Régulation de la vitesse frontale d'une sorbonne
1- Principe de régulation sur une sorbonne
1 2- Mesure de la vitesse frontale
La dépression (PL-PS) due à l’extraction de l’air va créer un passage d’air au travers de la sonde. La vitesse d’air traversant celle-ci sera identique à celle entrant dans la sorbonne. L’air traversant la sonde, va plus ou moins refroidir un capteur de type fil chaud ou corps chaud et c’est cette différence de température qui permettra d’en déduire la vitesse (cf. anémométrie). La régulation consiste alors à commander un organe (variateur de fréquence ou volet motorisé) afin de maintenir une vitesse d’air à l’entrée de la sorbonne de façon à avoir en permanence un confinement optimal. (généralement 0.5m.s-1 à 40cm).
Dans certains laboratoires où le risque d’explosion est présent, les sorbonnes ainsi que les ventilateurs et les équipements de régulation doivent être aux normes ATEX (Atmosphère Explosive). Il faut donc, modifier le principe de mesure afin de n’avoir aucun élément chauffant dans la pièce.
Le principe consiste alors à introduire un capteur de débit en gaine (cf. mesure de débit), afin de pouvoir mesurer la quantité d’air extraite par la sorbonne.
3- Principe de régulation sur plusieurs sorbonne
Dans cet exemple chaque sorbonne est équipée non pas d’un ventilateur mais d’un volet motorisé qui laisse passer une plus ou moins grande quantité d’air suivant un signal de commande donné.En fonction du modèle de sorbonne utilisé, un ventilateur adapté sera choisi de manière à ce qu’il soit, capable d’extraire la somme des débits extraits de chaque sorbonne.
Le ventilateur de soufflage est quant à lui commandé par un signal provenant d'une sonde de débit, et insuffle une quantité d'air proportionnelle à celle extraite.Ce cas d’école met en œuvre une régulation indépendante de chaque sorbonne pour un même réseau aéraulique.
Autre solution: La combinaison de fréquences
Afin d’ajuster au mieux la consommation d’air d’un laboratoire, il est nécessaire de connaître en temps réel les débits d’air de chaque sorbonne afin de pouvoir agir sur le soufflage de façon optimale.
Il devient alors nécessaire de communiquer des informations. Ainsi si les systèmes de régulation sont équipés d’une partie communicante, il est possible de récupérer par l’intermédiaire d’un bus toutes les informations nécessaires à la commande des différents organes tels que :
- Le chauffage et/ou la/ climatisation,
- Le soufflage et/ou extraction d’air,
- Les registres de diffusion.
Depuis quelques années, les bâtiments du laboratoire, de la pharmaceutique ou de l’agroalimentaire, disposent d’une GTC (Gestion Technique Centralisée) ou GTB (Gestion Technique du Bâtiment) qui supervise l’ensemble du réseau aéraulique et électrique d’un bâtiment. Cette assistance technique utilise certaines méthodes ou procédés de communication afin de gérer au mieux les dépenses énergétiques d’un bâtiment.
Du fait de cette avancée technologique les fabricants se sont mis à développer des systèmes de régulation intelligents, capables de communiquer entre eux sur un réseau afin d’assurer au mieux les consommations d’énergie.
Bien qu’utilisant de nouvelles technologies, le principe de régulation par bus reste simple.
Chaque élément (appelé aussi « objet ») caractéristique d’un laboratoire (sorbonne, hotte diffuseur, extracteur) est équipé d’un module électronique raccordé sur un bus. Ce dernier collecte les informations de ces différents objets et achemine le flux vers un organe de supervision (ordinateur ou automate GTC) qui se charge d’analyser et traiter les informations utiles pour gérer le laboratoire à un instant donné.
Avec cette méthode, on peut ainsi réduire la consommation d’air en fonction du nombre d’objets et de leurs états (allumé, éteint, ou en panne).
Cette supervision des bâtiments est très demandée par les industriels depuis quelques années. En effet, les professionnels du laboratoire souhaitent avoir une centralisation de l’information qui leur permet d’avoir une vision globale du site, afin de localiser n’importe quel équipement et de remédier à un défaut dans un temps très court.
Forte de cette demande, la société COMELEC a décidé de mettre au point toute une gamme de produits communicants destinée au secteur du laboratoire.
4- Principe de régulation par bus de terrain et logiciel de supervision
Figure 9 – Régulation d’un groupe de sorbonne par bus de terrain et logiciel de supervision.
L’exemple ci-après illustre le principe de la régulation par bus.
Chaque objet (ici une sorbonne) est équipé d’un calculateur avec une interface de communication qui permet d’envoyer toutes les informations sur l’état de la sorbonne, utiles à la supervision de la pièce. Dans cet exemple, chaque calculateur envoie sur le bus les informations suivantes :
- vitesse frontale,
- débit d’air extrait,
- état de la sorbonne (marche / Veille),
- défaut quelconque sur la sorbonne.
Ces informations sont recueillies par un ordinateur équipé d’un logiciel de supervision qui commande les organes de soufflage. La compensation d’air devient proportionnelle au nombre de sorbonnes en marche et est fonction de l’état de chacune.
De plus, si une sorbonne présente un défaut, celui-ci doit être immédiatement transmis au logiciel de supervision qui alerte un technicien. Il est ainsi possible pour ce dernier de surveiller l’ensemble d’un bâtiment.
L’aspect économique est aussi mis en avant, car le volume d’air à insuffler dans chaque pièce étant directement proportionnel au nombre de sorbonnes en fonctionnement ; le traitement (chauffage, assainissement) de celui-ci s’en trouvera réduit.
Cette méthode de régulation et de gestion des flux d’air apporte économie d’énergie et sécurité de fonctionnement du dispositif technique.