| NF EN 13053 Novembre 2006 Ventilation des bâtiments - Caissons de traitement d'air - Classification et performance des unités, composants et sections Ventilation for buildings - Air handling units - Rating and performance for units, components and sections |
Fabrice Dorchies - Camfil Farr
Responsable du Marketing Opérationnel
La toute nouvelle homologation de la norme européenne EN13053 en novembre 2006 " Ventilation des bâtiments - Caissons de traitement d'air - Classification et performance des unités, composants et sections " donne une importance toute particulière à l'aspect énergétique du traitement de l'air.
Concernant la composante filtration de l'air, l'EN13053 aborde d'une façon nouvelle et intéressante l'aspect énergétique associé au filtre et à sa perte de charge: contexte énergétique oblige.
Pour ce qui est des niveaux d'efficacité, l'approche est plus traditionnelle et les recommandations convergent vers des niveaux minima permettant de maintenir les performances thermiques et aérauliques initiales d'une installation de traitement d'air.
1 Domaine d'application de l'EN13053 : 2006
L'EN13053 : 2006 spécifie les prescriptions et les essais pour la classification et la performance des caissons de traitement d'air pris dans leur ensemble. Elle spécifie également les prescriptions, la classification et l'essai des composants et sections spécifiques des caissons de traitement d'air. Pour un grand nombre de composants et de sections, elle se réfère aux normes de composants, mais elle spécifie également les restrictions concernant l'application des normes mises au point pour les composants individuels.
L'EN13053 : 2006 s'applique aux caissons de conception normalisée, qui peuvent être dans une plage de dimensions ayant des concepts communs de construction, et également aux caissons de conception spécifique.
Elle s'applique aussi aux caissons de traitement d'air entièrement préfabriqués et aux caissons construits sur site.
En règle générale, les caissons qui s'inscrivent dans le cadre de la présente norme comprennent au moins un ventilateur, un échangeur de chaleur et un filtre à air.
2 Filtration de l'air : des pertes de charge finales économiques !
Les contextes économique et environnemental convergent vers une obligation de réduction de la consommation énergétique des bâtiments. L'installation de filtres à air est la seule garantie du maintien des performances énergétiques d'un caisson de traitement d'air par une protection des organes de ce dernier.
La contribution des filtres atteint typiquement 30% du coût énergétique total lié au traitement de l'air. Ainsi, il n'est pas surprenant de VOIR apparaître des niveaux normatifs de pertes de charge finales en baisse par rapport aux standards traditionnellement rencontrés. Le tableau suivant compare les pertes de charge finales entre les normes EN13053 :2006 et EN779 :2002.
| EN 13053 : 2006 | EN 779 :2002 | |
| Efficacité G2 à G4 | 150 Pa | 250 Pa |
| Efficacité F5 à F7 | 200 Pa | 450 Pa |
| Efficacité F8 et F9 | 300 Pa | 450 Pa |
Les pertes de charge précisées dans l'EN13053 : 2006 sont des valeurs types maximales pour des caissons en fonctionnement et sont inférieures à celles utilisées dans l'EN 779 :2002 à des fins de classification, pour des questions d'économies d'énergie.
En revanche, les performances obtenues lors des essais selon l'EN 779 :2002 ne sont pas forcément atteintes à ces pertes de charge inférieures. En d'autres termes, un filtre F7, conformément au protocole d'essai de l'EN 779 :2002, pourra être " déclassé " F6 selon les critères de l'EN13053 :2006. Camfil Farr ainsi que les autres fabricants de filtres devront stipuler à quelle norme ils font référence lorsqu'ils communiquent une efficacité (figure 1)
Fig1 : Exemple d'étiquette produit
Pourquoi « perte de charge économique » ?
Nous venons de voir les nouvelles exigences de l'EN13053 en matière de pertes de charge finales.
La question que nous pouvons être amenés à nous poser est " que vais-je économiser en utilisant un filtre jusqu'à 300 Pa pour un F8 au lieu de 450 Pa ? "
Rappel du calcul de consommation énergétique :
Une règle de calcule simple démontrée sur une installation standard de traitement d'air, équipée d'un filtre fonctionnant à 3400m3/h, 12h par jour, 7j/7 montre que :1Pa = 1 Euro
Ainsi, il est possible d'affirmer que, dans des conditions de fonctionnement analogues, remplacer un filtre F8 à 300Pa au lieu de 450Pa générera 150€ d'économie sur la facture énergétique ! Il est donc tout à fait justifié de voir apparaître une norme qui va dans le sens des réductions de pertes de charge finales.
Camfil Farr met à la disposition de ses clients gratuitement son logiciel de calcul et d'optimisation des coût LCC (Life Cycle Cost) afin d'étudier les possibilités d'application de cette règle 1Pa=1€.
3 Filtration de l'air : des niveaux en phase avec les normes déjà existantes
L'efficacité d'un filtre dans un caisson de traitement d'air doit remplir deux rôles majeurs :
- protéger de l'encrassement par la pollution atmosphérique des composants (batterie froide, batterie chaude, humidificateur, échangeur simple/double flux…),
- garantir aux occupants des locaux la meilleure qualité d'air intérieur (QAI) possible et constante dans le temps. Sur ce point la récente norme EN13779 fait référence.
« Dans le cas où un seul étage de filtration est utilisé pour le système d'air neuf, un filtre de classe F7 au minimum doit être installé.
Dans le cas où deux étages de filtration sont utilisés, le ventilateur d'air neuf doit être placé entre le premier et le second étage. Afin d'éviter tout développement microbien sur les filtres à air du second étage ou d'un étage supérieur, l'humidité relative dans la zone du filtre est limitée à 90% ; un égouttage en dessous du point de rosée dans la zone du filtre à air doit toujours être évité. Les filtres à air ne doivent pas être placés immédiatement après les refroidisseurs avec déshumidification ou après les humidificateurs (exception - humidificateurs à vapeur). »
Pourquoi « minimum F7 minimum F7 » ?
En parcourant les différentes normes et recommandations européennes, la valeur F7, comme efficacité minimale, revient presque toujours. Il n'empêche que, encore aujourd'hui, la majorité des caissons de traitement d'air son commercialisé avec un simple étage de filtration G4, niveau imposé par Décret n8 84-1093 du 7 décembre 1.984 du code du travail, nettement insuffisant.
En effet, le diagramme de Whitby montre que l'immense majorité des particules qui nous entoure, air atmosphérique extérieur et intérieur, a une taille inférieure à 1µm. Or l'efficacité d'un filtre G4 sur une 1µm est de l'ordre de 10% !
Le tableau 2 présente l'efficacité moyenne des filtres sur une particule de 0,4µm, taille de particule de référence.
| Classe | Efficacité moyenne, (Em) de particules 0,4 µm % |
| G4 | Em ~ 5% |
| F5 | 40 ≤ Em < 60 |
| F6 | 60 ≤ Em < 80 |
| F7 | 80 ≤ Em < 90 |
| F8 | 90 ≤ Em < 95 |
| F9 | 95 ≤ Em |
Conclusion :
Même si la partie consacrée à la filtration de l'air reste restreinte dans l'EN13053, elle a le mérite de résumer les deux grandes tendances du moment à savoir : filtrer mieux (F7 mini) et filtrer plus économique (restreindre la perte de charge finale).