4.2 Introduction

Dans le vaste domaine qu’est la physique, nous couvrirons dans ce chapitre l’utilisation de la thermodynamique et de l’hydrodynamique, en se référant plus particulièrement au  domaine de la technique HVAC. Nous traiterons ensuite des principes hygiéniques de base de la technique HVAC, et en particulier du thème du « confort ». En introduction, nous aimerions définir les termes utilisés :

·       Thermodynamique : Section de la physique qui étudie le comportement des systèmes physiques lors de l’apport ou de l’évacuation de l’énergie calorifique et de changements de température.
Les principes de base de la thermodynamique sont les Lois de la Thermodynamique

·       Hydrodynamique : Section de la mécanique des fluides qui étudie le flux des matériaux incompressibles, c’est-à-dire principalement des liquides fluides. Les flux ayant de grandes variations de densité sont traités dans la dynamique des gaz. A la limite, pour les fluides statiques, l’hydrodynamique se réduit à l’hydrostatique.

Le nom « Système International d’Unités » et l’abréviation SI ont été adoptés par la 11e Conférence Générale des Poids et Mesures en 1960. Les unités SI comprennent les 7 unités de base et des unités dérivées avec le facteur numérique 1.

Les unités dérivées sont formées en multipliant et/ou divisant les unités de base. Ceci vaut aussi pour les symboles. Ainsi, par exemple, l’unité SI pour la vitesse est : les mètres divisés par les secondes (m/s).

Voir annexe pour d’autres unités et symboles.

Plus des deux tiers de l’énergie produite sur terre et utilisée par l’homme est l’énergie calorifique. Et où quel soit produite et utilisée, elle doit être mesurée et contrôlée.

Les fonctions des installations HVAC peuvent être divisées en deux sous-domaines selon leur but :
 

a.   La désignation Installations de Confort reprend toutes les installations qui créent et maintiennent automatiquement un climat ambiant agréable, qui favorise la santé et l’efficacité des gens dans les habitations, bureaux, écoles, hôpitaux, restaurants, salles de cinéma, théâtres, centres commerciaux, etc.

b.   La désignation Installations Industrielles reprend toutes les installations qui génèrent et maintiennent un climat ambiant ou une condition ambiante afin de garantir un processus de production spécifique, processus de stockage ou de mûrissement.

 

L’objectif des installations de chauffage est de créer une température ambiante constante et agréable pendant toute la période de chauffage. Les installations de chauffage produisent de l’eau chaude pour le chauffage d’ambiance et, dans la plupart des installations, pour l’eau chaude sanitaire aussi. La technique de chauffage d’un bâtiment comprend les domaines de la production de chaleur, de la répartition calorifique et du transfert de chaleur. La production de chaleur est aujourd’hui une partie complexe de la technique de chauffage. Les chaudières conventionnelles sont alimentées au mazout, au gaz, au bois ou au charbon. Outre celles-ci, on utilise pour la production de chaleur des pompes calorifiques, des centrales thermo-électriques de type bloc, l’énergie solaire ou des combinaisons de ces générateurs de chaleur (production bivalente de chaleur), ainsi que des postes de transfert de chauffage à distance. La technique des sanitaires est étroitement liée à la technique de chauffage.

La fonction principale des systèmes de ventilation est le renouvellement de l’air principalement dans les usines, les salles de cinéma, théâtres, restaurants, etc., c’est-à-dire dans les bâtiments où l’air s’épuise ou se pollue rapidement.  Pendant la période de chauffage, la température ambiante doit être maintenue à la valeur souhaitée, malgré l’apport d’air frais. C’est à cela que servent les réchauffeurs d’air qui sont chauffés principalement avec de l’eau chaude. Cependant, l’électricité ou la vapeur sont aussi utilisées.

Notre bien-être et notre rendement ne sont pas seulement influencés par la température ambiante mais aussi par l’humidité, la pureté et la fraîcheur de l’air, bref, par un climat ambiant le mieux adapté possible à notre organisme et nos sensations. Ces facteurs peuvent être influencés par une installation de climatisation. Le traitement de l’air se fait par des réchauffeurs, refroidisseurs et humidificateurs d’air. Le domaine de travail de la technique de climatisation s’étend aujourd’hui de la climatisation de pièces individuelles et d’habitations à de grandes installations, comme des immeubles de bureaux, centres commerciaux, aéroports, etc.

Tous les systèmes devraient ou doivent toujours fonctionner automatiquement et avec la meilleure exploitation possible de l’énergie.