriel de 18 000 m² en Ardèche

Par Marc Bellair, Directeur de la Prescription, ADEXSI

Les chaleurs excessives en été touchent tous les bâtiments y compris les bâtiments industriels. Les exigences en termes de réglementation (décret tertiaire) et, plus simplement, d'économie d'énergie et de réduction des émissions de carbone mettent désormais en valeur des solutions comme le rafraîchissement adiabatique.
Voici un retour d'expérience qui démontre l'efficacité énergétique et environnementale d'une telle solution.

Vue aérienne du site Trigano – Tournon-sur-Rhône

Comment répondre aux défis de chaleur excessive ?

L'expérience suivante porte sur le rafraîchissement adiabatique d’un bâtiment industriel de 18 000 m² situé à Tournon-sur-Rhône, en Ardèche. Ce bâtiment, spécialisé dans la fabrication de véhicules de loisirs, de caravanes et de camping-cars, abrite la plus grande unité de production d’Europe, avec 13 000 véhicules assemblés par an.

Le maître d'ouvrage devait faire face à une chaleur excessive dans le bâtiment, ce qui compromettait la productivité et présentait un risque d'arrêt de la chaîne de production. Les solutions de rafraîchissement précédemment envisagées se sont révélées soit excessivement coûteuses, soit inadaptées à leurs besoins spécifiques. De plus, en raison du flux constant de marchandises, il était impératif de travailler avec les portes ouvertes, ce qui rendait l'installation d'un système de climatisation classique impossible.

Solution innovante de rafraîchissement adiabatique adaptée au cadre industriel

Le maître d'ouvrage recherchait une solution de rafraîchissement efficace, qui soit non seulement économique à l'investissement mais également rentable à l'exploitation. Il était essentiel de ne pas perturber le système de désenfumage existant et de minimiser les interruptions de production pendant l'installation de la nouvelle solution. De plus, le client souhaitait pouvoir intégrer et contrôler les rafraîchisseurs via leur système de Gestion Technique du Bâtiment (GTB) existant.

La solution de rafraîchissement par évaporation s’est avérée être idéale pour répondre à ces exigences. L'objectif était donc de proposer une solution sur-mesure, capable de s’adapter aux contraintes spécifiques du bâtiment tout en atteignant le niveau de confort thermique souhaité.

Solution adiabatique de rafraichisseurs  adiabatiques avec gaines textiles en demi-sphère

L'étude de rafraîchissement adiabatique

On considère que pour cette étude les points suivants :

• Les zones à rafraîchir représentent :

→ Zone 1 : 14 688 m² sur 6 m de hauteur
→ Zone 2 : 2 592 m² sur 6 m de hauteur

• Température d’air ambiant souhaitée à 27°C en période estivale, lorsque le bâtiment est en occupation, au milieu de la journée.
• Il y a des obstacles à prendre en compte lors de l’implantation des rafraîchisseurs, notamment les sprinklages et les luminaires. Cependant on considère qu’il est possible d’installer des gaines et la diffusion à environ 5 m du sol.

La solution proposée comprend un kit complet avec un rafraîchisseur Wetbox WFP 30 000 installé en toiture et un système de diffusion en gaine textile en forme de demi-sphère. Le choix du type de diffuseur a été particulièrement important pour s'adapter aux contraintes imposées par le réseau de sprinklage existant. Grâce à cette solution tout-en-un, l'installation peut être réalisée depuis la toiture, sans perturber la production en cours.

Simulation du rafraîchissement adiabatique en période estivale

Dans le cadre de cette étude et pour dimensionner l’installation, nous simulons le rafraîchissement du bâtiment en période estivale :

             
Rafraîchissant adiabatiques, diffusion et évacuation de l’air

Pour couvrir l'ensemble de la surface concernée, le choix s'est orienté vers un système de diffusion textile en demi-sphère. Ces diffuseurs sont équipés de buses de soufflage longue portée, permettant d’augmenter la vitesse de l’air à hauteur des occupants, contribuant ainsi à abaisser la température ressentie.

L'évacuation de l'air est essentielle pour garantir une bonne qualité de l'air intérieur et réguler le taux d'hygrométrie ambiant. Les extracteurs seront intégrés à tous les systèmes d'ouvrants de toiture ou de façade, permettant d’évacuer l'air introduit par les rafraîchisseurs. Idéalement, ces ouvrants devraient être installés aussi loin que possible de la zone rafraîchie pour créer un courant d'air frais homogène et efficace sur le plus grand volume possible.

Régulation de la solution de rafraîchissement adiabatique

Chaque zone est gérée indépendamment grâce à une commande manuelle bi-vitesse, qui permet à l'utilisateur d'ajuster le débit de soufflage selon ses besoins. Pour optimiser le fonctionnement du système, des périphériques optionnels tels que des sondes de température (intérieure et extérieure) et un capteur hygrométrique peuvent être ajoutés pour compléter l'installation et affiner le contrôle des conditions ambiantes.

Résultat après travaux de mise en œuvre de la solution de rafraîchissement adiabatique

Pour atteindre le confort thermique souhaité par le client, 36 rafraîchisseurs Wetbox WFP 30 000 ont été installés sur ce projet.
Selon les simulations effectuées, ce système permet d’évacuer environ 2700 kW de chaleur en période estivale. L'ensemble de l'installation requiert une puissance électrique totale de 108 kW et consomme environ 4,3 m³ d'eau par heure.

Le client est pleinement satisfait de la solution de rafraîchissement adiabatique mise en place. La productivité a augmenté, et les recrutements sont devenus plus simples grâce à l'amélioration des conditions de travail. Les opérateurs bénéficient désormais d'un environnement confortable, même lors de fortes chaleurs. Conformément aux exigences du projet, l'installation des rafraîchisseurs a été réalisée sans perturber la production, celle-ci ayant été effectuée directement depuis la toiture.

Par Marc Bellair, Directeur de la Prescription