2 M ETROLOGIE ET PROTOCOLE

2.1Mise en place du S.D.S Naturel

Afin d’assurer l’extraction naturelle des polluants gazeux du sol, plusieurs travaux se sont avérés nécessaires. Les modifications apportées dans ‘MARIA’ sont décrites ci-dessous.

2.1.1Puisard centré

Dans le but de caractériser l’efficacité du tirage thermique, il a fallu agrandir le diamètre du conduit reliant le puisard à la cheminée de la maison. Pour cela, un piquage spécifique d’un diamètre de 200 mm (au lieu de 100 mm pour le piquage en extraction mécanique) a été réalisé. En effet, du fait des pertes de charge engendrées par l’écoulement d’air dans le conduit, ce dernier doit avoir un diamètre supérieur à celui employé pour un tirage mécanique, afin d’avoir une extraction naturelle plus efficace.

La mise en place du puisard spécifique a nécessité, d’une part de percer la dalle en béton armé par carottage et d’autre part, de maçonner un puisard à l’aide de briques perforées en ménageant des espaces entre les briques de façon à avoir une proportion d’au moins un tiers de trous. Un couvercle en béton recouvre le puisard et une platine avec un conduit de 200 mm de diamètre est positionnée au dessus. Un étanchement est réalisé en jonction de la membrane existante et autour de la platine. Le dallage béton armé a ensuite été reconstitué. La Figure 5.3 montre des photos relatives à la mise en place du puisard spécifique à l’extraction naturelle.

Figure 5.3 : Photos de mise en œuvre du puisard spécifique à l’extraction naturelle. Les photos de

gauche à droite illustrent: percement de la dalle; conception du puisard; couverture du puisard et son étanchement et reconstitution du dallage.

2.1.2Connexion au conduit de cheminée

Le conduit de 200 mm sortant du nouveau puisard a été connecté à un conduit de cheminée existant et situé au droit du piquage. Cependant, à environ un mètre cinquante du sol, le diamètre de la gaine a été réduit à 160 mm pour pouvoir passer dans le conduit de cheminée. Ce dernier a été manchonné jusqu’en haut en faisant une trappe d’accès au niveau des combles de la maison (voir Figure 5.4).

Figure 5.4 : Photos du conduit reliant le puisard à la cheminée

2.1.3Extracteurs

Au cours du suivi annuel, deux types d’extracteurs ont été utilisés : un extracteur classique dit « cape à l’italienne » et un extracteur « stato-mécanique ». Ce deuxième type d’extracteur avait pour but d’améliorer les performances du système naturel. Des photos de ces deux extracteurs sont représentées dans la Figure 5.5.

Figure 5.5 : Photos des extracteurs utilisés lors du suivi annuel: cape à l’italienne (à gauche) et

extracteur stato-mécanique (à droite).

La cape à l’italienne est posée sur deux conduits de cheminées : l’un pour la cheminée du

séjour et l’autre pour la chaudière. Le conduit qui a été manchonné est celui de droite (chaudière, non utilisé). Le rôle premier de la cape à l’italienne est de protéger les conduits de cheminées contre la pluie. Après analyse de ce système, il s’est avéré que le tirage est amélioré. Le vent s’engouffrant entre le couvercle et le conduit d’extraction provoque une dépression par effet ventury. C’est cette dépression qui permet un tirage plus important du conduit. Le principe de fonctionnement de cet extracteur est montré dans la Figure 5.6.

Figure 5.6 : Principe de fonctionnement d’une cape à l’italienne.

Au cours du suivi, un extracteur stato-mécanique a été installé à la place de la cape à l’italienne. Ce modèle, répondant à la norme P 50-413 classe B, fonctionne avec un moteur MV3 tournant jusqu’à 1300 Tour/min, se fixe sur des conduits rigides de diamètre compris entre 153 et 175 mm. Sa puissance est de 20-25 Watts environ et son intensité est aux alentours de 0,1 Ampère. Il s’utilise dans le cas où le conduit de cheminée n’assure plus une évacuation correcte en tirage naturel.

Ce type d’extracteur est construit sur la base de la cape à l’italienne. Cependant, pour améliorer la dépression engendrée par le passage du vent, une forme plus arrondie des bords permet à une plus grande quantité de vent de s’engouffrer à la sortie de la gaine. La dépression étant plus grande, la quantité d’air extrait est plus importante. Ce qui entraîne

P-P+

Depression engendrée par le vent

Mouvement d’air provoqué par la dépression

Vent

Gaine

une dépression plus importante du soubassement. De plus, cet extracteur dispose d’un moteur qui, quand il est mis en marche, permet de maintenir une certaine dépression à la sortie du conduit d’extraction. En fonctionnement, le moteur accentue la dépression à la sortie du conduit. Sans le fonctionnement du moteur, c’est uniquement le profil de l’extracteur qui favorise l’extraction de l’air. Le principe de fonctionnement de l’extracteur stato-mécanique est décrit dans la Figure 5.7.

Figure 5.7 : Principe de fonctionnement d’un extracteur stato-mécanique.

2.2Protocole expérimental

Un suivi d’une année du Système de Dépressurisation du Sol naturel, a été réalisé afin d’analyser la performance d’un tel système au cours du temps [Collignan et al, 2008 ; Abdelouhab et al., 2010]. La Figure 5.8 illustre le suivi mis en place.

Figure 5.8 : Schéma de l’expérimentation et les paramètres suivis.

P

-Gaine

Mouvement d’air provoqué par la dépression

Vent _{Dépression engendré par le vent}

Mécanique de l’extracteur

Extracteur stato-mécanique

- Vent (vitesse et direction) - Température extérieure

- Température intérieure

- Vitesse d'air dans le conduit - Température dans le conduit

dépression:du soubassement

Au cours de ce suivi, différents paramètres ont été relevés automatiquement à l’aide du logiciel Labview. L’enregistrement de ces données se faisait avec un pas de temps d’une minute durant une période allant de Juillet 2007 à Juin 2008.

La vitesse de l’air extrait et sa température (au niveau de la gaine), ont été mesurées à l’aide d’une sonde introduite dans le conduit. La précision de lecture de la mesure de vitesse d’air extrait est de ± 3% et avec une résolution de 0,01 m/s, pour une gamme de vitesse comprise entre 0 - 3 m/s. Par contre, dans le cas de vitesses d’air comprises entre 3 – 20 m/s, la résolution est de 0,1 m/s. Pour ce qui est des températures intérieures de la maison, celles-ci sont mesurées à l’aide des thermocouples posés dans chaque pièce, dont l’incertitude est de l’ordre de ± 0,3°C pour une température de 23 °C. Sur la base de ces mesures, on calcule la température moyenne intérieure de la maison. Cette dernière sera prise en compte dans les résultats présentés dans ce chapitre. En plus de ces paramètres, on mesure également la dépression entre la couche de gravier sous-dallage et l’environnement intérieur à l’aide d’un manomètre différentiel, dont la précision de lecture est de ± 0,25%.

En parallèle des mesures des paramètres internes de la maison, des variables météorologiques ont également été mesurées : vitesse et direction du vent, ainsi que la température extérieure. Ces dernières étaient enregistrées par une station météo se trouvant sur le toit du bâtiment ‘ARIA’ qui se situe à l’opposé de la maison expérimentale

‘MARIA’ (voir la Figure 5.9). Par la suite, ces mesures de température et de vent étaient

transmises à la centrale d’acquisition à l’aide de transmetteurs, dont la résolution est de ± 5° pour la direction du vent et < 0,1 m/s pour la vitesse du vent. La communication avec la centrale d’acquisition se fait par liaison WIFI.

Figure 5.9 : Plan du site de la maison expérimentale MARIA.

De juillet 2007 à février 2008, le suivi a été réalisé avec la cape à l’italienne en bout de conduit d’extraction. En mars 2008, l’extracteur stato-mécanique à été mis en place en fonctionnement statique. En juin 2008, l’extracteur a été utilisé en fonctionnement mécanique pour différents régimes d’extraction.