Tirage inversé dans la ventilation d’une maison individuelle : pourquoi la ventilation fonctionne-t-elle en sens inverse et comment y remédier

Pour créer des conditions confortables, un apport suffisant d’air frais est nécessaire. En cas de dysfonctionnement du système d’échange d’air, un tirage inversé peut se produire dans la ventilation d’une maison individuelle, ce qui nuit à son microclimat.

Dans ce cas, il faut comprendre et éliminer les causes du changement de direction du flux. Nous allons examiner les causes de l’apparition d’un tirage inversé dans le système de ventilation de la maison et les moyens d’y remédier.

Les causes du tirage inversé

Un tirage inversé apparaît en cas d’erreurs de conception du système de ventilation ou d’une exécution insuffisamment qualifiée. Mais comme l’air possède des propriétés physiques bien connues, il est facile d’identifier les causes du problème et de trouver des moyens d’y remédier.

Loi de conservation du volume dans la ventilation

Lors de la modélisation de l’échange d’air pour de petits volumes, typiques des maisons individuelles, on peut négliger des paramètres du milieu aérien tels que le degré de compression et la densité non uniforme.

Dans ce cas, la loi physique fondamentale de la ventilation par soufflage et extraction peut être formulée comme suit : la différence entre le volume d’air entrant et sortant sur une période donnée est nulle.

L’extraction est installée dans les endroits où les aérosols polluants s’accumulent le plus : la salle de bains, la cuisine et les pièces de service. Certains dispositifs d’extraction sont équipés de ventilateurs pour augmenter de force le volume d’air extrait.

Le système de soufflage est installé dans les pièces à vivre pour apporter de l’air frais dans les lieux de séjour permanent. Généralement, il est de type mécanique avec des débits d’entrée prédéfinis.

Cela est nécessaire pour maintenir précisément les paramètres du microclimat, tels que la température, l’humidité et la teneur en oxygène.

Avant de concevoir un système de circulation d’air ou d’installer un nouvel équipement de ventilation, il est nécessaire, sur la base d’un schéma similaire, d’effectuer un calcul et d’analyser la capacité des entrées et des extractions à faire passer les volumes d’air obtenus.

Ainsi, le plus souvent, les volumes d’air entrant à différents endroits de la maison sont fixes, tandis que la répartition de l’air sortant par les ouvertures est variable.

Si à un moment donné, une partie du système d'extraction laisse passer un débit plus important que celui fourni par la ventilation d'apport, le volume manquant est compensé par les ouvertures destinées à l'évacuation de l'air.

Avant l'installation des hottes, il est nécessaire d'effectuer de simples calculs arithmétiques qui montreront l'équilibre de l'air pour différentes combinaisons de fonctionnement des appareils.

Pour éviter un tel scénario, il est nécessaire de réaliser l'ensemble d'actions suivantes lors de la conception du système de ventilation :

• installer un clapet antiretour sur chaque orifice d'extraction pour empêcher l'entrée d'air par celui-ci ;
• organiser une ou plusieurs ouvertures d'apport de secours de type naturel pour compenser le volume manquant.

La section des ouvertures des dispositifs d'alimentation de réserve doit être calculée de manière à ce qu'ils puissent compenser ensemble le volume maximal d'air manquant. Chacun d'eux doit être équipé d'un clapet anti-retour pour éviter l'échappement d'air. Cela peut entraîner un givrage et un blocage des entrées d'air en hiver.

Échange d'air non comptabilisé avec l'extérieur

La filtration – le passage non contrôlé de l'air à travers les fissures et les interstices – joue un rôle dans l'équilibre aérien de la maison. Si ce phénomène est intense, il est impossible d'effectuer des calculs précis des paramètres du système de ventilation.

De plus, l'infiltration (filtration dirigée vers l'intérieur) permet à l'air de pénétrer dans la pièce sans être traité par des filtres à poussière et sans être chauffé à la température souhaitée en hiver. Par conséquent, ce phénomène doit être complètement éliminé ou son influence sur le renouvellement d'air global doit être rendue négligeable.

La filtration de l'air à travers les imperfections est facile à détecter en hiver à l'aide d'une caméra thermique. La prise de vue à l'intérieur montrera les points froids d'infiltration, et à l'extérieur, les points chauds d'exfiltration.

Les fenêtres ouvertes, les balcons et les portes de mansarde créent un échange d'air supplémentaire. Il est impossible de le calculer de manière fiable à l'avance, car la vitesse et même le vecteur du flux dépendent de nombreux facteurs, principalement de la température extérieure et intérieure, ainsi que de la direction et de l'intensité du vent.

La seule solution lors de la détection de l'apparition d'un tirage inverse dans les conduits d'air peut être l'installation de clapets antiretour.

En période froide, la cheminée sert de dispositif d'extraction supplémentaire à puissance variable. L'air chaud chargé des produits de combustion s'échappe par celle-ci, contribuant de manière significative au volume total du flux d'extraction.

Le volume d'air sortant par la cheminée dépend de la puissance de la chaudière. Pour les produits d'usine, il est facile à calculer, car la notice contient des tableaux indiquant la section minimale de la cheminée et la vitesse d'éjection des produits de combustion pour un modèle spécifique.

Si le poêle ou la chaudière sont fabriqués artisanalement, la valeur approximative du volume d'air évacué doit être extraite de la documentation technique d'un appareil aux paramètres similaires.

Dans la documentation technique des chaudières, le besoin en volume d'air consommé peut être indiqué. Si cette information n'est pas disponible, il faut multiplier la vitesse d'écoulement des fumées par la section de la cheminée.

Si l'on considère la cheminée comme un conduit d'extraction, sa particularité est l'impossibilité d'y installer un clapet anti-retour. Une alternative pourrait être un extracteur de fumée intégré, mais uniquement si son installation est techniquement possible. Dans ce cas, le chauffage peut être intégré dans le modèle comme une hotte avec ventilateur.

Le calcul du bilan d'air en présence d'une cheminée doit être abordé de manière responsable. Même un seul reflux de flux peut complètement ruiner l'intérieur de la pièce. De plus, avec une grande flamme, il existe un risque d'incendie ainsi qu'un risque d'intoxication des personnes par les produits de combustion.

Problèmes typiques lors de l'organisation de l'échange d'air

La diminution de la vitesse du flux par rapport à la valeur calculée, même dans une seule entrée ou sortie d'air, conduit à un déséquilibre de la circulation d'air dans la maison. Cela affecte le fonctionnement des autres appareils, dans lesquels se produit un changement compensatoire des paramètres du flux, y compris un reflux possible.

Il est donc nécessaire d'inspecter tous les points d'entrée et de sortie d'air pour alors comprendre pourquoi la ventilation générale de la maison fonctionne en dirigeant le flux dans le sens inverse.

Cet exemple montre clairement que même si l'on établit une dépendance de l'apparition du tirage inversé (dans la salle de bain) à une certaine condition (mise en marche de la hotte de cuisine), la cause peut être autre. Il est donc nécessaire de vérifier l'ensemble de la ventilation.

Réduction du volume d'air entrant

La diminution de la vitesse de l'air dans une unité de ventilation d'admission avec ventilateur peut être causée par les raisons suivantes :

• Perte de puissance du moteur, vibrations du ventilateur et autres signes d'usure de l'équipement. Il faut effectuer les réparations et éliminer les défauts identifiés.
• Erreur dans le réglage des paramètres du système. Il faut reconfigurer le système ou réparer le bloc de commande.
• Encrassement des filtres. La cause la plus fréquente de la baisse de puissance de la ventilation d'admission. Un nettoyage ou un remplacement de l'élément filtrant est nécessaire.
• Encrassement des ventilateurs. En raison de l'accumulation de salissures, la géométrie des pales est modifiée. Ainsi, à même nombre de tours, la caractéristique de pression de l'appareil diminue.
• Réduction de la section libre du conduit. Elle peut survenir dans tout composant du système de ventilation d'air neuf traversé par l'air : conduit, récupérateur, chauffage, etc. Il est nécessaire d'effectuer un nettoyage régulier de ces éléments.
• Fermeture partielle ou totale de la grille extérieure. La grille filtrante peut être obstruée par des insectes, des feuilles et d'autres débris. En hiver, elle peut être recouverte de neige. Il est donc nécessaire de vérifier régulièrement son débit.

Dans la ventilation naturelle par insufflation, une cause fréquente d'apport insuffisant, et parfois de tirage inverse, est l'effet d'air raréfié du côté extérieur.

Ce phénomène peut se produire du côté sous le vent du bâtiment. Il peut être résolu en utilisant des barrières spéciales près de l'ouverture d'admission d'air.

Pour éviter la création d'une zone de dépression près de l'ouverture d'admission d'air, il faut installer une petite clôture. Cependant, en hiver, il faudra déneiger plus souvent.

Défauts de l'extraction et leur résolution

Les causes de mauvais fonctionnement d'une extraction de type mécanique sont les mêmes que pour un système d'insufflation. Mais le plus souvent, le problème ne vient pas de l'encrassement des filtres (qui ne sont pas toujours installés sur l'extraction), mais du rétrécissement de la section libre du conduit de ventilation.

Contrairement à l'air frais, le flux extrait transporte de l'humidité, des vapeurs, de petites gouttes de graisse qui adhèrent aux parois du conduit de ventilation.

Avec le temps, des dépôts se forment à l'intérieur, créant une résistance aérodynamique, ce qui réduit le volume d'air sortant. Pendant ce temps, le système d'extraction lui-même peut fonctionner correctement.

Dans les maisons individuelles, le conduit de ventilation est conçu de manière à pouvoir être inspecté visuellement sans difficulté. Cela doit être fait 2 à 3 fois par an et, en cas de rétrécissement, les nettoyer soi-même ou faire appel à des prestataires de services.

Il existe des règles pour l'emplacement des conduits d'extraction sur le toit. Si elles ne sont pas respectées, selon les conditions météorologiques, un refoulement par le vent peut se produire, ce qui ralentit la vitesse de ventilation ou même inverse le tirage.

Un indicateur pointant vers cette cause est la présence de problèmes variables, et non constants, de renouvellement d'air.

La position des conduits de fumée par rapport aux éléments de la toiture est réglementée par le paragraphe 6.6.12 du SNiP 41-01-2003 “Chauffage, ventilation et climatisation”. Cette disposition est basée sur des calculs de pression du vent, elle peut donc également être appliquée aux conduits de ventilation.

Les règles de placement des conduits sur le toit sont assez simples, il est donc possible de faire sortir la ventilation par la toiture presque partout. Il suffira de respecter la hauteur requise.

Il arrive souvent qu'après la construction d'une maison, toutes les normes de placement des sorties de ventilation aient été respectées, mais que par la suite un changement de paysage ait créé des zones de contre-pression du vent :

• modification de la géométrie du toit (y compris l'installation d'une antenne parabolique) ;
• construction d'un bâtiment élevé à proximité immédiate ;
• arbre ayant poussé à proximité.

Dans ce cas, vous pouvez déplacer la sortie du conduit de ventilation vers un autre endroit, augmenter la hauteur du conduit ou essayer de supprimer la cause créant la zone de contre-pression du vent.

Il faut également vérifier la qualité de fonctionnement du déflecteur. S'il présente des dommages mécaniques ou si sa position par rapport au conduit a changé en raison d'une mauvaise fixation, cela peut également être à l'origine de problèmes. On peut considérablement augmenter le tirage en remplaçant un déflecteur ordinaire par un déflecteur rotatif.

Inversion dans le système de conduits

Dans les maisons individuelles, le système de gaines reliant plusieurs bouches d'extraction à une seule gaine de ventilation s'est répandu. Certains points peuvent être équipés de dispositifs d'aspiration forcée, comme une hotte de cuisine ou un ventilateur de conduit.

L'apparition d'un tirage inverse dans l'une des branches de la gaine peut être causée non seulement par les problèmes décrits ci-dessus avec l'extraction générale, mais aussi par une redistribution du vecteur de flux à l'intérieur du système de conduits de ventilation.

Le fonctionnement de hottes puissantes crée un flux à grande vitesse et augmente la pression dans la gaine. Par conséquent, l'air se précipite vers toutes les ouvertures de ventilation.

Pour éviter ce scénario, on installe des clapets anti-retour pour chaque branche de la gaine. Ces dispositifs laissent passer le flux dans un sens et ferment la section du conduit lors de son inversion.

En règle générale, lors de l'installation de la gaine, les professionnels installent des clapets anti-retour. Il peut être absent en cas de raccordement supplémentaire de branches si l'installation a été effectuée ultérieurement. Dans ce cas, vous devez installer un tel dispositif. Vous pouvez le faire vous-même sans refaire l'ensemble du système de gaines.

Pour ce faire, il est nécessaire :

1. Acheter un clapet de taille appropriée.
2. Démonter le système de gaines à l'endroit où il sera installé.
3. Couper une partie du conduit rectangulaire ou du tuyau flexible de la longueur du clapet.
4. Assembler le système avec le clapet.
5. Vérifier son étanchéité.

Si le clapet anti-retour est installé mais qu'un tirage inverse se produit, cela signifie que le dispositif est défectueux.

Plusieurs causes sont possibles :

• apparition d'une fente dans la membrane, le volet ou l'enveloppe du clapet ;
• usure des pièces mobiles, ce qui empêche la fermeture du volet ou de la membrane ;
• introduction de débris denses (par exemple, un morceau de papier ou un gros insecte) qui empêchent la fermeture complète de l'appareil.

Dans tous les cas, il est nécessaire de démonter une partie du conduit d'air et de retirer le clapet. S'il est impossible de le réparer, il faut acquérir un appareil de mêmes dimensions et remonter le conduit d'air.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comment réaliser une ventilation d'apport pour éviter le refoulement dans les hottes :

Le bon fonctionnement de la ventilation par extraction et, surtout, de la ventilation d'apport est la garantie de l'absence de refoulement. Pour cela, il est nécessaire d'inspecter périodiquement les dispositifs et d'effectuer des mesures de la vitesse du flux.

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