FILIERE GENIE INDUSTRIEL

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

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DEPARTEMENT : GENIE MECANIQUE ET PRODUCTIQUE

DEPARTEMENT : GENIE ELECTRIQUE

FILIERE GENIE INDUSTRIEL

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme de Licence ès-Sciences

et Techniques en GENIE INDUSTRIEL

Présenté et soutenu par : RANAIVO Sitraka Harimalatiana

Directeur de Mémoire : Monsieur RANAIVOSON Andriambala H.

Maître de Conférences

PROMOTION 2009

Date de soutenance : 03 MARS 2010

« PROJET DE CLIMATISATION PAR SYSTEME A

VOLUME DE REFRIGERANT VARIABLE (VRV) DES

SALLES DE BUREAU ET DES APPARTEMENTS DE

L’IMMEUBLE ARO AMPEFILOHA »

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

--------------------oooOooo--------------------

DEPARTEMENT : GENIE MECANIQUE ET PRODUCTIQUE

DEPARTEMENT : GENIE ELECTRIQUE

FILIERE GENIE INDUSTRIEL

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme de Licence ès-Sciences et

Techniques en GENIE INDUSTRIEL

Présenté et soutenu par : RANAIVO Sitraka Harimalatiana

Président du Jury : Monsieur JOELIHARITAHAKA Rabeatoandro

Enseignant-chercheur à l’ESPA

Directeur de mémoire : Monsieur RANAIVOSON Andriambala H.

Maître de Conférences à l’ESPA

Examinateurs : Madame RATSIMBAZAFY Lantoharisoa


Monsieur ANDRIAMANALINA William Alphonse

Enseignant-chercheur à l’ESPA

Monsieur RAKOTONIRIANA René


« PROJET DE CLIMATISATION PAR SYSTEME A

VOLUME DE REFRIGERANT VARIABLE (VRV) DES

SALLES DE BUREAU ET DES APPARTEMENTS DE

L’IMMEUBLE ARO AMPEFILOHA »

« Ne crains rien, car je suis avec toi ;

Ne promène pas des regards inquiets, car je suis ton Dieu ;

Je te fortifie, Je viens à ton secours, Je te soutiens de ma droite triomphante».

Esaïe 41,10.

REMERCIEMENTS

Tout d’abord, je ne saurai poursuivre ce travail sans louer Le Seigneur, Notre Dieu, puisque grâce à Sa bonté,

Sa bénédiction et Son Amour inconditionnel, je me suis sentie accompagnée et soutenue tout au long de

mes années d’études.

Ensuite, je ne ferai pas de discours digne des grands orateurs, et quand bien même les mots me paraissant

bien dérisoires lorsque vient le moment d’être reconnaissante envers ceux qui, avec sollicitude, patience et

dévouement, vous ont guidé et aidé, du fond du cœur, je tiens à dire merci et bien plus encore à chacune

des personnes nommées ci-après :

Au Directeur de l’ESPA, Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal, qui nous a autorisé la soutenance de ce

mémoire ;

Au Président du Jury, Monsieur JOELIHARITAHAKA Rabeatoandro, de nous faire l’immense honneur de

présider ce mémoire ;

Au Chef de Département GENIE MECANIQUE ET PRODUCTIQUE, qui n’est autre que le Président de ce

Jury, et à Monsieur ANDRIANAHARISON Yvon, Chef de Département GENIE ELECTRIQUE de la Filière

GENIE INDUSTRIEL pour le dévouement de ces personnes envers ladite filière ;

A mon Directeur de Mémoire, Monsieur RANAIVOSON Andriambala H. pour ses conseils pratiques, son

aide précieuse et la pertinence de ses interventions. Comme il se devait, il a su me remettre sur la bonne

voie à chaque fois qu’il le fallait ;

Aux examinateurs : Madame RATSIMBAZAFY Lantoharisoa, Maître de Conférences à l’ESPA

Monsieur ANDRIAMANALINA William A., Enseignant-chercheur à l’ESPA

Monsieur RAKOTONIRIANA René, Maître de Conférences à l’ESPA

pour avoir consacré du temps à la correction de cet ouvrage malgré les lourdes et nombreuses tâches qu’ils

doivent assumer ;

A tout le personnel des Assurances ARO qui nous a offert leur étroite collaboration. Notamment à

Monsieur RAZANAKOLONA Bera, Directeur Général de ARO, Monsieur RALAMBOMIADANA Rolando du

Département Patrimoine et Monsieur RAZAFIMAHEFA Fortunat du Service Gestion des Travaux et

Equipements.

A tous les enseignants de la Filière GENIE INDUSTRIEL et tous ceux de L’ECOLE SUPERIEURE

POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO qui n’ont pas lésiné sur notre formation, leur détermination afin de

nous transmettre et nous partager leur connaissance est inestimable.

Et puis à tous ceux qui, de près et/ou de loin, ont apporté leur pierre à l’édifice que ce document représente.

Rien de tout ceci n’aurait été possible si ma petite famille, ma source d’inspiration, mes parents, notre

« Tatie », bref toute ma famille et tous mes amis (particulièrement à deux d’entre eux qui se reconnaîtront)

n’avaient pas été là pour m’encourager et me soutenir moralement, affectueusement et financièrement

durant la réalisation de cet ouvrage comme tout au long de ces trois dernières années malgré mes humeurs

changeantes et mon caractère quelque peu difficile des fois.

Enfin, cet ouvrage est un hommage aux efforts et sacrifices faits par les étudiants et leurs familles lors de la

réalisation de ces mémoires. Je le dédie à la mémoire de ma Grand-mère maternelle qui nous a quittés au

cours de la deuxième année de Licence.

Merci Grand-mère d’avoir cru en moi et de nous avoir inculquées à tous les valeurs de l’enseignement.

LISTE DES ABREVIATIONS ET DES ACRONYMES

I


abs absorbée

Action PI / PID

Action Proportionnelle Intégrale / Proportionnelle Intégrale Dérivée

ARO Assurances Réassurances Omnibranches

appart appartement

art. article

asp aspiration

CA Courant Alternatif

cal calorifique

CC Courant Continu

CO2 dioxyde de carbone

compr compression

cond conduction

conv convection

COP COefficient de Performance

CTA Centrale de Traitement d’Air

DAC Débit d’Air Constant

DAV Débit d’Air Variable

DSC Dispositif de Sécurité Collective

écl éclairage

EER Energy Efficiency Ratio

EF Efficacité Frigorifique

EIE Etude d’Impact Environnemental

ESPA Ecole Supérieure Polytechnique d'Antananarivo

FF Fluide Frigorigène

frigo frigorifique

g facteur de rayonnement solaire

GV Grande Vitesse

GWP Global Warming Potential

liq liquéfacteur

m mur

mach machine

MCC Moteur à Courant Continu


II

MF Machine Frigorifique

NO2 dioxyde d'azote

occ occupant

ODP Ozone Depletion Potential

pdc pertes de charge

PAC Pompe A Chaleur

POE Lubrifiant Polyolester

PREE PRogramme d'Engagement Environnemental

PV Petite Vitesse

PVC Polyvinylchloride

r.a renouvellement d'air

ray rayonnement

ref refoulement

RT 2000 Règlementation Thermique 2000

SCM Station de Climatologie et de Météorologie

SIA Société suisse des Ingénieurs et Architectes

SO2 dioxyde de soufre

TL Transmission Lumineuse

TOR Tout Ou Rien

tot total

U.E. unité extérieure

U.I. unité intérieure

v vitrage

VMC Ventilation Mécanique Contrôlée

VRV Volume de Réfrigérant Variable

LISTE DES SYMBOLES

III

LISTE DES SYMBOLES

Symboles Significations Unités

b coefficient réducteur pour les locaux non chauffés

Dp déperditions thermiques [W]

e épaisseur du mur [m]

f facteur de correction

gr facteur de réduction

h coefficient de convection [W/m2.K]

i numéro du mur

I intensité du rayonnement solaire [W/m2]

J Joule

j numéro de l'étage

K coefficient de transmission thermique [W/m2.K]

Ku coefficient d'utilisation [%]

nécl nombre d'éclairages [lampes]

nocc nombre d'occupants [personnes]

P puissance de la lampe [W]

Q, q quantité de chaleur

QL charge thermique latente [W]

qp flux [W/m2]

QS charge thermique sensible [W]

Qv quantité de chaleur du vitrage [W]

qv débit d'air extérieur de renouvellement [m3/h]

S surface [m2]

T température [°C]

V volume net chauffé [m3]

W travail

x distance [m]

αv coefficient d'absorption du vitrage

Δt durée [h]

ΔT, Δθ différence de température [K]

LISTE DES SYMBOLES

IV

θe température extérieure [°C]

θi température intérieure [°C]

λ conductivité thermique [W/m.°C]

Φ, 𝜑 flux de chaleur [W]

ω teneur en eau [geau/kgair sec]

LISTE DES TABLEAUX

V

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Nature des différentes parois des locaux à climatiser .................................................................................................... 20 Tableau 2 : Dimensions des locaux et des bureaux .................................................................................................................................. 20 Tableau 3 : Dimensions des diverses pièces des appartements .......................................................................................................... 21 Tableau 4 : Eclairage dans les bureaux ....................................................................................................................................................... 21 Tableau 5 : Eclairage dans les appartements à un niveau ................................................................................................................... 21 Tableau 6 :Eclairage dans les appartements DUPLEX ........................................................................................................................... 22 Tableau 7: Données météorologiques ........................................................................................................................................................... 26 Tableau 8 : Apports thermiques des bureaux Bj1 .................................................................................................................................... 30 Tableau 9 : Apports thermiques des Bureaux Bj2 .................................................................................................................................... 31 Tableau 10 : Apports thermiqes des bureaux Aj1 .................................................................................................................................... 31 Tableau 11 : Apports thermiques des bureaux Aj2 .................................................................................................................................. 31 Tableau 12 : Apports thermiques des bureaux Bj3 .................................................................................................................................. 32 Tableau 13: Apports thermiques des bureaux Bj4 ................................................................................................................................... 32 Tableau 14 : Apports thermiques des bureaux Aj3 .................................................................................................................................. 32 Tableau 15 : Apports thermiques des bureaux Aj4 .................................................................................................................................. 33 Tableau 16 : Apports thermiques des appartements de la façade Sud-Est .................................................................................... 33 Tableau 17 : Apports thermiques des appartements de la façaade Nord-Ouest ......................................................................... 34 Tableau 18 : Récapitulation des apports thermiques des bureaux pour l’ étage j ...................................................................... 34 Tableau 19 : Récapitulation des apports thermiques pour les appartements .............................................................................. 34 Tableau 20 : Déperditions thermiques des bureaux Bj1........................................................................................................................ 36 Tableau 21 : Déperditions thermiques des bureaux Bj2........................................................................................................................ 36 Tableau 22 : Déperditions thermiques des bureaux Aj1 ........................................................................................................................ 36 Tableau 23 : Déperditions thermiques des bureaux (façade Sud-Est) ............................................................................................. 37 Tableau 24 : Déperditions des bureaux Bj3 ................................................................................................................................................ 37 Tableau 25 : Déperditions des bureaux Bj4 ................................................................................................................................................ 37 Tableau 26 : Déperditions thermiques des bureaux Aj3 ........................................................................................................................ 38 Tableau 27 : Déperditions thermiques des bureaux Aj4 ........................................................................................................................ 38 Tableau 28 : Déperditions thermiques des appartements du Sud-Est ............................................................................................ 38 Tableau 29 : Déperditions thermiques des appartements du Nord-Ouest ..................................................................................... 39 Tableau 30 : Déperditions thermiques totales des bureaux de l’étage j ......................................................................................... 39 Tableau 31 : Déperditions thermiques totales des appartements ..................................................................................................... 39 Tableau 32 : Emplacement des U.E. et puissances frigorifiques correspondantes...................................................................... 46 Tableau 33 : Paramètres de sortie ................................................................................................................................................................. 48 Tableau 34 : COP, débit massique et autres ............................................................................................................................................... 49 Tableau 35 : Références et destination des unités extérieures ........................................................................................................... 56 Tableau 36 : Références et destination des unités intérieures ............................................................................................................ 56 Tableau 37 : Consommation en électricité par étage de l’immeuble ARO ..................................................................................... 57 Tableau 38 : Débits extraits en mètres-cubes par heure par type de pièce ................................................................................... 60 Tableau 39 : Débits de renouvellement d’air pour un appartement à un niveau........................................................................ 60 Tableau 40 : Débits de renouvellement d’air pour un Duplex ............................................................................................................. 61 Tableau 41 : Débit de renouvellement d’air par étage des bureaux ................................................................................................. 61 Tableau 42 : Caractéristiques des vitrages ................................................................................................................................................. 76 Tableau 43 : Chaleur dégagée par les occupants ..................................................................................................................................... 77 Tableau 44 : Chaleur dégagée par les appareils et autres machines électriques ........................................................................ 77 Tableau 45 : Caractéristiques des unités murales ................................................................................................................................... 78 Tableau 46 : Caractéristiques des unités cassettes.................................................................................................................................. 79 Tableau 47 : Caractéristiques des unités extérieures ............................................................................................................................. 80 Tableau 48 : Récapitulation pour la climatisation des bureaux ........................................................................................................ 81 Tableau 49 : Caractéristiques des FF définitifs ......................................................................................................................................... 82 Tableau 50 : Nombre de personnes occupant les bureaux .................................................................................................................. 83 Tableau 51 : Nombre de locataires dans un appartement ................................................................................................................... 83

LISTE DES ILLUSTRATIONS

VI

LISTE DES ILLUSTRATIONS

Figure 1 : Transferts de chaleur sur un vitrage ____________________________________________________________________________ 8 Figure 2 : Diagramme enthalpique du R 410A ___________________________________________________________________________ 11 Figure 3 : Les centrales DAC et DAV ______________________________________________________________________________________ 14 Figure 4 : Découpe du climatiseur ________________________________________________________________________________________ 15 Figure 5 : Image par satellite de l’immeuble ARO ________________________________________________________________________ 25 Figure 6 : Courbes de températures d’un système INVERTER ___________________________________________________________ 42 Figure 7 : Mode chaud et froid simultanés et équilibrés _________________________________________________________________ 44 Figure 8 : Mode chaud et froid simultanés et déséquilibrés _____________________________________________________________ 45 Figure 9 : Mode « tout froid» ______________________________________________________________________________________________ 45 Figure 10 : Plan adopté par étage J _______________________________________________________________________________________ 47 Figure 11 : Diagramme enthalpique du cycle frigorifique de l’installation _____________________________________________ 50 Figure 12 : Constitution de l’U.E. __________________________________________________________________________________________ 52 Figure 13 : Mise en évidence du compresseur SCROLL et des deux couples du MCC à réluctance _____________________ 53 Figure 14 : Quelques types d’unités intérieures __________________________________________________________________________ 54 Figure 15 : Mécanisme de la VMC _________________________________________________________________________________________ 58 Figure 16 : Méthode d’extraction et de renouvellemen d’air pour un bâtiment d’habitation collective _______________ 59 Figure 17 : Schéma de représentation de la tuyauterie et du caisson de ventilation(gaine) __________________________ 62 Figure 18 : Les conditions de base requises par SITRAKA_CLIM pour le calcul de la consommation en eau de l’humidificateur____________________________________________________________________________________________________________ 63 Figure 19 : Paramètres pour la détermination de la consommation en eau ___________________________________________ 64 Figure 20 : L’unité murale FXAQ-MV _____________________________________________________________________________________ 78 Figure 21 :L’unité cassette FXZQ-MV _____________________________________________________________________________________ 79 Figure 22 :Unité extérieure REYQ8-16P __________________________________________________________________________________ 81 Figure 23 : Unité extérieure REYQ18P9 et REYQ22P8 ___________________________________________________________________ 81

GLOSSAIRE

VII

GLOSSAIRE

Adiabatique : qualifie le fonctionnement d'un système sans échange de chaleur avec son environnement

(le milieu extérieur).

Air conditionné : air auquel une température et un degré d’humidité déterminés ont été affectés.

Azéotropique : se dit d'un fluide frigorigène qui change d'état à température rigoureusement constante.

Par opposition à « fluide zéotropique », dont la température varie pendant le changement de phase.

Calorie : unité de calcul pour la mesure de la quantité de chaleur nécessaire élevant la température d’un

gramme d’eau de 15 à 16°C sous pression atmosphérique normale.

Capacité calorifique : quantité de chaleur qu'il faudrait fournir à un corps pour élever sa température de

1 K.

Chaleur latente : chaleur faisant changer l’état physique d’un corps sans en modifier sa température.

Chaleur sensible : chaleur que l’on perçoit et qu’on est en mesure d’en évaluer la modification par nos

sens (refroidissement ou réchauffement).

Condensats : eau issue de la condensation de l'air chaud et humide sur une surface froide. L’évaporateur

provoque la condensation de l'air qui y circule, les condenses produits par l'évaporateur doivent être canalisés

et évacués.

COP : coefficient de performance.

Le COPfroid est le rapport entre la puissance frigorifique fournie et la puissance électrique absorbée par le

compresseur tandis que le COPchaud est le rapport entre l’énergie thermique délivrée au condenseur et

l’énergie électrique demandée par le compresseur.

Cycles courts : temps de marche et d'arrêt trop brefs (< 10 mn) du compresseur.

Diagramme de MOLLIER : diagramme permettant de décrire le cycle thermodynamique d'une machine

frigorifique.

Enthalpie : grandeur dont la variation engendre l'absorption ou la génération de chaleur et est exprimée

en Joules par kilogrammes (J/kg).

Fluide frigorigène ou réfrigérant : Fluide utilisé dans les installations frigorifiques et les pompes à

chaleur. II est capable de passer de l'état liquide à gazeux et vice et versa sous des pressions généralement

supérieures à la pression atmosphérique. Lors de ces changements d'état (appelé aussi phases) il absorbe

ou cède une grande quantité de chaleur.

Hygrométrie : détermine le degré d’humidité dans l’air atmosphérique.

Pertes de charge : énergie à fournir sous forme de pression pour vaincre les frottements lorsqu'un fluide

(liquide ou gazeux) circule dans une canalisation ou divers éléments (filtre, échangeur, vanne, etc.).

GLOSSAIRE

VIII

Réfrigération : abaissement programmé de la température d’un milieu (production de froid).

Régime laminaire : les filets du fluide sont parallèles à la paroi.

Régime turbulent : existence de fluide tourbillonnant surtout au niveau de la paroi.

Source de chaleur : système thermodynamique capable de fournir ou de recevoir de la chaleur en restant

à une température constante.

Dite chaude pour un milieu où l'on restitue des calories à haute température et froide si l’on y puise des

calories à basse température.

Température de Base : température moyenne maximale (ou minimale) d'un lieu dépendant de la situation

géographique et servant aux calculs des apports calorifiques (ou des déperditions maximales) des

habitations.

Transformation monotherme : transformation dans laquelle un système évoluant n’échange de chaleur

qu’avec une seule source (ditherme : avec deux sources de chaleur).

Ventilo-convecteurs : appareils de chauffage ou de climatisation constitués d'un échangeur à air ventilé.

Le tube qui circule au milieu des ailettes véhicule soit de l'eau soit du fluide frigorigène.

VRV : volume de réfrigérant variable. Le système à volume de réfrigérant variable est un système de

climatisation dans lequel la quantité (le volume) de réfrigérant alimentant les unités intérieures varie en

fonction du besoin desdites unités.

IX

TABLE DES MATIERES

LISTE DES ABREVIATIONS ET DES ACRONYMES ______________________________________________________ I

LISTE DES SYMBOLES ___________________________________________________________________________________ III

LISTE DES TABLEAUX ____________________________________________________________________________________ V

LISTE DES ILLUSTRATIONS _____________________________________________________________________________ VI

GLOSSAIRE _______________________________________________________________________________________________ VII

TABLE DES MATIERES ___________________________________________________________________________________ IX

INTRODUCTION ___________________________________________________________________________________________ 1

CHAPITRE I : RAPPEL DE THERMODYNAMIQUE APPLIQUEE A L’ETUDE _______________________ 4 I.1. BASE DE LA THERMODYNAMIQUE ________________________________________________________________ 4 I.2. LE TRANSFERT THERMIQUE __________________________________________________________________________ 5

I.2.1. La conduction ___________________________________________________________________________________________________ 5 I.2.1.1. Cas du mur _________________________________________________________________________________________________ 6

a. Mur simple _______________________________________________________________________________________________ 6 b. Mur multicouche ________________________________________________________________________________________ 6 c. Mur composé d’une association de parois (mur composite) ________________________________________ 6

I.2.1.2. Cas d’un cylindre creux ____________________________________________________________________________________ 6 a. Cylindre creux homogène ______________________________________________________________________________ 6 b. Cylindre creux hétérogène _____________________________________________________________________________ 6

I.2.2. La convection ___________________________________________________________________________________________________ 7 I.2.2.1. Convection naturelle (libre) ______________________________________________________________________________ 7

a. Plaque verticale isotherme _____________________________________________________________________________ 7 b. Les corrélations empiriques ____________________________________________________________________________ 7

I.2.2.2. Convection forcée __________________________________________________________________________________________ 7 a. Plaque plane _____________________________________________________________________________________________ 8 b. Conduite _________________________________________________________________________________________________ 8

I.2.3. Le rayonnement ________________________________________________________________________________________________ 8 I.3. LA TECHNOLOGIE DU FROID _________________________________________________________________________ 8

I.3.1. Production de froid et fluide frigorigène _____________________________________________________________________ 9 I.3.1.1. Classement des FF _________________________________________________________________________________________ 9

a. Les substances inorganiques pures ____________________________________________________________________ 9 b. Les substances organiques _____________________________________________________________________________ 9 c. Autres produits _________________________________________________________________________________________ 10

I.3.1.2. Autres critères pour le choix des FF à utiliser __________________________________________________________ 10 a. Le GWP __________________________________________________________________________________________________ 10 b. L’ODP ____________________________________________________________________________________________________ 10

I.3.2. Les composants du circuit frigorifique ______________________________________________________________________ 10 I.3.2.1. L’évaporateur _____________________________________________________________________________________________ 10 I.3.2.2. Le compresseur ___________________________________________________________________________________________ 10 I.3.2.3. Le condenseur ____________________________________________________________________________________________ 11 I.3.2.4. Les organes d’alimentation ______________________________________________________________________________ 11

I.3.3. Le diagramme de MOLLIER ___________________________________________________________________________________ 11 CHAPITRE II : NOTIONS GENERALES SUR LA CLIMATISATION ___________________________________ 12

II.1. DEFINITION ___________________________________________________________________________________________ 12 II.2. OBJECTIFS DE LA CLIMATISATION ________________________________________________________________ 12 II.3. LES DIFFERENTS SYSTEMES DE CLIMATISATION _______________________________________________ 12

II.3.1. Les installations « tout air » _________________________________________________________________________________ 13 II.3.1.1. Système à un seul conduit et à débit d’air constant (DAC) ___________________________________________ 13 II.3.1.2. Système à un seul conduit et à débit d’air variable (DAV) ____________________________________________ 13

a. Les centrales de traitement d’air unizone ____________________________________________________________ 13 b. Les centrales de traitement d’air « à détente directe » ______________________________________________ 13

II.3.1.3. Système à deux conduits ________________________________________________________________________________ 14 1I.3.2. Les installations mixtes « air/eau » ________________________________________________________________________ 14

II.3.2.1. Systèmes à éjecto-convecteurs _________________________________________________________________________ 14

X

II.3.2.2. Systèmes à ventilo-convecteurs ________________________________________________________________________ 15 II.4. LES CLIMATISEURS __________________________________________________________________________________ 15

II.4.1. Découpe d’un climatiseur ____________________________________________________________________________________ 15 II.4.2. Les divers types de climatiseurs _____________________________________________________________________________ 15

II.4.2.1. Les climatiseurs individuels ____________________________________________________________________________ 15 a. Climatiseur monobloc _________________________________________________________________________________ 15 b. Climatiseur à éléments séparés (Split System) ______________________________________________________ 16

II.4.2.2. Les armoires de climatisation __________________________________________________________________________ 16 II.4.2.3. Les climatisations centralisées (multi split system) __________________________________________________ 16

a. Climatisation centrale à eau glacée ___________________________________________________________________ 16 b. Système à Volume de Réfrigérant Variable ou VRV _________________________________________________ 16

CHAPITRE III : PRESENTATION DU PROJET _________________________________________________________ 18 III.1. INTERETS DE L’ETUDE _____________________________________________________________________________ 18

III.1.1. Intérêts socio-économiques ________________________________________________________________________________ 18 III.1.2. Intérêts technologiques_____________________________________________________________________________________ 19

III.2. PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDES _________________________________________________________ 19 III.2.1. Localisation __________________________________________________________________________________________________ 19 III.2.2. Données relatives aux locaux à climatiser ________________________________________________________________ 20

CHAPITRE I : LE BILAN THERMIQUE __________________________________________________________________ 25 I.1. PREREQUIS D’UN BILAN THERMIQUE _____________________________________________________________ 25

I.1.1. Données climatiques et géographiques de base ____________________________________________________________ 25 I.1.2. Conditions de mesure pour le calcul des apports __________________________________________________________ 26 I.1.3. Règles de dimensionnement (Climatisation et chauffage) _________________________________________________ 26

I.1.3.1. Pour la climatisation _____________________________________________________________________________________ 26 I.1.3.1. Pour le chauffage _________________________________________________________________________________________ 26

I.1.4. Hypothèses de calculs ________________________________________________________________________________________ 27 I.2. LES APPORTS THERMIQUES ________________________________________________________________________ 27

I.2.1. Les apports internes __________________________________________________________________________________________ 27 I.2.1.1. Apports dus aux personnes occupant le local __________________________________________________________ 27 I.2.1.2. Apports dus à l’éclairage ________________________________________________________________________________ 28 I.2.1.3. Apports dus aux machines et / ou appareillages électriques _________________________________________ 28

I.2.2. Les apports externes _________________________________________________________________________________________ 29 I.2.2.1. Apports calorifiques par rayonnement solaire sur les vitrages ______________________________________ 29 I.2.2.2. Apports calorifiques par rayonnement solaire à travers les parois __________________________________ 29 I.2.2.3. Apports par transmission dus aux parois extérieures et les vitrages ________________________________ 29

a. Apports par transmission dus aux vitrages __________________________________________________________ 29 b. Apports par transmission dus aux parois ____________________________________________________________ 29

I.2.2.4. Apports dus au renouvellement d’air ___________________________________________________________________ 30 I.3. RESULTAT DU CALCUL DES APPORTS _____________________________________________________________ 30

I.3.1. Apports thermiques des bureaux ____________________________________________________________________________ 30 I.3.1.1. Façade SE _________________________________________________________________________________________________ 30 I.3.1.2. Façade NO ________________________________________________________________________________________________ 32

I.3.2. Apports thermiques des appartements du quatrième étage et DUPLEX _________________________________ 33 I.3.2.1. Façade SE _________________________________________________________________________________________________ 33 I.3.2.2. Façade NO ________________________________________________________________________________________________ 34

I.3.3. Récapitulation des apports thermiques totaux _____________________________________________________________ 34 I.4. LES DEPERDITIONS THERMIQUES _________________________________________________________________ 35

I.4.1. Apports internes et externes _________________________________________________________________________________ 35 I.4.2. Les différentes déperditions _________________________________________________________________________________ 35

I.4.2.1. Déperditions par les parois donnant directement sur l’extérieur ____________________________________ 35 I.4.2.2. Déperditions par les parois donnant sur les locaux non chauffés ____________________________________ 35 I.4.2.3. Déperditions par renouvellement d’air ________________________________________________________________ 35

I.5. CALCUL DES DEPERDITIONS ________________________________________________________________________ 36 I.5.1. Déperditions thermiques des bureaux ______________________________________________________________________ 36

I.5.1.1. Façade SE _________________________________________________________________________________________________ 36 I.5.1.2. Façade NO ________________________________________________________________________________________________ 37

I.5.2. Déperditions thermiques des appartements et du DUPLEX _______________________________________________ 38 I.5.2.1. Façade SE _________________________________________________________________________________________________ 38

XI

I.5.2.2. Façade NO ________________________________________________________________________________________________ 39 I.5.3. Récapitulation des déperditions thermiques totales _______________________________________________________ 39

CHAPITRE II : TYPES POSSIBLES DE VRV A INSTALLER __________________________________________ 41 II.1. TECHNOLOGIE INVERTER __________________________________________________________________________ 41 II.2. VRV EN FROID SEUL _________________________________________________________________________________ 42 II.3. VRV II __________________________________________________________________________________________________ 43 II.4. VRV III _________________________________________________________________________________________________ 43

II.4.1. Principe général de fonctionnement _______________________________________________________________________ 43 II.4.2. Les divers fonctionnements _________________________________________________________________________________ 43

II.4.2.1. Chaud et froid équilibrés _______________________________________________________________________________ 43 II.4.2.2. Chaud et froid déséquilibrés ___________________________________________________________________________ 44 II.4.2.3. Mode « tout froid » ou « tout chaud » __________________________________________________________________ 45

CHAPITRE III : CLIMATISATION PAR SYSTEME VRV III : DIMENSIONNEMENTS, CHOIX ET SELECTION DES COMPOSANTS ________________________________________________________________________ 46

III.1. CHOIX DE LA DISPOSITION DES MODULES ______________________________________________________ 46 III.2. PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT DE L’INSTALLATION __________________________________ 47

III.2.1. Valeurs des paramètres de base ___________________________________________________________________________ 48 III.2.2. Exploitation du cycle frigorifique __________________________________________________________________________ 50

III.3. COMPOSANTS DE L’INSTALLATION ______________________________________________________________ 51 III.3.1. Les unités extérieures ______________________________________________________________________________________ 51

III.3.1.1. Principe _________________________________________________________________________________________________ 51 III.3.1.2. Caractéristiques techniques de l’U.E __________________________________________________________________ 52

a. Châssis et habillage ____________________________________________________________________________________ 52 b. Le compresseur ________________________________________________________________________________________ 53 c. L’échangeur de chaleur _______________________________________________________________________________ 53 d. Le ventilateur ___________________________________________________________________________________________ 53 e. Circuit de réfrigérant et système de récupération d’huile __________________________________________ 54

III.3.2. Les unités intérieures _______________________________________________________________________________________ 54 III.3.2.1 Principe __________________________________________________________________________________________________ 54 III.3.2.2. Les caractéristiques techniques des U.I. ______________________________________________________________ 55

III.3.3. Le circuit frigorifique [2] ____________________________________________________________________________________ 55 III.3.4. Le circuit électrique _________________________________________________________________________________________ 55 III.3.5. Régulation et sécurité _______________________________________________________________________________________ 56

III.4. NOMBRE D’UNITES A INSTALLER ________________________________________________________________ 56 III.4.1. Unités extérieures ___________________________________________________________________________________________ 56 III.4.2. Unités intérieures ____________________________________________________________________________________________ 56

III.5. CONSOMMATION EN ELECTRICITE DE L’INSTALLATION _____________________________________ 57 CHAPITRE IV : SYSTEME DE VENTILATION ET D’HUMIDIFICATION ____________________________ 58

IV.1. GENERALITES ________________________________________________________________________________________ 58 IV.1.1. Définition _____________________________________________________________________________________________________ 58 IV.1.2. Finalités de la ventilation ___________________________________________________________________________________ 59

IV.2. LES COMPOSANTS ___________________________________________________________________________________ 59 IV.3. DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME DE RENOUVELLEMENT D’AIR ___________________________ 60

IV.3.1. Les étapes de calcul __________________________________________________________________________________________ 60 IV.3.2. Principe _______________________________________________________________________________________________________ 60

IV.4. L’HUMIDIFICATEUR ________________________________________________________________________________ 62 IV.4.1. Influences de l’humidité relative ___________________________________________________________________________ 62 IV.4.2. Dimensionnement de l’humidificateur _____________________________________________________________________ 62

IV.4.2.1. Le débit d’humidification ______________________________________________________________________________ 62 IV.4.3. Consommation en eau de l’humidificateur ________________________________________________________________ 63 IV.4.4. Aperçu du progiciel « SITRAKA_CLIM » ___________________________________________________________________ 63

IV.4.4.1. Conditions à considérer pour le calcul ________________________________________________________________ 63 IV.4.4.2. Interface du progiciel __________________________________________________________________________________ 63

CHAPITRE V : ETUDE DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX ______________________________________ 65 V.1. NOTIONS SUR L’EIE __________________________________________________________________________________ 65

V.1.1. Quelques définitions relatives à l’EIE _______________________________________________________________________ 65 V.1.1.1. L’environnement ________________________________________________________________________________________ 65

XII

V.1.1.2. L’impact environnemental ______________________________________________________________________________ 65 V.1.1.3. La pollution ______________________________________________________________________________________________ 65

V.2. EIE DU PROJET DE CLIMATISATION _______________________________________________________________ 66 V.2.1. Présentation et objectif du projet ___________________________________________________________________________ 66 V.2.2. L’EIE ___________________________________________________________________________________________________________ 66

V.2.2.1. Les impacts négatifs _____________________________________________________________________________________ 66 a. Pollutions sonores _____________________________________________________________________________________ 66 b. Pollution atmosphérique ______________________________________________________________________________ 66 c. Les rejets sur l’extérieur et évacuation des condensats _____________________________________________ 67

V.2.2.2. Les impacts positifs _____________________________________________________________________________________ 67 V.2.2.3. Les mesures d’atténuation, de suppression et/ou de compensation prises ________________________ 67

CONCLUSION ______________________________________________________________________________________________ 70

REFERENCES ______________________________________________________________________________________________ 71

ANNEXES

P a g e | 1

Sitraka Harimalatiana RANAIVO |HASIMBOLA, Promotion 2009

INTRODUCTION

La dégradation de l’environnement et de la couche d’ozone provoque des changements climatiques

importants dans le monde : la fonte des glaciers, les grands froids, les canicules préoccupent aussi bien les

pays développés que les pays en voie de développement. Le problème du réchauffement planétaire est de

plus en plus inquiétant. Les recherches, quel que soit le domaine concerné, ont généralement pour but

d’améliorer et de faciliter la vie de l’homme au quotidien mais ont également leur part de responsabilité dans

ce bouleversement climatique.

La climatisation est un système contribuant à l’amélioration en matière de confort offert par notre

environnement. La demeure est réchauffée en période hivernale et est rafraîchie en période estivale. Mais

celle-ci est sujette à de nombreuses influences comme celle de l’air, du facteur humain, du degré

d’ensoleillement et bien d’autres encore. Le facteur énergétique joue également un rôle important dans ce

système. Le pétrole se raréfiant et le coût de la consommation d’électricité étant cher, les solutions que les

énergies émergentes comme les énergies renouvelables offrent sont de plus en plus appréciées et adoptées.

Faute de quoi, l’on fait en sorte de réduire de notre mieux cette consommation.

A Madagascar, le coût du kilowattheure ne cesse d’augmenter ce qui provoque des réticences de la

part des abonnés. Bien de projets ont été laissés de côté à cause de cette hausse perpétuelle en consommation

d’énergie.

Le système de VRV est un récent système utilisé en climatisation. Pour maîtriser l’étude et la

conception d’installation de climatisation utilisant ce tout nouveau système, l’immeuble des Assurances ARO

d’Ampefiloha a été choisi à cet effet. Il présente des particularités très intéressantes : la structure suit les

tendances architecturales de notre époque avec ces baies vitrées, et des bureaux, appartements, libre-service,

banque implantés au milieu d’un quartier très animé où la circulation est dense et dont le système de

climatisation déjà mis en place connaît des pannes techniques. Aussi, afin de mener à bien notre étude, ce

mémoire sera divisé en deux grandes parties :

dans la première, nous rappellerons les bases de la Thermodynamique, les notions sur la

climatisation dont nous aurons besoin pour approfondir l’étude, et présenterons le projet ;

dans la seconde partie, nous établirons le bilan thermique relatif à la puissance d’installation du

système, étudierons les divers types de VRV existant et choisirons celui qui conviendrait à notre

étude incluant le respect de l’hygiène et de l’environnement.

PREMIERE PARTIE : GENERALITES

G E N E R A L I T E S P a g e | 4


CHAPITRE I : RAPPEL DE THERMODYNAMIQUE APPLIQUEE A L’ETUDE

I.1. BASE DE LA THERMODYNAMIQUE

La Thermodynamique est la science qui étudie les comportements thermiques des corps, l'énergie

et ses diverses transformations. Elle traite également des propriétés des systèmes dans lesquels interviennent

des notions de température et de chaleur liées à des phénomènes mécaniques. Elle est basée sur deux

principes fondamentaux :

i. le 1er principe de la Thermodynamique est un bilan d’énergie stipulant la conservation d’énergie dans

une transformation fermée, réversible ou non. Il énonce que : « Pour un cycle, le travail des forces

extérieures et la chaleur (reçue ou cédée) restent dans un rapport constant : 𝑊 + 𝐽 × 𝑄 = 0 (Principe

d’équivalence explicité par JOULE) ». Alors, quelle que soit la transformation amenant le système à

étudier d’un état initial 1 (x1, y1) à l’état final 2 (x2, y2), cette quantité reste invariante.

Remarques :

pour un système au repos, 𝑊 + 𝐽 × 𝑄 = 𝑈 où 𝑈 : énergie interne

∆𝑊 + 𝐽 × ∆𝑄 = ∆𝑈 tel que ∆𝑊 = −𝑝 × ∆𝑉 pour une transformation isobare (c’est-à-dire à pression

constante) d’où l’on définit une fonction 𝐻 = 𝑈 + 𝑝𝑉 appelée fonction enthalpie.

Et on en conclut que toute transformation thermodynamique se traduit par une variation d’enthalpie.

En différentiel, on a :

𝑑𝑄 + 𝑑𝑊 = 0 pour une transformation fermée

𝑑𝑄 + 𝑑𝑊 = 𝑑𝑈 pour une transformation ouverte

ii. Le 1er principe ne met pas en exergue le sens de la transformation ni le fait qu’elle soit possible ou

non, encore moins les sources de chaleur. En réalité, on a deux sources de chaleur : une source

chaude fournissant une quantité de chaleur 𝑄1 et une seconde, froide quant à elle, recevant la quantité

de chaleur 𝑞2. Ainsi on a : 𝑊 + 𝐽 × (𝑄1 − 𝑞2) = 0 . Le 2nd principe (ou encore principe de CARNOT)

dit que « le rapport de la quantité de chaleur échangée par un système avec la source chaude à la

quantité de chaleur échangée avec la source froide est constant » :

𝑄1

𝑞2=

𝑄′1

𝑞′2

= ⋯ = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 = 𝑇1

𝑇2

Pour un cycle réversible, cette constante est égale à zéro ( 𝑄1

𝑇1 =

𝑄2

𝑇2= 0)

où 𝑄2 = − 𝑞2 : quantité de chaleur rendue par le système à la source froide. Et si l’on tient compte

des états initial et final, ∫𝑑𝑄

𝑇 = 𝑆2 − 𝑆1 appelée fonction entropie.



Remarques :

Sous forme différentielle, le second principe s’écrit : ∫𝑑𝑄

𝑇 = 𝑑𝑆, 𝑑𝑄 est la quantité de chaleur

nécessaire pour une transformation quelconque.

« Lors d’une transformation monotherme fermée, le système ne peut que recevoir du travail et

dégager de la chaleur ».

𝑊 + 𝑄 = 0 𝑊 ≥ 0 et 𝑄 ≤ 0 { 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑖𝑟𝑟é𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 ∶ 𝑊 > 0 𝑒𝑡 𝑄 < 0

𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑟é𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 ∶ 𝑊 = 0 𝑒𝑡 𝑄 = 0

où 𝑊 et 𝑄 sont respectivement les sommes des travaux et des quantités de chaleur échangées.

Pour un cycle réversible monotherme, la somme des travaux et des quantités de chaleur échangées

doit être nulle.

Elle se subdivise en plusieurs branches, parmi elles, celles qui nous intéressent particulièrement pour

notre étude sont le chaud et le froid. En chaud comme en froid, il y a un phénomène qui sera toujours mis en

relief : le transfert thermique. D’où l’importance du paragraphe qui va suivre.

I.2. LE TRANSFERT THERMIQUE

L’existence d’une différence de température entre deux corps ou deux surfaces distinctes d’un même

corps est éliminée naturellement par échange de chaleur.

Généralement, les échanges thermiques à travers les corps (fluide, solide comme les murs et/ou

parois, etc.) se font selon 3 modes de propagation:

la conduction

la convection

le rayonnement

I.2.1. La conduction

La conduction est le transfert de chaleur au sein d’un corps (ou un milieu opaque) ou entre deux

corps en contact direct. Ce transfert s’effectue sans qu’il y ait déplacement de matière, sous l’influence d’une

différence de température

A l’intérieur d’un corps, la transmission de chaleur par conduction s’accomplit :

soit par les vibrations des atomes et des molécules

soit via les électrons

Sa théorie est basée sur l’hypothèse de FOURIER :

∅ = −𝜆𝑆𝛿𝑇

𝛿𝑥 (1)

∅ : flux de chaleur [W]

𝜆 : conductivité thermique du matériau [W/m. °C]

𝑆 : surface [m2]

𝑇 : température [°C]

𝑥 : direction de la propagation [m]



I.2.1.1. Cas du mur

a. Mur simple

Un mur simple est un milieu conducteur homogène, limité par deux plans parallèles (1) et (2) indéfinis

et maintenus chacun à leur température uniforme.

Le flux par conduction 𝜑𝑐𝑜𝑛𝑑 d’un mur simple s’exprime par :

𝜑𝑐𝑜𝑛𝑑 =(𝑇1 − 𝑇2)

𝑒𝜆. 𝑆

[W] (2)

e : épaisseur du matériau considéré [m]

b. Mur multicouche

Un mur multicouche est un mur formé par plusieurs murs simples accolés l’un sur l’autre.

Le flux par conduction 𝜑𝑐𝑜𝑛𝑑 d’un tel mur formé par n murs simples est donné par :

𝜑𝑐𝑜𝑛𝑑 =(𝑇1 − 𝑇𝑛+1)

∑𝑒𝑖

𝜆𝑖 . 𝑆𝑛𝑖=1

[W] (3)

i : numéro du mur

e : épaisseur du matériau considéré [m]

𝑆 : surface du mur [m2]

Remarque : cette formule est uniquement valable dans le cas où les contacts entre les couches de natures

différentes sont parfaits.

c. Mur composé d’une association de parois (mur composite)

La formule est déduite de la précédente en tenant compte que les parois ne sont pas isotropes :

𝜑𝑐𝑜𝑛𝑑 =(𝑇1 − 𝑇𝑛+1)

∑𝑒𝑖

𝜆𝑖 . 𝑆𝑖

𝑛𝑖=1

[W] (4)

I.2.1.2. Cas d’un cylindre creux

a. Cylindre creux homogène

En considérant un cylindre creux homogène de conductivité thermique λ, de rayon intérieur ri, de

rayon extérieur re et de longueur L, les températures des faces internes et externes étant respectivement T1

et T2, on aura :

𝜑𝑐𝑜𝑛𝑑 =2𝜋 𝜆 𝐿 (𝑇1 − 𝑇2)

𝑙𝑛 (𝑟2

𝑟1)

[W] (5)

b. Cylindre creux hétérogène

L’exemple approprié est un tube recouvert d’une ou plusieurs couches de matériaux différents où Tf1

et Tf2 sont les températures des fluides en contact avec les faces interne et externe du cylindre. Si λ𝐴et λ𝐵

sont respectivement les conductivités thermiques des matériaux A et B le constituant, r1, r2 et r3 les rayons

intérieurs et extérieurs correspondants ( r1 < r2 < r3), alors :



𝜑𝑐𝑜𝑛𝑑 =(𝑇𝑓1 − 𝑇𝑓2)

𝑙𝑛 (𝑟2

𝑟1)

2𝜋 λ𝐴 𝐿+

𝑙𝑛 (r3

𝑟2)

2𝜋 λ𝐵 𝐿

[W] (6)

I.2.2. La convection

La convection est le transfert de chaleur entre la surface d’un solide et un fluide, liquide ou gaz. Ce

transfert s’accompagne d’un déplacement de matière puisque l’énergie elle-même est transmise par

déplacement du fluide. La théorie de la convection est régie par la loi de NEWTON.

𝜑𝑐𝑜𝑛𝑣 = ℎ𝑐𝑣 × 𝑆 × ∆𝑇 (7)

où :

ℎ𝑐𝑣 : coefficient d’échange par convection [W/m2. K]

𝑆 : aire de la surface de contact solide / fluide [m2]

∆𝑇 : différence de température entre la surface du solide (𝑇𝑝 ) et le fluide éloigné de cette surface (𝑇∞ ) [K]

Notons que la valeur du coefficient de transfert de chaleur par convection dépend de la nature, de la

température et de la vitesse du fluide ainsi que des caractéristiques géométriques de la surface de contact

solide-fluide et que la difficulté réside en la détermination de ce coefficient.

On distingue alors :

la convection naturelle

la convection forcée

I.2.2.1. Convection naturelle (libre)

Dans ce mécanisme, les mouvements du fluide naissent du fait de la variation de son poids volumique,

variation due aux échanges de chaleur entre le fluide considéré et la paroi.

(Les expressions littérales pour le calcul des coefficients adimensionnels qui vont suivre seront données en

annexes.)

a. Plaque verticale isotherme

𝑁𝑢 = 0,678 × 𝑅𝑎1/4 × (𝑃𝑟

0,952 + 𝑃𝑟)

1/4

(8)

b. Les corrélations empiriques

𝑁𝑢 = {𝐶1. 𝑅𝑎1/4 104 < 𝑅𝑎 < 109 (9)

𝐶2. 𝑅𝑎1/3 𝑅𝑎 > 109 (10)

𝐶1𝑒𝑡 𝐶2 : coefficients dépendant de la nature du solide (surface plane, cylindrique) et de sa position (verticale

ou horizontale)

I.2.2.2. Convection forcée

Comme son nom l’indique, dans cette dernière, les mouvements du fluide sont déclenchés par une

action extérieure.



a. Plaque plane

Paroi isotherme (𝑻𝒑 ≠ 𝑻∞ )

En régime laminaire : 𝑁𝑢 = 0,664 × 𝑅𝑒1/2 × 𝑃𝑟1/3 (11)

En régime turbulent : 𝑁𝑢 = 0,036 × 𝑅𝑒0,8 × 𝑃𝑟1

3 (12)

Paroi à flux imposé 𝐪𝒑 [W/m2]

𝑁𝑢 =q𝑝 × 𝐿

(𝑇𝑝 − 𝑇∞ ) × λ𝑓

= 0,6795 × 𝑅𝑒1/2 × 𝑃𝑟1/3 (13)

b. Conduite

Régime laminaire : 𝑁𝑢 = 3,658

Régime turbulent : 𝑁𝑢 = 0,023 × 𝑅𝑒0,8 × 𝑃𝑟1/3 (14)

Remarque : Lorsque les parois sont en contact directement avec l’air extérieur (toiture, mur extérieur,…), le

coefficient de convection est calculé d’une autre manière et tiendra compte de la vitesse du vent.

I.2.3. Le rayonnement

Le rayonnement est le transfert de chaleur résultant d’un échange par rayonnement entre deux

corps se trouvant à des températures différentes. On rencontre ce mode de transfert thermique dans n’importe

quel cas, plus précisément, l’énergie électromagnétique est transmise entre deux surfaces même dans le vide.

Le flux de chaleur par rayonnement 𝜑𝑟𝑎𝑦 entre deux corps noirs S1 (T1 ) et S2 (T2 ) est obtenu par :

𝜑𝑟𝑎𝑦 = 𝜎 × 𝜖𝑝 × 𝑆 × (𝑇14 − 𝑇2

4) (15)

𝜎 : constante de STEFAN égal à 5,67.10-8 [W / m2.°C]

𝜖𝑝 : facteur d’émission de la surface

Pour des corps de couleur différente, d’autres facteurs devront être considérés.

La figure qui va suivre illustre les trois modes de transfert sur un vitrage.

Figure 1 : Transferts de chaleur sur un vitrage

I.3. LA TECHNOLOGIE DU FROID

La technologie du froid englobe plusieurs domaines :

la surgélation ou congélation rapide

la congélation



la réfrigération (froid commercial ou domestique)

la climatisation (climatisation de confort ou pour les procédés industriels)

I.3.1. Production de froid et fluide frigorigène

Nombreux sont les procédés d’obtention du froid (mélanges réfrigérants, sublimation de certains

solides, détente d’un gaz comprimé, froid par sorption, vaporisation d’un liquide pur…).

Pour cela, un fluide appelé « fluide frigorigène (FF)» est utilisé. Ce FF décrit un cycle fermé en quatre phases

à travers le circuit constitué de quatre (4) organes principaux (définis plus bas) :

compression du fluide gazeux

condensation du fluide gazeux

détente du fluide liquide

et vaporisation du fluide liquide (production du froid)

En climatisation, cette production du froid est acquise par évaporation d’un FF. Il faut veiller à choisir

un FF présentant, globalement, le moins de dangers possibles (en terme de santé, d’incendie et

d’environnement) mais aussi compatible avec des installations frigorifiques déjà existantes en ayant des

critères thermodynamiques et satisfaisants, de bonnes propriétés de transfert de chaleur et de masse et être

chimiquement stables et neutres à l’égard des constituants du circuit.

I.3.1.1. Classement des FF

Les FF peuvent être classés en deux (2) familles suivant leurs propriétés physico-chimiques. On

distingue :

a. Les substances inorganiques pures

On y trouve principalement : l’eau (H2O-R718), l’ammoniac (NH3-R717) et le dioxyde de carbone (CO2-

R744), en bref ceux de la série 700. Aujourd’hui encore, l’ammoniac est très largement employé et est surtout

rencontré dans les installations de froid industriel de grande puissance.

b. Les substances organiques

Ce sont principalement des dérivées du méthane (CH4) et de l’éthane (C2H6). On y regroupe les corps

purs, les mélanges de corps purs et les hydrocarbures.

les corps purs : ce sont les hydrocarbures halogénés. L’utilisation de la plupart d’entre eux

est désormais interdite (toxicité environnementale élevée), ils peuvent encore être classés en trois sous-groupes :

CFC (chlorofluorocarbures) : remplacés par du fluor et du chlore, ils ont fini par être dépourvus

d’hydrogène et dégradent considérablement la couche d’ozone. Dans les pays développés, leur production,

vente et utilisation (ne serait-ce que pour la maintenance) est dès lors interdite et les installations où ils

sont encore utilisés ayant besoin d’un appoint en FF devront être adaptés à recevoir un autre type de fluide.

HCFC (hydrochlorofluorocarbures) : seconde génération des hydrocarbures halogénés, composés

chimiques formés d’hydrogène, de chlore, de fluor et de carbone. Egalement très nocifs pour la santé et

l’environnement, leur utilisation sera formellement interdite d’ici 2015.



HFC (hydrochlorofluorocarbures) : troisième génération d’hydrocarbures halogénés, utilisés de nos jours

dans les installations neuves (purs ou en mélange), ils contribuent à l’effet de serre mais ne détruisent pas

la couche d’ozone.

les mélanges de corps purs : comme les mélanges azéotropiques (série 500) et zéotropiques

(série 400).

les hydrocarbures : Le butane (R600), l’isobutane (R600a), le propane (R290), le

cyclopropane (RC270),…sont les principaux hydrocarbures présents dans le domaine du froid. Il est à noter

que leurs dangers d’inflammabilité sont importants.

c. Autres produits

Ce sont les alcools, les éthers oxydes, les amines aliphatiques et les composés trihalogénés (chlorés,

fluorés ou bromés).

I.3.1.2. Autres critères pour le choix des FF à utiliser

Le choix des FF, mis à part les spécificités présentant le moins de dangers possibles pour la santé, les

incendies et l’environnement doit considérer le GWP et l’ODP pour ce dernier.

a. Le GWP

Le GWP ou Global Warming Potential (potentiel d’effet de serre global) nous renseigne sur le rôle

joué par le fluide dans le réchauffement climatique. Si son GWP sur cent ans est inférieur ou égal à 1730,

alors opter pour son utilisation est adéquat.

b. L’ODP

L’ODP ou Ozone Depletion Potential ou potentiel d’appauvrissement de la couche d’ozone quant à lui

exprime l’action que pourrait avoir le fluide sur la couche d’ozone. Un fluide ayant un ODP = 0 signifie que

celui-ci reste inoffensif par rapport à la couche d’ozone.

Les caractéristiques des FF utilisés en climatisation seront données en annexe 4.

I.3.2. Les composants du circuit frigorifique

Les éléments d’un circuit frigorifique sont importants et leur nombre varie en fonction de l’installation

rencontrée mais les essentiels sont au nombre de quatre (4). Ce sont :

I.3.2.1. L’évaporateur

L’évaporateur est un échangeur de chaleur permettant de faire passer le réfrigérant de l'état liquide

à l'état gazeux. Ils peuvent être à eau ou à air.

I.3.2.2. Le compresseur

Le compresseur est un organe électromécanique chargé d’aspirer, de comprimer et de refouler le

fluide frigorigène gazeux. Il existe deux types de compresseur à vapeur : le compresseur volumétrique (la

compression des vapeurs est obtenue par réduction du volume de la chambre de compression) et le

compresseur centrifuge ou turbocompresseur.



I.3.2.3. Le condenseur

Le condenseur est un échangeur de chaleur permettant de faire passer le réfrigérant de l'état gazeux

à l'état liquide. Eux aussi, comme les évaporateurs, peuvent être à air ou à eau.

I.3.2.4. Les organes d’alimentation

Ces derniers sont indispensables tant pour l’alimentation de l’évaporateur en FF que pour le bon

déroulement du cycle. En effet, le détendeur est un dispositif capable de faire passer l’état du FF de la haute

à la basse pression. La détente peut se faire soit avec un détendeur électronique, soit avec un détendeur

thermostatique qui asservit la surchauffe ou simplement avec un capillaire (long tube très fin servant d’organe

de détente).

I.3.3. Le diagramme de MOLLIER

Le diagramme de MOLLIER est un diagramme montrant les différentes transformations

thermodynamiques existant dans une machine frigorifique, notamment celles subies par le FF.

On peut directement y relever les informations nécessaires dont on a besoin afin d’en déduire la

puissance frigorifique de notre installation comme la température de fin de compression isentropique, de

condensation, du sous-refroidissement, du titre en vapeur, etc. Le schéma qui va suivre illustre ce qu’est un

diagramme de MOLLIER.

Figure 2 : Diagramme enthalpique du R 410A



CHAPITRE II : NOTIONS GENERALES SUR LA CLIMATISATION

II.1. DEFINITION

La climatisation ou conditionnement d’air peut être perçue comme étant un ensemble de

procédés visant à maintenir les caractéristiques de l’air ambiant (impliquant la modification, le contrôle et la

régulation des conditions climatiques) d’un lieu déterminé soit pour des raisons de confort (local, bureaux ou

maisons individuelles), soit pour des raisons techniques (laboratoires médicaux, locaux de fabrication de

composants électroniques, blocs opératoires, salles informatiques, etc.) tout en supprimant les facteurs de

pollution de l’air gênant pour les utilisateurs (odeurs, germes microbiens, poussières, etc.)

Les paramètres essentiels de la climatisation sont généralement au nombre de cinq (5) :

la température : précision et individualisation par local ; chaud et/ou froid par façade ou par pièce ;

l’humidité : humidification en hiver, déshumidification en été ;

la qualité de l’air intérieur : veiller à un débit d’air neuf suffisant avec une qualité de filtration et de

dépollution optimale ;

le confort intérieur : sensation de confort ou d’inconfort lié aux vitesses d’air, isolation thermique,

exposition aux rayonnements froids, etc. ;

intégration environnementale pour l’esthétique du bâtiment et la maîtrise des rejets extérieurs.

II.2. OBJECTIFS DE LA CLIMATISATION

Pour des locaux d'habitation comme ceux de travail, le but de la climatisation reste le même : le

traitement de l'air intérieur pour que les personnes présentes dans ces locaux puissent éprouver une sensation

de confort thermique et respiratoire (la plage de températures de confort se situe entre 20 et 27 °C, pour une

plage d'humidité comprise entre 35 et 80 %. En dehors de ces plages de température et d'humidité, nous

pouvons parler de sensation d'inconfort).

Une « ambiance confortable » est tout de même relative à un individu, son activité et ses habits. En

portant par exemple une tenue d’été courante et en ayant une activité de type sédentaire, si l'air est calme et

que la température des parois avoisine celle de l'air, la zone de confort correspond à une température d'air

comprise entre 22°C et 26°C.

Toutefois, la climatisation utilisée pour le maintien des qualités de l'air à des valeurs précises nécessaires

à certaines applications (cas des salles de laboratoire et salles informatiques, etc.) ne privilégie pas le confort

des utilisateurs.

II.3. LES DIFFERENTS SYSTEMES DE CLIMATISATION

Les installations de climatisation peuvent être scindées en deux grandes parties :

les installations dites « tout air »

les installations mixtes « air/eau »

http://www.climamaison.com/humidite.php?choix=&K=43&subk=30



II.3.1. Les installations « tout air »

Comme son nom l’indique, ce système-ci utilise intégralement l’air pour l’évacuation des calories des

locaux à climatiser. Classées en deux familles selon le mode de débit d’air qui est constant ou variable, elles

sont soit à un conduit, soit à deux conduits.

II.3.1.1. Système à un seul conduit et à débit d’air constant (DAC)

Un débit d’air primaire constant y est distribué par l’intermédiaire de bouches de soufflage et seules

la température et l’humidité fluctuent selon les charges calorifiques des locaux à climatiser.

II.3.1.2. Système à un seul conduit et à débit d’air variable (DAV)

L’air y est soufflé à température constante, les seules différences par rapport au premier sont son

soufflage à un débit-volume variable et le réseau de conduits à vitesse variable (faible vitesse de 2 à 6 [m/s]

et moyenne vitesse de 6 à 15 [m/s]). Les bouches de soufflage sont choisies tout en prenant en

considération les plages de débits envisageables.

Dans ces deux systèmes, les CTA ou centrales de traitement d’air qui sont des assemblages de

modules ayant chacun leurs rôles précis en termes de modification et/ou de traitement des caractéristiques

de l’air y circulant sont présentes (module registre de l’admission de l’air dans la CTA, zones de mélange, de

filtration, de refroidissement et de ventilation).

a. Les centrales de traitement d’air unizone

Généralement on y rencontre des batteries de préchauffage, de réchauffage et les batteries chaudes

ainsi qu’un humidificateur (surtout utilisé pour des régions chaudes et sèches). Les vitesses de soufflage de

l’air sont faibles (de 2 à 6 [m/s]) et le débit constant est de l’ordre de 1000 [m3/h] à 100000 [m3/h]. Un groupe

frigorifique produit de l’eau glacée alimentant la batterie froide.

b. Les centrales de traitement d’air « à détente directe »

La vaporisation du FF se fait au niveau de la batterie froide de l’appareil utilisé, l’évaporateur de la

MF est placé directement dans le caisson de traitement d’air lui-même.



Figure 3 : Les centrales DAC et DAV

II.3.1.3. Système à deux conduits

Ce système à deux conduits peut permettre la réversibilité du système. Cela est possible grâce aux

deux conduits, l’un est utilisé pour le rafraîchissement et l’autre pour le chauffage. Alors, on peut soit rafraîchir,

soit réchauffer les locaux cibles.

1I.3.2. Les installations mixtes « air/eau »

Le réseau d’air assure la distribution de l’ « air hygiénique » aux occupants tandis que le réseau d’eau,

lui, concourt au rejet des calories prélevées dans les locaux climatisés. Le transfert du froid se fait alors par

l’eau (pompe) et non par l’air (ventilateur).

Si l’air est refroidi, il participe également à cette évacuation des calories des locaux, on parle de

« déshumidification ». Les systèmes utilisés pour ces genres d’installations sont respectivement :

II.3.2.1. Systèmes à éjecto-convecteurs

Ces éjecto-convecteurs sont alimentés en air neuf préparé dans une CTA. On a un phénomène

d’induction puisque des jets libres formés (jets obtenus une fois l’air primaire de la CTA pulsé à pression et

vitesse élevées, de l’ordre de 100 à 400 [Pa] et 15 à 25 [m/s], dans le caisson de l’équipement terminal)

aspirent dans l’appareil l’air ambiant du local qui se mélange à l’air traité. Après, c’est cet air mélangé qui est

soufflé à débit constant et à température variable.



II.3.2.2. Systèmes à ventilo-convecteurs

Un réseau de tuyauteries distribue de l’eau glacée dans une batterie incorporée à l’équipement

terminal installé dans le local. L’air repris ou mélangé est soufflé dans le local au moyen d’un ventilateur intégré

dans le ventilo-convecteur.

II.4. LES CLIMATISEURS

II.4.1. Découpe d’un climatiseur

Généralement, un climatiseur peut être schématisé comme suit :

Figure 4 : Découpe du climatiseur

le condenseur et l’évaporateur ont l’apparence d’un radiateur de voiture ;

vu de l’extérieur, le compresseur ressemble à un gros boîtier métallique

le capillaire est un tuyau très fin servant d’organe de détente.

Ces quatre composants sont reliés entre eux par des tuyauteries frigorifiques (en cuivre ou en acier)

de différents diamètres dépendant des puissances et de la partie du circuit concernée.

II.4.2. Les divers types de climatiseurs

Ils peuvent être classés en trois catégories. A savoir : les climatiseurs individuels, les armoires de

climatisation et les climatisations centralisées.

II.4.2.1. Les climatiseurs individuels

a. Climatiseur monobloc

Climatiseur de type fenêtre (Windows)

Ce sont des climatiseurs de puissance de 2 à 8 [kW]. Ils doivent être installés au travers d’une paroi

extérieure (à proximité d’une fenêtre par exemple, d’où son nom), le côté évaporateur se trouvant à l’intérieur

du local tandis que le condenseur est à l’extérieur.



Climatiseur monobloc à eau ou à air

Monobloc à eau lorsque le condenseur est refroidi par de l’eau ; à air, s’il est refroidi par l’air (air

extérieur).

b. Climatiseur à éléments séparés (Split System)

Les climatiseurs de type split system sont constitués de deux unités (intérieure et extérieure) reliées

l’une à l’autre par des tubes frigorifiques. L’unité intérieure (intérieur puisque installé dans le local) est formée

par l’évaporateur et son ventilateur ; celle extérieure se compose du compresseur et du condenseur. De ce

fait, ils sont beaucoup moins bruyants que les monoblocs.

II.4.2.2. Les armoires de climatisation

Rarement utilisées en climatisation de confort mais plutôt destinées à la climatisation de locaux

techniques comme les salles informatiques, etc... donc, le contrôle de la température et de l’hygrométrie doit

être rigoureux. Elles sont différenciées par le type de condenseur rencontré (à air intégré, à air séparé ou à

eau associé à une tour de refroidissement).

II.4.2.3. Les climatisations centralisées (multi split system)

Ces installations sont conseillées lors de la climatisation de la totalité d'un bâtiment et si l’on veut

concilier la consommation énergétique de l’ensemble avec l’homogénéisation de la température et de la qualité

de l’air traité. On peut installer plusieurs unités intérieures sur une seule unité extérieure (bisplit avec deux

unités intérieures, trisplit si trois, quadrisplit ...). Pour plus d'unités intérieures, il est préférable d’opter soit

pour des installations de climatisation à eau-glacée, soit à volume de réfrigérant variable.

a. Climatisation centrale à eau glacée

Dans ces installations, l’eau (glycolée) achemine les frigories vers les unités intérieures depuis le

groupe frigorifique. L'avantage de l'eau glacée est que le fluide frigoporteur (l'eau) est sans danger et facile

à manipuler contrairement à certains FF.

b. Système à Volume de Réfrigérant Variable ou VRV

La particularité du VRV se définit déjà dans son appellation. En effet, le compresseur faisant partie de

l’unité extérieure est un compresseur capable d’adapter sa vitesse de rotation aux besoins des unités

intérieures grâce à une nouvelle technologie appelée « technologie INVERTER ». Le contrôle de cette vitesse

par un système de régulation performante permet de maintenir une température rigoureusement constante

dans l’enceinte à climatiser quels que soient les changements pouvant induire des fluctuations de cette

température de consigne déjà programmée (comme une augmentation du nombre des personnes présentes

dans les locaux, degré d’ensoleillement, …).

Les différents modes de fonctionnement disponibles dans ce cas-là sont :

simple, si on veut seulement du froid ;

réversible : pour avoir du chaud ou du froid de façon non simultanés, cela devient possible

via une vanne d’inversion de cycle ainsi que des spécificités techniques au niveau des évaporateurs et

condenseurs. C’est le type VRV II ou VRV « 2 tubes » ;



à récupération d’énergie : pour avoir du chaud et du froid simultanément. Il se différencie

du système précédent par l’existence d’une tuyauterie supplémentaire permettant la récupération d’énergie

proprement dite. Il est alors dénommé VRV III ou VRV « 3 tubes ».



CHAPITRE III : PRESENTATION DU PROJET

Le présent projet se porte sur la climatisation par système VRV des salles de bureau de l’immeuble

ARO d’Ampefiloha, l’objectif principal étant la maîtrise de l’étude et de la conception d’installation de

climatisation de bureaux utilisant le système VRV avec régulation performante et écologique.

Aussi, les travaux envisagés consisteront à :

recueillir des données relatives au nombre et dimension des salles de bureau à climatiser

dresser le bilan thermique de la climatisation de confort afin d’en déduire la puissance nécessaire à

installer

choisir le type de système VRV à utiliser

faire le schéma fluidique avec canalisation ainsi que celui du montage de la gestion centralisée de

climatisation

étudier la maintenance de l’installation

faire l’évaluation financière et le bilan d’impact environnemental du projet

III.1. INTERETS DE L’ETUDE

III.1.1. Intérêts socio-économiques

Les appartements, tout comme les salles de bureaux, susciteront les intérêts de tout un chacun s’ils

présentent les meilleures conditions de confort. Comme il a été dit plus haut, la majeure partie des locaux de

l’immeuble est composée de salles de bureaux ; alors, nous sommes en présence de locataires qui sont soit

des enseignes privées, soit publiques.

Accroître la productivité est l’un des objectifs principaux que se fixe un organisme, une entreprise

et/ou une société. Néanmoins pour que les travailleurs parviennent à être vraiment actifs et productifs, il n’est

pas osé de dire que la qualité des ambiances et des conditions de travail jouent un rôle prépondérant dans

l’accomplissement de leurs tâches. En effet, des locaux équipés de climatiseurs offriront un climat adéquat

aux contacts humains sans les contrariétés et gênes créées par l'étouffement des fortes chaleurs ou les

malaises suites à un coup de froid, d’où l’on remarquera une considérable diminution du taux d’absentéisme

et de la fatigue. Or, dans notre cas, les installations de climatisation existantes connaissent une panne

technique, ce qui pose un problème non seulement aux Assurances ARO, mais aussi à ses locataires.

Il y a également un autre problème qui nous concerne tous cette fois-ci, celui lié à la consommation

électrique. En effet, un système de climatisation consomme beaucoup d’énergie électrique ; mal géré, cette

consommation sera accrue alors que le coût unitaire du kWh à Madagascar commence à mécontenter les

abonnés.

Cette étude permettra donc aux principaux concernés d’apprécier un tout nouveau système de

climatisation où il devient aisé de paramétrer soi-même les caractéristiques du climatiseur tout en faisant des

économies d’énergie. Une partie d’entretien peut être jointe au présent mémoire.



III.1.2. Intérêts technologiques

L’utilisation du fluide frigorigène R-22 étant réduite petit à petit à partir du 1er Janvier 2010, jusqu’à

une interdiction totale vers 2015 (aux USA, elle est désormais interdite), le réfrigérant utilisé sera le R-410 A,

un fluide zéotrope qui est un mélange de type HFC (hydrofluorocarbures) principalement destiné à son

remplacement dans les installations neuves et dans le système de conditionnement d’air.

De nos jours, du fait de la concurrence, les techniques de fabrication et de production de système de

climatisation s'améliorant, la climatisation se vulgarise davantage, et le nombre d’appartements et de bureaux

équipés des différents systèmes de climatisation pour le bien-être de leurs occupants ne cesse d’augmenter.

Il est désormais possible de paramétrer les conditions climatiques dont on a besoin, aussi peut-on chauffer et

refroidir simultanément. En outre, l’établissement des bilans d’apports thermiques actuels est très différent de

celui des dernières vingtaines d’années vu les choix architecturaux et l’agencement des lieux de vie

d’aujourd’hui (baies vitrées, grands buildings et gratte-ciels, informatique, éclairages, machines électriques

diverses, etc.) et le réchauffement climatique.

Alors, l’on sait déjà que la climatisation par système VRV a de belles années à venir devant elle

puisqu’elle est de plus en plus sollicitée. Si elle est déjà très répandue au Japon, elle commence à percer le

marché européen et américain du fait de sa souplesse et de sa fiabilité tandis qu’en Afrique, elle est encore

très peu utilisée.

A Madagascar, l’Ambassade de France est la seule équipée d’un tel système de climatisation, installé

par la société SMEF en collaboration avec le constructeur DAIKIN Industries LTD.

III.2. PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDES

III.2.1. Localisation

L’immeuble dont les locaux sont à climatiser se situe en plein centre de la ville de Tananarive, dans

les quartiers d’Ampefiloha. C’est un immeuble de cinq (5) étages s’étendant sur une surface de plus de 2000

[m2] :

au rez-de-chaussée se trouvent des magasins de vente, deux locaux à usage commercial (une banque

et un libre-service) et des bureaux

les trois premiers étages font office de salles de bureau

les quatrième et cinquième étages forment le Duplex ainsi que de simples appartements

Les coordonnées géographiques seront données plus bas (partie II, chapitre I, I.1.Apports thermiques,

I.1.1.Hypothèses de calculs)



III.2.2. Données relatives aux locaux à climatiser

Elles sont récapitulées dans les tableaux ci-dessous :

Tableau 1 : Nature des différentes parois des locaux à climatiser

DESIGNATION MATERIAUX DE CONSTRUCTION

COMPOSITION EPAISSEUR

[cm]

Murs extérieurs Briques creuses

Briques 20

Plâtre 1,5

Ciment 1,5

Murs intérieurs Briques creuses

Briques 10

Plâtre 1,5

Ciment 1,5

Mur rideau Vitrage en verre Verre feuilleté Antelio Havane 53/2 1,1

Planchers haut et bas Béton, hourdis creux et plâtre

parquet 1,5

hourdis 15

béton 6

plâtre 1,5

Plafond sous toiture Plâtre Plaques de plâtre

Porte

bois palissandre

3,4 contreplaqué contreplaqué

aluminium aluminium et verre

Ouvrants du mur rideau aluminium et verre

Verre Antelio Havane 53/2 1,1

Ouvrants des appartements (châssis vitrés, portes) Simple vitrage Antelio Havane 0,6

Toiture Tôles

Galvanisées Tôles galvabac cintrées avec solivage en

bois 63/100è

Tableau 2 : Dimensions des locaux et des bureaux

Bureaux Locaux Surfaces Hauteur sous plafond Volume

[m2] [m] [m3]

Bj1, Bj4 et Aj1 240,77 2,80 674,15

Bj2 210,56 2,80 589,56

Bj3 182,46 2,80 510,89

Aj1 182,43 2,80 510,80

Aj2 268,97 2,80 753,11



Tableau 3 : Dimensions des diverses pièces des appartements

Appartements Locaux Surfaces Hauteur sous plafond Volume

[m2] [m] [m3]

Entrée 18,08 2,80 50,62

Cuisine 18,74 2,80 52,46

Living room 58,62 2,80 164,14

Chambres 1 15,18 2,80 42,51

Chambres 2 20,20 2,80 56,55

Chambres 3 18,64 2,80 52,20

Chambres Duplex 22,42 2,80 62,77

Tableau 4 : Eclairage dans les bureaux

Bureaux nécl ∆técl P QSécl Qécl

[lampes] [h] [W] [W/m2] [W]

Façade SE 9 2 72 90 67,5

2 2 18 22,5 3,75

Façade NO 9 4 72 90 135

2 4 18 22,5 7,5

Salles d'eau 2 2 60 60 10

Tableau 5 : Eclairage dans les appartements à un niveau



Entrée 1 5 18 22,5 4,6875

Cuisine 1 5 60 60 12,5

Living room 2 5 60 60 25

Chambre * 1 6 18 22,5 5,625

Débarras 1 2 18 22,5 1,875

Dégagement 1 5 60 60 12,5

Salle d'eau 2 2 60 60 10

Toilettes 2 2 18 22,5 3,75



Tableau 6 :Eclairage dans les appartements DUPLEX



Entrée 1 5 18 22,5 4,6875

Cuisine 1 5 60 60 12,5

Living room

2 5 60 60 25,000

1 5 100 100 20,833

10 5 35 43,75 91,146

Chambre * 1 6 18 22,5 5,625

Débarras 1 2 18 22,5 1,875

Dégagement 1 5 60 60 12,500

Salle d'eau * 2 2 60 60 10,0

Toilettes 2 2 18 22,5 3,750

Remarques :

1. Les couleurs des différentes parois sont :

blanche pour les murs extérieurs, intérieurs ;

vert foncé pour la toiture en tôles galvabac cintrées

bronze pour tous les vitrages en verre

2. Les parois extérieures des étages du 1er au 3ème sont entièrement vitrées.

3. En tout, il y a alors 24 bureaux d’environ 200 [m2] chacun (8 par étages) et 8 appartements

indépendants entre eux.

4. Le nombre d’occupants sera donné en annexe 5.

DEUXIEME PARTIE : ETUDE DU PROJET DE

CLIMATISATION PAR SYSTEME VRV

E T U D E D U P R O J E T D E C L I M A T I S A T I O N P A R S Y S T E M E V R V P a g e | 25


CHAPITRE I : LE BILAN THERMIQUE

Après avoir eu un aperçu du projet de climatisation, entrons maintenant dans le vif du sujet en

établissant le bilan thermique de climatisation et de chauffage. Pour cela, il faut connaître la totalité des

apports calorifiques et déperditions thermiques à « combattre » pour pouvoir dimensionner le système à

mettre en place et le faire fonctionner de façon optimale.

I.1. PREREQUIS D’UN BILAN THERMIQUE

En bref, ce sont les conditions de base essentielles à connaître avant l’établissement d’un bilan

thermique de climatisation.

I.1.1. Données climatiques et géographiques de base

Pays : Madagascar

Ville : Tananarive

Hémisphère : SUD

Latitude : 18°6

Altitude : 1392 m

Pression barométrique : 8731,455 [Pa]

Les coordonnées géographiques du lieu où se trouve l’immeuble en question sont :

Longitude : -47°31’01,06’’ Est

Latitude : -18°54’46,35’’ Sud

Altitude : 1264 m

Figure 5 : Image par satellite de l’immeuble ARO



I.1.2. Conditions de mesure pour le calcul des apports

ETE : 23°C intérieur, 28°C extérieur

HIVER : 23°C intérieur, 7 °C extérieur

Les valeurs de ces températures de base ont été obtenues d’après les moyennes de température

minimale et maximale faites sur 10 ans (1997-2006) ; les vitesses (moyennes et maximum) du vent ainsi

que la tension en vapeur e et l’humidité relative HR de l’air sont des moyennes sur 30 ans.

Tableau 7: Données météorologiques (Source : TANA SCM)

Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juill Août Sept Oct Nov Déc

Tmax [°C] 26,01 26,29 25,71 25,45 23,58 21,56 20,40 21,46 23,83 25,48 26,72 26,90

Tmin [°C] 15,67 15,93 15,48 14,15 12,21 10,06 8,99 9,28 10,60 11,64 13,99 15,31

Vmoy.vent [km/h] 6 6 6 5 5 6 6 7 7 7 6 6

Vmax.vent [km/h] 65 79 94 86 54 58 54 97 58 79 97 65

Direction vent SE/E SE/E SE/E SE/E SE/E SE SE SE SE/E SE/E E E

e [HPa] 18,4 18,6 18,8 17,5 15,1 13,2 12,7 12,5 13,3 15 17,8 19,2

HR [%] 81 81 81 79 78 78 78 76 72 71 76 79

I.1.3. Règles de dimensionnement (Climatisation et chauffage)

Les calculs des besoins frigorifiques de l’immeuble sont déterminés suivant les règles de calcul simplifié

du bilan thermique en climat tropical et la méthode de calcul des déperditions est celle de la Société suisse

des Ingénieurs et Architectes (SIA).

I.1.3.1. Pour la climatisation

1. Prise en compte des apports intérieurs

par les personnes,

par l’éclairage

par les équipements et appareillages électriques

2. Prise en compte des apports extérieurs

Par les vitrages, parois extérieures, etc.

Par les renouvellements d’air

I.1.3.1. Pour le chauffage

1. Prise en compte des apports intérieurs

2. Prise en compte des apports solaires extérieurs

3. Prise en compte des déperditions des locaux

Déperditions surfaciques (par les parois)

Déperditions linéiques (par les ponts thermiques)



Charges internes : les charges prenant naissance ou produites dans l’enceinte même du local à climatiser.

Charges externes : ce sont les charges se produisant à l’extérieur du local à climatiser.

Pour les apports internes et externes, les charges à considérer porteront sur celles dues aux chaleurs sensible

et latente.

I.1.4. Hypothèses de calculs

Dans tous les calculs qui vont suivre, nous admettrons que :

nous avons 8 h de fonctionnement pour les bureaux et pour les appartements, la durée de

fonctionnement dépendra du temps d’occupation des locataires dans les diverses pièces ;

tous les bureaux de même orientation du 1er au 3ème étage auront les mêmes besoins frigorifiques

(Bj1, Bj2, Bj3, Bj4, Aj1, Aj2, Aj3, Aj4 (j=1 à 3) ; par exemple, B11 se lit : escalier B, 1er étage, local bureau 1,

A34 se lit : escalier A, 3ème étage, local bureau 4) ;

les surfaces ombragées des parois vitrées de la façade Nord-Ouest dues à la présence du building

d’Ampefiloha seront considérées et les apports calorifiques par rayonnement correspondants seront alors

minorés de 30% ;

toutes les portes donnant sur les salles d’eau, placard et débarras seront fermées pour qu’il n’y ait

point d’infiltration d’air ;

le mois de base en été est le mois de décembre avec une température égale à 27[°C] et celui en hiver,

le mois de juillet de 9[°C] d’après les moyennes faites sur les données météorologiques (voir Tableau 7 :

Données météorologiques) ; mais compte tenu du réchauffement climatique qui crée des désordres importants

de nos jours (étouffement de fortes chaleurs, hiver plus rude, …), les températures extérieures de base seront

modifiées, alors elle sera de 28 [°C] en période estivale et 7 [°C] en saison hivernale ;

la température de consigne est de 23 [°C] pour une humidité relative de 70% dans tous les calculs,

en été comme en hiver.

I.2. LES APPORTS THERMIQUES

I.2.1. Les apports internes

I.2.1.1. Apports dus aux personnes occupant le local

Ils dépendent de la température intérieure et du type d’activités des occupants du local considéré. Les

gains générés alors sont scindés en deux parties :

Charges thermiques sensibles des occupants :

𝑄𝑆𝑜𝑐𝑐 = 𝑛𝑜𝑐𝑐 × 𝐶𝑆𝑜𝑐𝑐 × ∆𝑡

24 (16)

telles que :

𝑄𝑆𝑜𝑐𝑐 : gains sensibles occupants [W]

𝑛𝑜𝑐𝑐 : nombre d’occupants [personnes]



𝐶𝑆𝑜𝑐𝑐 : chaleur sensible des occupants [W] (se référer au tableau 29 en annexe 2 : Chaleur dégagée par les

personnes) suivant la température de consigne)

∆𝑡 : durée de présence des occupants dans le local [h]

Chaleur thermiques latentes des occupants :

𝑄𝐿𝑜𝑐𝑐 = 𝑛𝑜𝑐𝑐 × 𝐶𝐿𝑜𝑐𝑐 × ∆𝑡

24 (17)

où :

𝑄𝐿𝑜𝑐𝑐 : gains latents occupants [W]

𝑛𝑜𝑐𝑐 : nombre d’occupants [personnes]

𝐶𝐿𝑜𝑐𝑐 : chaleur latente des occupants [W] (faire de même pour la chaleur latente)

∆𝑡 : durée de présence des occupants dans le local [h]

I.2.1.2. Apports dus à l’éclairage

Ces derniers constituent seulement des sources de chaleur sensible et dépendent de ce fait du type

d’éclairage, plus précisément, du type de lampes utilisées.

𝑄é𝑐𝑙 = (𝑛é𝑐𝑙 × ∆𝑡 × 𝐶𝑆é𝑐𝑙)

24 (18)

𝑄é𝑐𝑙 : apports dus à l’éclairage [W]

𝑛é𝑐𝑙 : nombre d’éclairage dans les bureaux ou les chambres [lampes]

∆𝑡 : durée de marche totale de l’éclairage [h]

𝐶𝑆é𝑐𝑙 : chaleur sensible due à l’éclairage [W]

Pour les lampes fluorescentes :

𝐶𝑆é𝑐𝑙 = 1,25 × 𝑃 (19)

Pour les lampes incandescentes :

𝐶𝑆é𝑐𝑙 = 𝑃 (20)

𝑃 : puissance de la lampe [W]

I.2.1.3. Apports dus aux machines et / ou appareillages électriques

La puissance nominale étant connue, les chaleurs sensible et latente dégagées par les appareils

sont celles prises en compte pour le calcul de ces apports-ci, cela en fonction de la durée de leur utilisation

par jour moyennant un certain coefficient. D’où :

𝐶𝑆𝑇𝑚𝑎𝑐ℎ = 𝑛𝑚𝑎𝑐ℎ × 𝐾𝑢 × 𝐶𝑆𝑚𝑎𝑐ℎ (21)

𝐶𝑆𝑇𝑚𝑎𝑐ℎ : chaleur sensible totale des machines ou appareils électriques [W]

𝑛𝑚𝑎𝑐ℎ : nombre de machines et / ou d’appareils électriques dans le local

𝐾𝑢 = ∆𝑡 × 100

24 (22)

𝐾𝑢 : coefficient d’utilisation [%] avec ∆𝑡 durée de marche totale de l’appareil



𝐶𝑆𝑚𝑎𝑐ℎ : chaleur sensible dégagée par les machines ou appareils électriques [W]

Pour consulter la liste des machines et appareillages pris en compte dans le calcul, voir le tableau n° 43 :

Chaleur dégagée par les appareils et autres machines électriques (en annexe 2).

I.2.2. Les apports externes

I.2.2.1. Apports calorifiques par rayonnement solaire sur les vitrages

𝑄𝑣 = 𝛼𝑣 × 𝑔𝑟 × 𝐼 × 𝑆𝑣 (23)

𝑄𝑣 : quantité de chaleur traversant le vitrage [W]

𝛼𝑣 : coefficient d’absorption du vitrage

𝑔𝑟 : facteur de réduction

𝐼 : intensité du rayonnement solaire (en fonction de l’orientation des locaux à climatiser) [W/ m2]

𝑆𝑣 : surface nette ensoleillée des vitres [m2]

I.2.2.2. Apports calorifiques par rayonnement solaire à travers les parois

𝑄𝑚 = 𝛼𝑚 × 𝑔 × 𝐼 × 𝑆𝑚 (24)

𝑄𝑚 : quantité de chaleur traversant la paroi [W]

𝛼𝑚 : coefficient d’absorption du mur

𝑔 : facteur de rayonnement solaire

𝐼 : intensité du rayonnement solaire (en fonction de l’orientation des locaux à climatiser) [W/m2]

𝑆𝑚 : surface nette de la paroi [m2]

I.2.2.3. Apports par transmission dus aux parois extérieures et les vitrages

Les parois extérieures mises en relief sont les murs, toits, plafond et plancher.

a. Apports par transmission dus aux vitrages

𝑄𝑣 = 𝐾 × 𝑆𝑣 × ∆𝜃 (25)

𝑄𝑣 : apports par transmission du vitrage [W]

𝐾 : coefficient de transmission thermique du vitrage [W/ m2.K]

𝑆𝑣 : surface du vitrage [m2]

∆𝜃 : écart de température entre le milieu extérieur et intérieur [°C]

b. Apports par transmission dus aux parois

𝑄𝑝 = 𝐾 × 𝑆𝑝 × ∆𝜃 (26)

𝑄𝑝 : apports par transmission de la paroi [W]

𝐾: coefficient global d’échange thermique [W/ m2.°C] (en fonction du type de paroi)

𝑆𝑝 : surface de la paroi [m2]

∆𝜃 : écart de température entre le milieu extérieur et intérieur [°C]



I.2.2.4. Apports dus au renouvellement d’air

Charge due à la chaleur sensible de l’air

𝑄𝑆𝑟.𝑎 = 0,33 × 𝑞𝑣 × (𝜃𝑒 − 𝜃𝑖) (27)

𝑄𝑆𝑟.𝑎 : gains sensibles par renouvellement d’air [W]

𝑞𝑣 : débit d’air extérieur de renouvellement [m3 / h]

𝜃𝑒 : température extérieure de base [°C]

𝜃𝑖 : température intérieure de base [°C]

Charge due à la chaleur latente de l’air

𝑄𝐿𝑟.𝑎 = 0,84 × 𝑞𝑣 × (𝜔𝑒 − 𝜔𝑖) (28)

𝑄𝐿𝑟.𝑎 : gains latents par renouvellement d’air [W]

𝑞𝑣 : débit d’air extérieur de renouvellement [m3 / h]

𝜔𝑒 : teneur en eau de l’air extérieur [g eau / kg air sec]

𝜔𝑖 : teneur en eau de l’air intérieur [g eau / kg air sec]

I.3. RESULTAT DU CALCUL DES APPORTS

I.3.1. Apports thermiques des bureaux

Les résultats de calcul des apports étant identiques pour les bureaux, ne seront présentés ici que ceux

d’un étage.

j : numéro de l’étage ( j = 1 à 3).

I.3.1.1. Façade SE

Tableau 8 : Apports thermiques des bureaux Bj1

BUREAU Bj1

CS [W] CL [W]

Apports internes

Occupants 450,00 738,00

Eclairages 71,25 0,00

Appareillages 1 374,03 2,95

TOTAL DES APPORTS INTERNES 1 895,28 740,95

Apports externes

Transmission 2 701,59 0,00

Rayonnement 25 041,79 0,00

Renouvellement d'air 1 112,35 3 660,05

TOTAL DES APPORTS EXTERNES 28 855,73 3 660,05

TOTAL DES APPORTS 30 751,01 4 401,00



Tableau 9 : Apports thermiques des Bureaux Bj2

BUREAU Bj2

CS [W] CL [W]

Apports internes

Occupants 405,00 664,20




Apports externes



Renouvellement d'air 972,78 3 200,81



Tableau 10 : Apports thermiqes des bureaux Aj1

BUREAU Aj1

CS [W] CL [W]

Apports internes Occupants 951,40 695,80 Eclairages 71,25 0,00 Appareillages 1 038,97 2,95


Apports externes Transmission 2 032,80 0,00 Rayonnement 24 006,52 0,00 Renouvellement d'air 842,82 2 773,18



Tableau 11 : Apports thermiques des bureaux Aj2

BUREAU Aj2

CS [W] CL [W]

Apports internes Occupants 495,00 811,80




Apports externes








I.3.1.2. Façade NO

Tableau 12 : Apports thermiques des bureaux Bj3

BUREAU Bj3

CS [W] CL [W]






Tableau 13: Apports thermiques des bureaux Bj4

BUREAU Bj4

CS [W] CL [W]

Apports internes Occupants 450,00 738,00




Apports externes

Transmission 2 848,21 0,00 Rayonnement 4 410,75 0,00





BUREAU Aj3

CS [W] CL [W]



Apports externes Transmission 2 848,21 0,00 Rayonnement 10 139,71 0,00 Renouvellement d'air 1 112,35 3 660,05






BUREAU Aj4

CS [W] CL [W]






I.3.2. Apports thermiques des appartements du quatrième étage et DUPLEX

I.3.2.1. Façade SE

Tableau 16 : Apports thermiques des appartements de la façade Sud-Est PIECE LOCAUX CHALEUR SENSIBLE [W] CHALEUR LATENTE [W] TOTAL [W]

Entrée B41, A42 481,65 277,90 759,54

B42, A41 621,51 277,90 899,40

Cuisine

B41, A42 5 250,80 345,99 5 596,79

B42 4 623,48 345,99 4 969,47

A41 4 345,91 345,99 4 691,90

Living room B41, A42 2 759,76 906,49 3 666,24

B42, A41 3 165,90 1 873,99 5 039,88

Chambre 1 (I) B41,A42 1 079,74 260,83 1 340,58

B42, A41 1 245,54 260,83 1 506,38

Chambre 2 (II)

B41 1 596,03 336,92 1 932,96

B42, A41 2 962,09 370,72 3 332,82

A42 1 481,86 336,92 1 818,79

Chambre 3 (III)

B41 467,59 313,30 780,90

B42 1 486,53 313,30 1 799,84

A41 2 600,13 313,03 2 913,44

A42 632,48 313,03 945,79



I.3.2.2. Façade NO

Tableau 17 : Apports thermiques des appartements de la façaade Nord-Ouest PIECE LOCAUX CHALEUR SENSIBLE [W] CHALEUR LATENTE [W] TOTAL [W]

Entrée B44, A43 481,65 277,90 759,54

B43, A44 621,51 277,90 899,40

Cuisine B43, A44 3 905,23 345,99 4 251,22

B44, A43 4 810,12 345,99 5 156,11

Living room B43, A44 2 267,01 1 873,99 4 140,99

B44, A43 1 860,95 906,49 2 767,43

Chambre 1 (I) B43, A44 804,86 260,33 1 065,70

B44, A43 667,26 260,83 928,10

Chambre 2 (II)

B43, A44 2 102,75 370,72 2 473,48

B44 1 101,23 336,92 1 438,16

A43 1 578,48 336,92 1 915,41

Chambre 3 (III)

B43 1 486,53 313,30 1 799,84

B44 467,59 313,30 780,90

A43 944,84 313,03 1 258,15

A44 2 600,13 313,03 2 913,44

I.3.3. Récapitulation des apports thermiques totaux

Tableau 18 : Récapitulation des apports thermiques des bureaux pour l’ étage j

LOCAUX CHALEUR

SENSIBLE [W] CHALEUR

LATENTE [W] TOTAL [W] LOCAUX

CHALEUR SENSIBLE [W]

CHALEUR LATENTE [W]

TOTAL [W]

Bj1 30 751,01 4 401,00 35 152,01 Aj1 28 943,76 3 471,93 32 415,69

Bj2 28 817,13 3 867,96 32 685,09 Aj2 36 955,84 4 903,48 41 859,32

Bj3 7 894,21 3 330,15 11 224,36 Aj3 16 066,80 4 401,00 20 467,80

Bj4 10 337,84 4 401,00 14 738,84 Aj4 7 894,05 3 329,63 11 223,68

TOTAL [kW] 93,80 TOTAL [kW] 105,97

Tableau 19 : Récapitulation des apports thermiques pour les appartements

LOCAUX CHALEUR SENSIBLE [W] CHALEUR LATENTE [W] TOTAL [W]

B41 11 635,57 2 441,43 14 077,00

B42 14 105,05 3 442,73 17 547,78

B43 11 187,89 3 442,73 14 630,62

B44 9 388,80 2 441,43 11 830,23

A41 14 941,08 3 442,73 18 383,81

A42 11 686,29 2 441,43 14 127,72

A43 10 343,30 2 441,43 12 784,73

A44 12 301,49 3 442,73 15 744,22

TOTAL [kW] 119,13



I.4. LES DEPERDITIONS THERMIQUES

Si en été, le calcul du bilan de climatisation et le résultat des apports calorifiques sont interdépendants,

en hiver, on parle de « déperditions thermiques » c’est-à-dire de pertes progressives de chaleur. La

connaissance de ces pertes nous permettra de tirer la puissance en chaud de l’installation.

I.4.1. Apports internes et externes

Les seuls apports calorifiques entrant dans le calcul du bilan de chauffage sont ceux dus aux occupants

(internes) et dus aux apports solaires externes. Leur détermination est similaire à celle employée pour le calcul

des apports thermiques.

I.4.2. Les différentes déperditions

On distingue :

les déperditions donnant sur l’extérieur pour les parois verticales et/ou horizontales opaques et les

ouvertures (fenêtre, porte et porte-fenêtre)

les déperditions donnant sur des locaux non chauffés

les déperditions par renouvellement d’air

I.4.2.1. Déperditions par les parois donnant directement sur l’extérieur

La formule générale employée pour le calcul de ces déperditions est :

𝐷𝑝 = (𝐾 × 𝑆) × (𝜃𝑖 − 𝜃𝑒) (29)

𝐷𝑝 : déperditions des parois donnant sur l’extérieur (toit, mur, ouvertures) [W]

𝐾 : coefficient de transmission thermique [W/ m2.K]

𝑆 : surface de la paroi [m2]

𝜃𝑖 : température intérieure du local (température de consigne) [°C]

𝜃𝑒 : température extérieure au local [°C]

I.4.2.2. Déperditions par les parois donnant sur les locaux non chauffés

La formule générale employée pour le calcul de ces déperditions est :

𝐷𝑝 = (𝐾 × 𝑆) × (𝜃𝑖 − 𝜃𝑥) (30)

𝜃𝑥 = (𝜃𝑖 − 𝜃𝑒 − 3) × 𝑏 : température des locaux non chauffés [°C]

𝑏 = 0,9 : coefficient réducteur pour des parois donnant sur des locaux non chauffés

I.4.2.3. Déperditions par renouvellement d’air

𝑄𝑟.𝑎 = 𝑓 × 0,3 × 𝑉 × (𝜃𝑖 − 𝜃𝑒) (31)

𝑄𝑟.𝑎 : déperditions par renouvellement d’air [W]

𝑓 : facteur de correction (𝑓 = 0,3 𝑝𝑜𝑢𝑟 1000 [𝑚] ≤ 𝑧 < 2000[𝑚])

𝑉 : volume net chauffé [m3]



𝜃𝑖 : température intérieure de base [°C]

𝜃𝑒 : température extérieure de base en hiver [°C]

I.5. CALCUL DES DEPERDITIONS

I.5.1. Déperditions thermiques des bureaux

I.5.1.1. Façade SE

Tableau 20 : Déperditions thermiques des bureaux Bj1

BUREAU Bj1

CHALEUR SENSIBLE [W] CHALEUR LATENTE [W]

Apports internes

Occupants 450,00 738,00

TOTAL DES APPORTS INTERNES 450,00 738,00

Apports externes

Déperditions calorifiques 8 661,71 0,00

Apports solaires 34 937,35 0,00

Renouvellement d'air 970,78 0,00

TOTAL DES APPORTS EXTERNES 44 569,84 0,00

TOTAL DES APPORTS 45 019,84 738,00

Tableau 21 : Déperditions thermiques des bureaux Bj2

BUREAU Bj2


Apports internes

Occupants 405,00 664,20


Apports externes






Tableau 22 : Déperditions thermiques des bureaux Aj1

BUREAU Aj1


Apports internes

Occupants 951,40 695,80


Apports externes








Tableau 23 : Déperditions thermiques des bureaux (façade Sud-Est)

BUREAU Aj2


Apports internes

Occupants 495,00 811,80


Apports externes



Renouvellement d'air 1 084,48 0,00



I.5.1.2. Façade NO

Tableau 24 : Déperditions des bureaux Bj3

BUREAU Bj3


Apports internes

Occupants 337,50 553,50


Apports externes






Tableau 25 : Déperditions des bureaux Bj4

BUREAU Bj4


Apports internes

Occupants 450,00 738,00


Apports externes









BUREAU Aj3


Apports internes

Occupants 450,00 738,00


Apports externes







BUREAU Aj4


Apports internes

Occupants 337,50 553,50


Apports externes






I.5.2. Déperditions thermiques des appartements et du DUPLEX

I.5.2.1. Façade SE

Tableau 28 : Déperditions thermiques des appartements du Sud-Est PIECE LOCAUX CHALEUR SENSIBLE [W] CHALEUR LATENTE [W] TOTAL [W]

Entrée B41, A42 604,64 3,08 607,71

B42, A41 604,64 3,08 607,71

Cuisine

B41, A42 4 629,90 6,15 4 636,05

B42 4 676,04 6,15 4 682,19

A41 4 676,04 6,15 4 682,19

Living room B41, A42 3 950,38 15,38 3 965,75

B42, A41 4 206,99 15,38 4 222,36

Chambre 1 (I) B41, A42 2 014,24 27,68 2 041,91

B42, A41 2 087,16 27,68 2 114,83

Chambre 2 (II)

B41 3 016,67 27,68 3 044,34

B42, A41 5 425,23 27,68 5 452,90

A42 7 439,46 27,68 7 467,14



Chambre 3 (III)

B41 1 264,58 27,68 1 292,25

B42 3 914,53 27,68 3 942,20

A41 3 452,93 27,68 3 480,60

A42 1 066,75 27,68 1 094,42

I.5.2.2. Façade NO

Tableau 29 : Déperditions thermiques des appartements du Nord-Ouest PIECE LOCAUX CHALEUR SENSIBLE [W] CHALEUR LATENTE [W] TOTAL [W]

Entrée B44, A43 604,64 3,08 607,71

B43, A44 604,64 3,08 607,71

Cuisine B43, A44 3 855,41 6,15 3 861,56

B44, A43 3 855,41 6,15 3 861,56

Living room B43, A44 2 627,19 15,38 2 642,56

B44, A43 2 370,58 15,38 2 385,95

Chambre 1 (I) B43, A44 1 312,67 27,68 1 340,34

B44, A43 1 289,31 27,68 1 316,98

Chambre 2 (II)

B43, A44 3 914,97 27,68 3 942,64

B44 2 171,11 27,68 2 198,78

A43 1 973,28 27,68 2 000,95

Chambre 3 (III)

B43 3 914,53 27,68 3 942,20

B44 1 264,58 27,68 1 292,25

A43 1 066,75 27,68 1 094,42

A44 3 452,93 27,68 3 480,60

I.5.3. Récapitulation des déperditions thermiques totales

Tableau 30 : Déperditions thermiques totales des bureaux de l’étage j

LOCAUX CHALEUR

SENSIBLE [W] CHALEUR

LATENTE [W] TOTAL [W] LOCAUX

CHALEUR SENSIBLE [W]

CHALEUR LATENTE [W]

TOTAL [W]

Bj1 45 019,84 738,00 45 757,84 Aj1 39 024,82 695,80 39 720,62

Bj2 38 784,64 664,20 39 448,84 Aj2 43 052,52 811,80 43 864,32

Bj3 10 325,39 553,50 10 878,89 Aj3 14 615,33 738,00 15 353,33

Bj4 16 990,07 738,00 17 728,07 Aj4 10 325,25 553,50 10 878,75

TOTAL [kW]

113,81 TOTAL [kW]

109,82

Tableau 31 : Déperditions thermiques totales des appartements

LOCAUX CHALEUR SENSIBLE [W] CHALEUR LATENTE [W] TOTAL [W]

B41 15 480,39 107,63 15 588,01

B42 20 868,43 107,63 20 976,05

B43 16 229,39 107,63 16 337,01

B44 11 555,61 107,63 11 663,23



A41 20 406,83 107,63 20 514,45

A42 15 108,78 107,63 15 216,40

A43 11 159,95 107,63 11 267,57

A44 15 767,79 107,63 15 875,41

TOTAL [kW] 127,44

Les puissances totales à installer seront alors de :

93,8 [kW] en froid et 113,81 [kW] en chaud par étages pour les bureaux accessibles par l’escalier B

de la façade Sud-est tandis que pour ceux accessibles par A, elles seront de 105,97 [kW] en froid et 109,82

[kW] en chaud ; 119,13 [kW] en froid et 127,44 [kW] en chaud pour la totalité des appartements.



CHAPITRE II : TYPES POSSIBLES DE VRV A INSTALLER

Ces principaux atouts par rapport aux anciens systèmes de climatisation sont :

un encombrement moindre ;

un temps de conception et d’installation réduit ;

une diminution de la consommation énergétique ;

une flexibilité (grandes longueurs des canalisations), etc.

Nous avons déjà vu plus haut qu’il existe en tout trois types de VRV : froid seul, réversible et à

récupération d’énergie. Ce chapitre se consacrera à l’étude de chacun de ces types basés sur la technologie

INVERTER.

II.1. TECHNOLOGIE INVERTER

Tout d’abord, il existe cinq différentes façons d’ajuster le débit d’air évaporé dans les évaporateurs et

celui aspiré par le compresseur ; on y parvient par :

des arrêts de compresseur (fonctionnement TOR, par étages) ;

la mise en place d’un bipasse refoulement-aspiration ;

une mise hors service des cylindres (décharge des cylindres) ;

une obturation de l’orifice d’aspiration ;

la variation de la vitesse de rotation du compresseur par des moteurs à deux vitesses ou des variateurs

de vitesse.

C’est dans le cadre de cette dernière qu’entre la technologie INVERTER, faire varier la rotation du

compresseur afin d’avoir un maximum de confort et en faisant une économie d’énergie tout en permettant la

gestion centralisée d’un bâtiment entier par un contrôle individuel des unités intérieures U.I. de puissances et

de types différents.

Le système VRV linéaire utilise des appareils à action proportionnelle, intégrale et dérivée (PID) comme

système de contrôle variable :

un dispositif de commande variable PI (Proportional Integral) fait appel aux capteurs de pression de

réfrigérant pour mieux contrôler l’inverter. Ce système permet également le contrôle supplémentaire de la

vitesse de rotation des compresseurs (commande MARCHE / ARRET) afin de réduire les paliers de commande

en unités plus petites et plus précises (20, 25, 37, 51 paliers, etc.) laissant ainsi la quantité de réfrigérant

entrant dans le système varier selon les besoins de fluctuation ce qui est très efficace pendant des conditions

de charges partielles en écourtant les étapes de commande dans de plus petites unités et offrant un contrôle

de température précis dans toutes les zones ;

un détendeur électronique ajustant le volume de réfrigérant : dans chaque U.I. est incorporée une

valve d'expansion électronique qui commande continuellement le débit du réfrigérant. De cette façon, le

système de VRV maintient une température ambiante presque constante grâce à la commande PID, sans



fluctuations typiques de la température se produisant avec un système de contrôle "MARCHE/ARRÊT"

conventionnel.

Les courbes de température suivantes montrent qu’un système Inverter va offrir une température

stable autour d’une consigne donnée. Il n’y a pas d’oscillation de la température ambiante grâce à la variation

de vitesse du compresseur qui ne laisse pas dériver la température intérieure, car il régule instantanément sa

vitesse de fonctionnement.

Figure 6 : Courbes de températures d’un système INVERTER

(Source : [2])

Des compresseurs multiples sont utilisés pour régler la capacité, les montées subites de pertes ou

d’alimentation électrique sont réduites au maximum.

Les U.I. sont raccordées en FF via des collecteurs REFNET, qui, augmentent la fiabilité du système,

optimise le flux de réfrigérant et fournit une plus grande flexibilité de conception que d'autres systèmes

concurrentiels.

II.2. VRV EN FROID SEUL

Comme dans tout cycle frigorifique, on a :

une phase de compression

un gaz chaud HP qui sera condensé pour devenir liquide

une vaporisation du liquide par le détendeur

et enfin, un évaporateur qui permettra au gaz de capter les calories du local à traiter

Lorsque l’U.I. requiert une certaine puissance bien définie, les compresseurs, eux, font en sorte de

fournir cette puissance précise, ni plus ni moins, ce qui réduit la consommation en énergie électrique. Si dans

une chambre donnée (par exemple, chambre à coucher) l’occupant désire avoir une température ambiante de

20°C, alors que dans la pièce d’à côté (exemple living room), un autre règle la température à 23°C, le débit

(débit de réfrigérant nécessaire pour avoir 20°C étant supérieur à celui pour 23°C, débit ajusté par le

détendeur) est acquis plus vite dû à la présence de compresseurs à inverter ayant plusieurs paliers de

commande. Dès qu’il est atteint, le palier de commande relatif à cette quantité de puissance est arrêté.



II.3. VRV II

L’ « accessoire en plus » du VRV II par rapport au VRV en froid seul est la vanne quatre voies qui est

la vanne d’inversion du cycle. Elle se trouve dans l’U.E., l’inversion est alors effectuée de sorte à avoir

seulement du chaud ou du froid. Alors les U.I. raccordées à un même groupe extérieur devront toutes

fonctionner pareillement : en chaud ou en froid, mais de façon non simultanée (les échangeurs de chaleur

présents dans les U.E et U.I peuvent intervertir leurs rôles : les évaporateurs peuvent jouer le rôle de

condenseurs et les condenseurs d’évaporateurs). Comme pour tous les systèmes VRV, les débits de

réfrigérants différents pour deux températures inégales sont régulés par le détendeur.

Remarque : Cycle frigorifique réversible

La vanne 4 voies est insérée dans le circuit afin de permettre la permutation des fonctions des

échangeurs. Alors, si dans un cycle frigorifique normal, le FF circule dans un même sens bien défini :

compresseur (refoulement) – condenseur (liquéfaction) – détendeur (détente) – évaporateur (vaporisation) –

compresseur (aspiration), dans celui inversé, le compresseur refoule les vapeurs surchauffées de l’ancien

évaporateur (devenu condenseur) pour ensuite, une fois la liquéfaction des vapeurs faite, provoquer la détente

(et la vaporisation) dans l’ancien condenseur (devenu évaporateur).

Il est à noter également que l’on a simplement une inversion thermique et non pas mécanique : le

compresseur continue de tourner dans le même sens, d’aspirer et de refouler exactement dans les mêmes

directions.

II.4. VRV III

II.4.1. Principe général de fonctionnement

De même que pour le type de VRV précédent, des vannes quatre voies sont présentes dans l’U.E. pour

permettre l’inversion de cycle et chauffage et rafraîchissement simultanés induisent que les échangeurs de

chaleur dans les U.E. comme ceux dans les U.I. peuvent intervertir leur rôles ; la tuyauterie en plus est utilisée

afin de rendre possible le transfert thermique d’une zone « chaude » vers une « froide » et vice-versa, d’où

l’appellation « à récupération d’énergie ».

Dans ce cas alors, cinq modes de fonctionnement sont rendus possibles : « tout froid » (ou « tout

chaud »), chaud et froid simultanés et équilibrés, chaud et froid simultanés mais déséquilibrés (nombre des

U.I. marchant en rafraîchissement supérieur (inférieur) à celles fonctionnant en mode chauffage).

II.4.2. Les divers fonctionnements

II.4.2.1. Chaud et froid équilibrés

Les modes rafraîchissement et chauffage sont à l’équilibre ; le gaz HP comprimé et devenant liquide

à la sortie des U.I. agissant en condenseurs (pour le chauffage) alimente directement en FF les U.I.

(considérées comme des évaporateurs en mode rafraîchissement) si bien que les échangeurs des U.E.

n’entrent pas en action. La bouteille ACL (anti coup de liquide) placée avant le compresseur élimine



définitivement le risque d’aspiration de liquide à l’entrée du compresseur qui entraînerait la destruction

prématurée de celui-ci. Le schéma de principe d’un tel fonctionnement est comme suit :

Figure 7 : Mode chaud et froid simultanés et équilibrés LEGENDES :

II.4.2.2. Chaud et froid déséquilibrés

Si le nombre des U.I. fonctionnant en mode chauffage est supérieur (inférieur) à celui requérant du

rafraîchissement, l’échangeur de chaleur de l’U.E. a plutôt tendance à se comporter en évaporateur

(condenseur).



Figure 8 : Mode chaud et froid simultanés et déséquilibrés

II.4.2.3. Mode « tout froid » ou « tout chaud »

Dans ce mode « tout froid » : toutes les U.I sont en mode rafraîchissement et les échangeurs de

chaleur dans les U.E jouent le rôle de condenseurs ;

(En mode « tout chaud », les U.I sont en mode chauffage et les échangeurs des U.E agissent en évaporateurs).

Figure 9 : Mode « tout froid»

Des trois types de systèmes VRV que nous venons d’approfondir un petit peu plus, c’est le VRV III « à

récupération d’énergie » qui s’avère être le plus rentable « énergétiquement parlant ». Ajouté à cela, les

différents modes de fonctionnement qu’il propose avec l’option « contrôle individuel » de chaque unité

intérieure, quel que soit son type et sa puissance, font de lui le système convenable à installer pour notre

projet de climatisation.



CHAPITRE III : CLIMATISATION PAR SYSTEME VRV III : DIMENSIONNEMENTS, CHOIX ET SELECTION DES

COMPOSANTS

III.1. CHOIX DE LA DISPOSITION DES MODULES

Plusieurs dispositions des modules sont possibles (dans ce premier volet, on ne tient en compte que

de l’emplacement des U.E.) mais il faut tenir compte de certains critères avant de se fixer sur le choix adéquat.

Celles parmi lesquelles on déterminera le nôtre sont récapitulées ci-dessous avec les puissances à installer

correspondantes.

Tableau 32 : Emplacement des U.E. et puissances frigorifiques correspondantes MODULES PUISSANCE A INSTALLER

1er cas Une seule U.E. pour l’ensemble 24 bureaux + 8 appartements 718,44 [kW]

2ème cas Une seule U.E. pour les 24 bureaux et une autre pour les 8 appartements

599,31 [kW] pour les bureaux 119,13 [kW] pour les appartements

3ème cas

Une U.E. par étage pour les bureaux et idem pour les appartements

599,31 [kW] pour les bureaux 119,13 [kW] pour les appartements

4ème cas

Une U.E. pour la façade SE et une autre pour la NO pour les bureaux comme pour les appartements

SE : 142,11 [kW] pour les bureaux 64,134 [kW] pour les appartements

NO : 57,652 [kW] pour les bureaux 54,99 [kW] pour les appartements

5ème cas

Une U.E. pour deux bureaux face à face (ex : Bj1 et BJ2, Aj3 et Aj4), ce qui fait un total de 4 U.E par étage pour les bureaux et appartements

Bj1 et Bj2 : 67,83 [kW], B41 et B42 : 31,624 [kW]

Bj3 et Bj4 : 25,22 [kW], B43 et B44 : 26,46 [kW]

Aj1 et Aj2 : 74,27 [kW], A41 et A42 : 32,51 [kW]

Aj3 et Aj4 : 31,69 [kW], A43 et A44 : 28,528 [kW]

6ème cas Une U.E. pour deux bureaux en parallèle (ex : Bj1 et Bj4), pareil

pour les appartements

Bj1 et Bj4 : 49,82 [kW], B41 et B44 : 25,907 [kW]

Bj2 et Bj3 : 43,909 [kW], B42 et B43 : 32,177 [kW]

Aj1 et Aj4 : 43,638 [kW], A41 et A42 : 34,127 [kW]

Aj2 et Aj3 : 62,326 [kW], A42 et A43 : 26,911 [kW]

7ème cas Une U.E. pour deux bureaux en

parallèle (ex : Bj1 et Bj4), mais une U.E. par appartement

Idem que pour le cas n°6 en ce qui concerne les bureaux et les valeurs des puissances à installer dans les appartements sont disponibles dans le tableau 6



: Bureaux « en parallèle »

: Bureaux « face à face »

Pour les cinq premiers cas, il est à noter que :

des puissances trop élevées (cas n°1) comme un écart considérable de puissance (cas n°4)

entraîneraient des pics de démarrage importants qui nuiraient aux appareillages électriques ;

les compresseurs aux puissances élevées sont non disponibles dans le logiciel BITZER et dans les

catalogues DAIKIN dont nous disposons ;

en cas de pannes techniques, le problème de climatisation sera généralisé pour les six premiers cas.

Le sixième cas est déjà intéressant (les puissances à installer sont plus ou moins semblables) mais il

est préférable de séparer les installations pour chaque appartement pour plus de sécurité (dysfonctionnement

provoqué en cas d’inadvertance de la part d’un des locataires, appartements non occupés en période de

vacance ou déménagement des locataires, etc.).

A cette fin alors, il semblerait que c’est le choix du dernier cas qui serait optimal tant du point de vue

technique que pour le respect des locataires en matière d’hygiène.

III.2. PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT DE L’INSTALLATION

Avant de procéder au choix des U.E et par la suite des U.I qui sont compatibles avec elles dans le

catalogue des produits DAIKIN, il faut tout d’abord définir et connaître les paramètres de fonctionnement

relatifs à l’installation.

BJ4 BJ3 AJ4

AJ2

AJ3

BJ1 BJ2 AJ1

Figure 10 : Plan adopté par étage J



III.2.1. Valeurs des paramètres de base

Ce sont respectivement :

la température d’évaporation définie et calculée à l’aide de la formule empirique :

𝑇𝑂 = 𝑇𝑎𝑚𝑏 −175

𝐻𝑅 − 55 (32)

𝑇𝑂 = 12 [°C] : température d’évaporation du FF

𝑇𝑎𝑚𝑏 : température ambiante du local [°C] (égale à 23[°C] dans le calcul du bilan thermique)

𝐻𝑅 : humidité relative à maintenir

la température de condensation :

𝑇𝑘 = 𝑇𝑒𝑥𝑡 + (12 à 15 [°𝐶]) (33)

𝑇𝑘 = 40 [°C] : température de condensation

𝑇𝑒𝑥𝑡 = 28 [°C] : température extérieure du local

la surchauffe fonctionnelle et la surchauffe dans la ligne d’aspiration sont respectivement égales à 5

[°C] ;

le sous-refroidissement dans la ligne liquide est égal à 5 [°C] ;

la température du FF à l’entrée du condenseur est de 40 [°C] et à sa sortie, nous aurons 30 [°C] ;

le refroidissement dans la conduite de refoulement est alors de 15 [°C] ;

le rendement isentropique indiqué est 0,702

Le logiciel SOLKANE 6.0 nous donne les paramètres de sortie suivants :

Tableau 33 : Paramètres de sortie

(Source : SOLKANE 6.0)

Point p t v h s

[bar] [°C] [dm3/kg] [kJ / kg] [kJ / (kg.K)]

1 11,5 22,00 24,17 435,60 1,8259

2 24,19 68,84 12,70 456,82 1,8225

3 24,19 53,84 11,31 446,20 1,7938

4 24,19 39,94 N.N 345,45 1,4738

5 24,19 34,88 0,99 256,89 1,1917

6 11,5 11,91 4,92 256,89 1,1994

7 11,5 17,00 23,33 429,97 1,8066

La température de refoulement de 68,84 [°C] est inférieure à la température critique du FF R410A

égale à 86,2 [°C].

La puissance absorbée par le compresseur est égale à 2,52 [kW] (pour une puissance frigorifique de

15 [kW]). Le tableau ci-après résume quelques valeurs de référence pour les diverses puissances frigorifiques

des locaux qui sont déterminantes pour le choix des groupes DAIKIN à installer.



Tableau 34 : COP, débit massique et autres

(Source : SOLKANE 6.0)

Pfrigo Pliq Pabs Pcond asp Pcond ref ηcompr

qmass qvol COPfroid

[kW] [kW] [kW] [kW] [kW] [g / s] [m3/h]

15 16,4 2,52 0,49 1,70 2,1 86,67 7,54 5,73

18 19,7 3,14 0,59 2,04 2,1 104,00 9,05 5,73

22 24,1 3,84 0,72 2,49 2,1 127,11 11,06 5,73

45 49,2 7,86 1,47 5,10 2,1 260,01 22,63 5,73

49 53,6 8,55 1,6 5,55 2,1 283,12 24,64 5,73

62 67,8 10,8 2,02 7,03 2,1 358,23 31,17 5,73

𝑃𝑓𝑟𝑖𝑔𝑜 : puissance frigorifique [kW]

𝑃𝑙𝑖𝑞 : puissance rejetée au condenseur [kW] (puissance calorifique de référence)

𝑃𝑎𝑏𝑠 : puissance absorbée par le compresseur [kW]

𝑃𝑐𝑜𝑛𝑑 𝑎𝑠𝑝 (𝑟𝑒𝑓) : puissance dans la conduite d’aspiration (ou de refoulement) [kW]

𝜂𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟 : rendement de compression

𝑞𝑚𝑎𝑠𝑠 : débit massique du FF en circulation [g / s]

𝑞𝑣𝑜𝑙 : volume aspiré par le compresseur [m3/ h]

𝐶𝑂𝑃𝑓𝑟𝑜𝑖𝑑 : coefficient de performance en froid (notée encore EF : efficacité frigorifique)

Le 𝐶𝑂𝑃𝑓𝑟𝑜𝑖𝑑 établit le rapport entre la puissance frigorifique fournie et la puissance électrique absorbée

par le compresseur. En prenant en exemple celui du tableau précédent, le compresseur doit fournir un travail

de 1[kW] pour que nous puissions avoir 5,73 [kW] de puissance

frigorifique. Alors, plus son COP est élevé, plus le climatiseur est énergétiquement efficace.

Le diagramme enthalpique du cycle est présenté ci-après :



Figure 11 : Diagramme enthalpique du cycle frigorifique de l’installation

III.2.2. Exploitation du cycle frigorifique

Les essentiels à retenir pour faire la normalisation de ces valeurs via un catalogue de constructeur

(dans notre cas, le constructeur DAIKIN), mise à part la puissance frigorifique demandée, sont la puissance

absorbée par le compresseur et les efficacités énergétiques (en froid comme en chaud) du système.

Les transformations adiabatiques :

1 - 2 : compression polytropique 5 - 6 : détente isenthalpique

2 - 3 : désurchauffe des vapeurs 6 - 7 : vaporisation isobare

3 - 4 : condensation isobare 7 - 1 : surchauffe des vapeurs

4 - 5 : sous-refroidissement



III.3. COMPOSANTS DE L’INSTALLATION

III.3.1. Les unités extérieures

III.3.1.1. Principe

Les U.E. traitant les bureaux et appartements seront de type REYQ-P8 et REYQ-P9 de marque DAIKIN,

assemblées, testées et chargées en usine en FF R410A. La distribution se fera en trois tubes. Les U.E.

comporteront les éléments principaux suivants :

carrosserie en tôle galvanisée revêtue d’une résine polypropylène imperméable ;

échangeur FF/air en cuivre et ailettes en aluminium revêtues d’un film de résine anticorrosion. Le

parcours du FF dans cet échangeur sera optimisé de manière à prévenir les phénomènes de transfert

thermique entre la section du gaz surchauffé et la section du liquide sous-refroidi ;

moto-ventilateurs de type hélicoïdal à plusieurs vitesses disposant de pression statique externe

(ventilateur hélicoïdal aérodynamique pour avoir à faible bruit, un flux d’air important). Moteur de ventilateur

à CC, qui, comparé aux moteurs à CA habituels, offre une plus grande efficacité d'opération, particulièrement

pendant la rotation à vitesse réduite ;

compresseurs de type spiro-orbital de fabrication DAIKIN ou équivalent équipés de séparateurs

d’huile.

ensemble de platines électroniques permettant le contrôle du système et la communication avec

les U.I ;

ensemble de vannes d’arrêt frigorifiques pour le raccordement des canalisations.



Figure 12 : Constitution de l’U.E.

Remarque :

le bipasse sert au passage d’un mode à un autre ;

Compresseur à MCC sans balai à réluctance : pour pouvoir générer une puissance supplémentaire

à partir de faibles courants électriques. On note une nette augmentation d’efficacité par comparaison aux

moteurs contrôlés par Inverter CA car il utilise simultanément deux formes différentes de couple (couple

classique et de réluctance) d’où cette génération de puissance en plus.

Les collecteurs REFNET à partir desquels les U.I sont raccordées en FF.

III.3.1.2. Caractéristiques techniques de l’U.E

Chaque unité extérieure devra considérer, au minimum, les caractéristiques suivantes :

la référence exacte de l’U.E.

les puissances restituées (puissances frigorifique et calorifique)

la pression sonore (à 1m)

la dimension et le poids de l’unité

le nombre maximum d’U.I. raccordables

les plages de fonctionnement (froid et chauffage)

a. Châssis et habillage

Chaque U.E reposera sur un châssis de profilés métalliques renforcés sur lequel viendront s’adapter

des panneaux rigides en acier revêtus d’une résine polypropylène imperméable, démontables, pour faciliter

un accès à tout l’équipement intérieur.

Le faible poids et les dimensions réduites des U.E faciliteront l’installation et limiteront les charges au

sol.

Ventilateur hélicoïdal aérodynamique

Moteur de ventilateur à courant continu (MCC)

Convertisseur à courant continu d’onde sinusoïdale

Bipasse (de l’échangeur de chaleur)

Compresseur

Collecteurs REFNET



b. Le compresseur

Type du compresseur

Le compresseur sera de type hermétique Scroll de fabrication DAIKIN ou équivalent. Il sera contrôlé

par Inverter et permettra d’étager les montées en puissance afin de s’adapter précisément aux besoins

thermiques des locaux et d’éviter les surintensités au démarrage.

Il sera doté d’un MCC sans balai à réluctance et d’aimants au Néodyme permettant de garantir un rendement

énergétique élevé (en produisant le couple de réluctance, ces aimants 12 fois plus puissants que les

ferrimagnétiques contribuent à une économie d’énergie). Le moteur sera refroidi par les gaz d’aspiration et

protégés par des sondes thermiques. L’U.E. disposera d'une fonction de sauvegarde de puissance permettant,

en cas de dysfonctionnement d'un des compresseurs, d'activer la pleine capacité des autres compresseurs afin

d'assurer une puissance minimum, le temps du dépannage.

Figure 13 : Mise en évidence du compresseur SCROLL et des deux couples du MCC à réluctance

Fonctionnement du compresseur SCROLL

Le compresseur SCROLL, est un compresseur volumétrique à deux spirales fonctionnant comme suit :

une spirale mobile est en mouvement orbital autour d’une autre, fixe, ce qui crée la compression du gaz.

Contrairement à ceux aux pistons, ces compresseurs-ci tolèrent la présence de liquide entre les spirales sans

encourir la destruction fatale de la mécanique grâce à la faculté des deux spirales à se désolidariser l’une de

l’autre en cas de présence de liquide dans la chambre de compression ce qui est aussi appelée « compliance ».

c. L’échangeur de chaleur

Les échangeurs de chaleur seront constitués de tubes en Cuivre sertis d’ailettes en aluminium

protégées par un film de résine anticorrosion.

d. Le ventilateur

L’U.E. sera équipée d'un ventilateur de type hélicoïde à moteur à courant continu à haut rendement.

La technologie Inverter permettra de faire varier la vitesse de rotation du moteur afin de limiter la



consommation électrique de cet élément. Une grille de refoulement spiralée équipera la sortie d'air pour limiter

les pertes de charge et garantir une pression statique externe dépendant de l’unité.

e. Circuit de réfrigérant et système de récupération d’huile

Le circuit de réfrigérant comportera principalement une bouteille récupératrice de liquide, des vannes

d'arrêt liquide et gaz pour le raccordement des tuyauteries, une vanne quatre voies permettant, selon les

besoins, la réversibilité de l'installation.

Un système d'équilibrage du niveau d'huile entre les compresseurs assurera une bonne lubrification

de ces derniers. L'U.E. sera également dotée d'un système de récupération d'huile assurant un fonctionnement

stable sur de grandes longueurs de canalisations frigorifiques.

III.3.2. Les unités intérieures

Nombreuses sont les formes d’U.I. qui existent, à savoir :

des unités murales (en partie haute d’une cloison) ;

des cassettes à encastrer dans le faux plafond ;

des consoles allèges (installées sous une fenêtre, comme un radiateur) ;

des unités gainables en plafond, toutes reliées par un groupe extérieur gainable lui aussi ;

des consoles plafonnières.

La figure ci-après illustre les types généralement rencontrés.

Figure 14 : Quelques types d’unités intérieures

III.3.2.1 Principe

Les U.I. installées dans les bureaux seront de marque DAIKIN de type :

FAXQ-MV : mural pour les pièces des appartements autres que le living room

FXZQ-MV : cassette à 4 voies non apparentes pour les bureaux et les livings des appartements.

Les U.I. seront toutes spécifiquement conçues pour fonctionner avec le FF R410A.

Chacune des U.I. sera équipée des éléments essentiels suivants :



un échangeur thermique FF / air en cuivre et ailettes en aluminium

un moto-ventilateur à entraînement direct

une vanne de détente électronique motorisée pas à pas

un filtre de meilleure qualité (longévité, pouvoir filtrant)

un dispositif d’évacuation des condensats

un système de contrôle électronique

Le soufflage pourra s’effectuer en mode deux ou quatre voies pour les cassettes. L’évacuation des

condensats pourra être réalisée avec une pompe fournie par l’installateur.

La commande de la consigne pourra se faire par télécommande. Pour un bureau (local traité par

plusieurs U.I.), une seule commande sera prévue pour l’ensemble des U.I. de ce même volume.

Les U.I. seront alimentées en FF par les canalisations cheminant dans les coffres existants.

La liaison entre la sortie terrasse où cheminent les réseaux principaux et les antennes vers les U.I.

seront réalisées sans plinthe PVC de couleur blanche.

III.3.2.2. Les caractéristiques techniques des U.I.

Identiques à celles des U.E. mais en plus, il faudrait considérer les débits d’air soufflés : les vitesses

de ventilation sont, soit élevées (mode GV : grande vitesse), soit de faible vitesse (mode PV : petite vitesse).

III.3.3. Le circuit frigorifique [2]

Le réseau frigorifique devra respecter les longueurs maximales de tuyauterie autorisées :

- 150m de longueur réelle entre l'U.E. et l'U.I. la plus éloignée

- 50m de dénivelé entre l'U.E.et l'U.I. plus basse

- 40m entre le premier raccord REFNET, à partir de l'U.E., et la dernière U.I. du réseau.

- 15m de dénivelé entre les U.I.

- 300m de longueur réelle cumulée sur l'ensemble du réseau

Les différentes dérivations seront assurées par des raccords REFNET de type JOINT (dérivation) ou

HEADER (collecteur), fabriqués par DAIKIN.

III.3.4. Le circuit électrique

L’U.E. sera alimentée en triphasé 400V + Neutre + Terre depuis l’armoire chaufferie.

Les U.I. seront alimentées indépendamment du groupe en monophasé 220V + Neutre + Terre, depuis

les tableaux divisionnaires de l’étage.

Une liaison bus (série/parallèle) une paire, non polarisée et blindée, assurera la communication entre

l’U.E. et les U.I. puis entre les U.I. et les télécommandes.



III.3.5. Régulation et sécurité

Une régulation est nécessaire car elle sert à la détection et l’identification rapide de l’origine de tous

les défauts de fonctionnement sur l’ensemble des équipements afin de permettre une intervention rapide et

ciblée.

En outre, les sondes de température d’ambiance et des thermostats seront mises en œuvre auprès de

chaque U.I. Les dispositifs de sécurité suivants équiperont l’U.E. évitant tout fonctionnement préjudiciable à

l’installation : pressostat HP, fusibles, résistance de préchauffage de carter, douille fusible, protection de

surintensité de l’Inverter et minuterie anti court cycle.

III.4. NOMBRE D’UNITES A INSTALLER

III.4.1. Unités extérieures

Elles peuvent être récapitulées ainsi :

Tableau 35 : Références et destination des unités extérieures

Désignation des unités Nombre Destination

REYQ5P9 6 B41, B43, B44, A42, A43, A44

REYQ8P9 2 B42, A41

REYQ16P8 2 Bj2+Bj3, Aj1+Aj4

REYQ18P9 1 Bj1+Bj4

REYQ22P8 1 Aj2+Aj3

III.4.2. Unités intérieures

En fonction des puissances et en tenant compte du confort, nous aurons les résultats récapitulés dans

le tableau suivant :

Tableau 36 : Références et destination des unités intérieures

Désignation des unités Nombre Destination

FXAQ20MV 25 pièces entrée, chambre des appartements à un niveau

FXAQ25MV 4 chambres II et III de B43 et A44

FXAQ32MV 4 Livings de B41et A42, chambre II de B42 et A41

FXZQ20MV 27 bureaux Bj3, Bj4, Aj3 et Aj4

FXZQ25MV 2 Livings de B44 et A43

FXZQ32MV 43 Livings de B41 et A42 ; bureaux Bj1, Bj2, Aj1 et Aj2

FXZQ40MV 4 Livings de B43 et A44, cuisine de B43 et A44

FXZQ50MV 8 Livings de B42 et A41, cuisine de B41, B42, B44, A41, A42, A43

Les U.I. seront équipées de télécommandes dont les principales fonctions sont :

la sélection du type de fonctionnement ;

la sélection de la vitesse de ventilation ;



commande marche/arrêt ;

mode de fonctionnement sommeil (pression sonore réduite de 3 dB(A) ;

mode de programmation sur 24h ou hebdomadaire ;

réglage heure/température ;

orientation du flux d’air ;

balayage automatique ;

fermeture des volets.

Remarque : Les caractéristiques de ces U.E. et U.I. seront données en annexe.

III.5. CONSOMMATION EN ELECTRICITE DE L’INSTALLATION

Cette consommation peut être déterminée par la formule :

𝐸𝑐𝑜𝑛𝑠 = 𝑃𝑎𝑏𝑠 × 𝐾𝑢 × 𝐾𝑠 (34)

𝑃𝑎𝑏𝑠 : puissance absorbée [W]

𝐾𝑢 : Coefficient d’utilisation [%] avec ∆𝑡 durée de marche totale de l’appareil

𝐾𝑢 = ∆𝑡 × 100

24

𝐾𝑠 : Coefficient de simultanéité

𝐸𝑐𝑜𝑛𝑠 : consommation en électricité [kWh]

Tableau 37 : Consommation en électricité par étage de l’immeuble ARO

1ère étage 2ème étage 3ème étage 4ème étage Prix total

[Ar]

Puissance [kW] 168,25 168,25 168,25 275,583

Durée [h] 300,00 300,00 300,00 360,00

Energie consommée [kWh] 50 475,00 50 475,00 50 475,00 99 209,88

Prix unitaire[Ar/kWh] 236,00 236,00 236,00 236,00

Prix par étage [Ar] 11 912 100,00 11 912 100,00 11 912 100,00 23 413 531,68 59 149 831,68



* : une salle d’eau est une pièce autre que la cuisine ou le WC équipée d’un point d’eau mais sans baignoire

ni douche (cellier, buanderie, etc.).

CHAPITRE IV : SYSTEME DE VENTILATION ET D’HUMIDIFICATION

Il est à noter qu’un système de ventilation mécanique contrôlée (VMC) fonctionnel existe déjà dans

l’immeuble. Mais l’objectif principal de ce mémoire étant la maîtrise de l’étude et de la conception

d’installation de climatisation de bureaux utilisant le système VRV, il s’est avéré nécessaire de rappeler les

informations relatives au dimensionnement d’un système de VMC au cas où l’étude porterait sur celle d’un

immeuble dépourvu dudit système. Un système d’humidification aussi est à prévoir le cas échéant. Tel est

l’intérêt du présent chapitre.

IV.1. GENERALITES

IV.1.1. Définition

Tout d’abord, la ventilation est un renouvellement d’air (de façon organisée et mesurée, par exemple,

le système est équipé d’un moteur électrique permettant un renouvellement d’air automatique) d’un espace

intérieur clos par l’apport d’air extérieur.

La VMC ou ventilation mécanique contrôlée est une ventilation générale permanente par balayage

consistant à introduire de l’air neuf dans les pièces principales du logement (séjour, chambres) et à extraire

« mécaniquement » l’air vicié dans les pièces de service (cuisine, WC, salle d’eau*, salle de bains, etc.). C’est

un système de ventilation équipé d’un moteur électrique silencieux. L’air neuf pénètre par des entrées d’air et

circule vers les pièces principales à travers des passages de transit au niveau des portes tandis que l’air vicié

est extrait dans les pièces de services via des bouches d’extraction reliées à un réseau (réseau aéraulique)

puis rejeté à l’extérieur. Ce réseau aéraulique comporte des conduits, un groupe d’extraction mécanique et un

rejet sur l’extérieur.

Figure 15 : Mécanisme de la VMC



Figure 16 : Méthode d’extraction et de renouvellemen d’air pour un bâtiment d’habitation collective

IV.1.2. Finalités de la ventilation

Il existe plusieurs systèmes de ventilation mais quel que soit le système adopté, il doit assurer un

renouvellement d’air répondant aux exigences suivantes :

apport d’air de qualité (indispensable à la santé) ;

évitement de l’accumulation de mauvaises odeurs, de gaz toxiques et d’autres pollutions diverses ;

assurance de la longévité du bâti contre les moisissures dues aux différentes activités (en douche,

cuisine, etc.), aux diffuseurs d’ambiance et/ou autres désodorisants d’intérieur ;

contribution aux économies d’énergie ;

réponse positive aux critères de sécurité, aux normes anti-incendie et de confort acoustique.

IV.2. LES COMPOSANTS

Les principaux composants sont :

les entrées d’air ;

les bouches d’extraction pouvant être fixe, autoréglable, hygroréglable, thermomodulante ou

temporisée ;

l’hygrostat qui est un dispositif pour lequel l’humidité fait varier un signal de commande permettant

de moduler le débit du groupe d’extraction (cas de la VMC hygroréglable) ;

le réseau aéraulique (d’extraction) : ensemble de conduits reliant les bouches d’extraction aux ouïes

d’aspiration du groupe d’extraction et la sortie de ce groupe vers le groupe d’extraction et vers une unité

destinée à rejeter l’air vicié à l’extérieur du bâtiment, généralement une sortie en toiture ;

un dispositif de sécurité collective DSC (pour les installations de VMC hydro gaz en bâtiments

d’habitation collective).



IV.3. DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME DE RENOUVELLEMENT D’AIR

IV.3.1. Les étapes de calcul

Pour la mise en œuvre d’un système de ventilation, les démarches à suivre sont :

la détermination du débit de renouvellement d’air total de l’ensemble de l’installation ;

le choix du système à adopter ;

le dimensionnement des entrées d’air ;

le dimensionnement des passages de transit ;

le dimensionnement du réseau aéraulique requérant la connaissance des débits aux bouches

d’extraction d’air, des pertes de charge totale, des sections de gaines principales (en soufflage et reprise) et

de ses accessoires ;

les implantations d’entrées d’air ;

dimensionnement du groupe ou caisson de ventilation : chaque ventilateur a sa courbe de

fonctionnement qui lui est caractéristique (débit en fonction des pertes de charges totales du réseau). Le point

de fonctionnement optimal est l’intersection sur cette courbe du débit requis avec la perte de charge.

IV.3.2. Principe

Selon la règlementation thermique 2000 (RT 2000), les débits d’air règlementaires devant être extraits

d’une maison d’habitation est fonction du nombre de pièces principales et se résument dans le tableau ci-

dessous :

Tableau 38 : Débits extraits en mètres-cubes par heure par type de pièce

Nombre de Cuisine commune Salle de bain / Douche

Autre salle d'eau WC

pièces principales ou non avec WC unique multiple

1 75 15 15 15 15

2 90 15 15 15 15

3 105 30 15 15 15

4 120 30 15 30 15

5 et plus 135 30 15 30 15

En tenant compte de ce qui a été évoqué plus haut alors, pour les appartements de l’immeuble, nous

aurons les résultats suivants :

Tableau 39 : Débits de renouvellement d’air pour un appartement à un niveau

Pièces Nombre Débit [m3/h] Débit total [m3/h]

Cuisine 1 135 135

Salle de bain 2 30 60

Salle d'eau 2 15 30

Chambres 3 45 135

Débit total appartements [m3/h] 360



Tableau 40 : Débits de renouvellement d’air pour un Duplex

Pièces Nombre Débit [m3/h] Débit total [m3/h]

Cuisine 1 135 135

Salle de bain 3 30 90

Salle d'eau 4 15 60

Chambres 3 45 135

Débit total Duplex [m3/h] 420

Pour déterminer les débits d’air à extraire des bureaux, le calcul sera basé en assurant un

renouvellement d’air de 30 [m3/h] par personne.

Tableau 41 : Débit de renouvellement d’air par étage des bureaux

Bureaux nocc [personne] Débit de r.a [m3/h] Débit [m3/h]

Bj1 20 30 600

Bj2 18 30 540

Bj3 15 30 450

Bj4 20 30 600

Aj1 15 30 450

Aj2 22 30 660

Aj3 20 30 600

Aj4 15 30 450

Total pour les bureaux [m3/h] 4350

Etant donné que nous avons quatre appartements à un niveau, quatre duplex, et en tout vingt-quatre

bureaux, cela nous fait un débit total de :

𝐷é𝑏𝑖𝑡 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∑ 𝑑é𝑏𝑖𝑡/𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙 = (360 × 4) + (420 × 4) + (4350 × 3) = 16170 [𝑚3/ ℎ ]

Le débit total de renouvellement d’air à assurer pour l’ensemble des bureaux et des appartements de

l’immeuble ARO est alors égal à 16170 [m3/h].

Le choix du système à adopter (VMC à simple ou à double flux, VMC hygroréglable, etc.) dépendra

entièrement des propriétaires des lieux en priorisant la sécurité et l’hygiène (publique et / ou domestique) des

locataires et en tenant compte des dépenses liées au coût de l’installation.

Les autres dimensionnements et implantations des entrées d’air sont relatifs à la structure de

l’immeuble, ses dimensions et/ou au nombre de personnes le fréquentant.

Le choix du caisson de ventilation pourra être fait par consultation des catalogues de constructeurs

comme Atlantic climatisation et ventilation, France Air, … après la détermination des pertes de charge

totales du réseau.



Figure 17 : Schéma de représentation de la tuyauterie et du caisson de ventilation(gaine)

IV.4. L’HUMIDIFICATEUR

IV.4.1. Influences de l’humidité relative

Egalement en conditionnement d’air, il y a un facteur qui reste déterminant pour garantir le confort

des occupants des espaces climatisés : c’est l’humidité relative. Si l’air est trop sec (humidité relative HR faible)

ou trop humide (à forte HR), cela provoquera des sensations d’inconfort exprimées par des maux de gorge,

éternuements répétés, etc. Or, si les systèmes de VRV gardent une température quasiment constante autour

d’une consigne donnée, l’humidité relative, elle, reste aux alentours de 50 % et cela, quelle que soit la

température du local. Cette valeur, bien que, comprise dans la zone de confort, pourrait être perçue comme

étant encore un peu sèche pour les gens occupants les locaux. C’est pour cela que dans nos calculs, nous

avons pris une HR de 70 %. Pour pallier à cette différence alors (70 % et non 50 %), la mise en place d’un

système d’humidification devient une nécessité.

IV.4.2. Dimensionnement de l’humidificateur

Le dimensionnement d’un humidificateur passe par les calculs du débit d’humidification et de la portée

du jet de vapeur dans un conduit.

IV.4.2.1. Le débit d’humidification

Nous avons déjà dit auparavant que le débit de renouvellement d’air à assurer est de 16170 [m3/h]

pour l’ensemble des bureaux et des appartements. Les débits d’humidification sont calculés par :

𝑞𝑚𝑎 = 𝑞𝑣𝑎 × 𝜌 (34)

𝑞𝑚𝑒 = 𝑞𝑚𝑎 × (𝑥1 − 𝑥2) (35)

𝑞𝑚𝑎 est le débit massique de l’air [kgair sec/s]

𝑞𝑣𝑎 est le débit volumique de l’air [m³/s]

𝑞𝑚𝑒 est le débit massique de l’eau [kgeau/s]

𝜌 est la masse volumique de l’air (en première approximation : 1,2 kg/m³)

𝑥1 est l’humidité absolue de l’air avant humidification [geau/kgair sec]



𝑥2 est l’humidité absolue de l’air après humidification [geau/kgair sec]

𝑥1 et 𝑥2 définies à partir du diagramme de l’air humide.

Une fois ces débits déterminés, il reste à choisir le type d’humidificateur (à vapeur, à évaporation,

etc.), le sélectionner dans un catalogue de constructeur (selon la puissance voulue) et le réguler par un

hygrostat d’ambiance.

IV.4.3. Consommation en eau de l’humidificateur

Pour déterminer la consommation en eau de l’humidificateur de l’immeuble ARO, nous avons conçu

un progiciel de dimensionnement dénommé « SITRAKA_CLIM » pouvant donner les paramètres suivants :

l’humidité intérieure ;

l’humidité extérieure ;

la durée de fonctionnement de l’humidification ;

le dimensionnement de l’humidificateur et

la consommation en eau de l’humidificateur.

En fonction des valeurs de ces paramètres, on pourrait demander le réajustement du débit

d’alimentation en eau de la JIRAMA de cet immeuble.

IV.4.4. Aperçu du progiciel « SITRAKA_CLIM »

IV.4.4.1. Conditions à considérer pour le calcul

Ce sont les données relatives au local cible : température et humidité voulues à l’intérieur du local,

débit d’air hygiénique pulsé, la surface et la durée d’occupation du local, les apports en eau des occupants,

etc.

IV.4.4.2. Interface du progiciel

Figure 18 : Les conditions de base requises par SITRAKA_CLIM pour le calcul de la consommation en eau de

l’humidificateur



Figure 19 : Paramètres pour la détermination de la consommation en eau



CHAPITRE V : ETUDE DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX

V.1. NOTIONS SUR L’EIE

Actuellement, les changements climatiques dans le monde inquiètent tant bien les pays développés

que ceux du Tiers-monde. Des grands froids, des canicules, des pluies de moins en moins fréquentes et plus

acides, la sècheresse, etc. sont des conséquences notables de ces désordres climatiques.

A Madagascar, la variation climatique se manifeste surtout par l’augmentation de la température, la

fréquence des périodes sèches estivales ou par l’excédent de précipitation vue les déforestations, les pratiques

du « tavy », les émissions de CO2 perdurant dans notre pays. La destruction de l’écosystème est telle que des

espèces endémiques sont menacées de disparaître dans un avenir proche si l’on n’y prête pas attention.

Face à cela et de manière à assurer une meilleure intégration des considérations environnementales

au développement et une meilleure utilisation des ressources et des territoires malgaches, l’Etat a procédé à

l’approbation de la loi portant Charte de l’environnement malagasy, conformément à l’art.10 de la loi n° 90-

033 du 21 décembre 1990, modifiée par les lois n° 97-012 du 06 Juin 1997 et n° 2004-015 du 19 Août 2004,

régissant l’EIE. Aussi : « Les projets d’investissements publics ou privés susceptibles de porter atteinte à

l’environnement doivent faire l’objet d’une étude d’impact environnemental (EIE) compte tenu de la nature

technique, de l’ampleur desdits projets ainsi que de la sensibilité du milieu d’implantation ». De cette loi

s’ensuit donc que tout projet d’investissement, d’ordre public et/ou privé, pouvant induire une modification

quelconque de l’environnement, se doit d’effectuer soit une EIE soit un PREE.

V.1.1. Quelques définitions relatives à l’EIE

V.1.1.1. L’environnement

L’environnement est un ensemble d’éléments physiques, biologiques ou chimiques, naturels

ou artificiels, entourant un être vivant (humain, animal, ou végétal) ou une espèce.

C’est le milieu dans lequel un organisme fonctionne, incluant l’air, l’eau, la terre, les ressources

naturelles, la faune et la flore, les êtres humains et leurs interrelations.

« C’est l’ensemble des milieux naturels et artificiels y compris les milieux humains et les

facteurs sociaux, économiques et culturels qui intéressent le développement national ».

(Charte de l’Environnement, art.12)

V.1.1.2. L’impact environnemental

L’impact environnemental d’un projet peut être défini comme étant son effet, pendant une période

déterminée et dans un espace bien défini, effet dû aux activités humaines sur une composante de

l’environnement biophysique et humaine, par rapport à la situation sans le projet.

V.1.1.3. La pollution

La pollution est la contamination de l’air, de l’eau ou du sol (par des substances chimiques, organiques

ou même, radioactives) gâtant la santé de l’homme, la qualité de la vie ou le fonctionnement naturel des



écosystèmes, enfin, l’ensemble de nuisances de tout ordre entraînant une altération de l’environnement et des

conditions de vie de l’homme.

V.2. EIE DU PROJET DE CLIMATISATION

V.2.1. Présentation et objectif du projet

Le projet est intitulé « Projet de climatisation par système VRV des salles de bureau et des

appartements de l’immeuble ARO Ampefiloha ». C’est un projet qui trouve son intérêt dans les nettes

améliorations de gestion d’un système de climatisation à la fois centralisé mais pouvant être individuellement

contrôlés et dont les impacts sur l’environnement sont considérables.

En quelques mots, l’objectif du projet se résume en la maîtrise de l’étude et de la conception

d’installation de climatisation utilisant les systèmes VRV.

V.2.2. L’EIE

V.2.2.1. Les impacts négatifs

Les impacts négatifs du projet qui devront être observés de très près concernent surtout les pollutions

sonores, les pollutions de l’air, l’évacuation des condensats et les rejets sur l’extérieur.

a. Pollutions sonores

Sont considérées comme telles tout ce qui peut provoquer des troubles et des désordres par rapport

à l’harmonie d’un ensemble d’individus ou un écosystème, généralement des bruits, des cris, des tintamarres,

etc. et affectant les facultés auditives de tout un chacun.

Comme les installations de climatisation sont source de bruit pouvant aller jusqu’à 100dB(A) et que

les troubles de l’oreille interne apparaissent à partir de 65 dB(A), il faut veiller à porter des casques antibruit

le cas échéant lorsqu’on effectue des travaux de maintenance ou de contrôle sur les U.E.

b. Pollution atmosphérique

Elle est la contamination de l’atmosphère par des constituants naturels provenant principalement des

éruptions volcaniques et/ou anthropiques provenant de l’activité de l’homme comme les dioxydes de carbone,

de soufre et d’azote ( CO2, SO2, NO2) et l’ozone O3. Elle affecte instantanément la qualité de l’air de la région

pollueuse pouvant entraîner des conséquences immédiates et graves, en termes de santé, chez la population

environnante.

Les installations frigorifiques utilisent des FF qui peuvent être nocifs pour la santé. Non seulement ils

altèrent la santé mais ont également un rôle majeur dans la dégradation de l’environnement en contribuant à

l’effet de serre, à la destruction de la couche d’ozone et de ce fait, au réchauffement planétaire. C’est pourquoi,

des restrictions relatives à l’usage de la plupart d’entre eux deviennent de plus en plus draconiennes :

le protocole de Montréal, en 1987, impose la limitation de la production de composés néfastes pour

l’ozone comme le chlore ou le brome ;



les protocoles de Londres en 1990 et de Copenhague en 1992 instaurent des mesures plus sévères

et voient l’arrêt de la production des CFC au plus tard en 1996 (1995 pour la communauté européenne). Des

contrôles d’étanchéité sur les équipements frigorifiques et de climatisation doivent être faits pour limiter les

risques de fuite des FF, la commercialisation des CFC est interdite depuis le 01er Octobre 2000 et son utilisation

pour la maintenance l’est aussi à partir du 31 Décembre 2000 ; les HCFC ne doivent plus être utilisés depuis

le 01er Juillet 2002 pour les systèmes de climatisation fabriqués après le 30 Juin 2002 sauf les PAC ou pompes

à chaleur et les systèmes réversibles, etc.

le protocole de KYOTO en Décembre 1997 voit la lutte contre le réchauffement climatique en

centrant son action sur la réduction d’émission de six gaz à effet de serre (CO2, CH4, N2O, etc.). Une réduction

globale par rapport à son niveau de 1990est signée par les principaux pays pollueurs. Madagascar a également

signé ce protocole ;

la conférence de Marrakech en 2002 met en place les règles permettant de mesurer précisément

les émissions de gaz à effet de serre et leurs réductions et adopte le principe de l’application des sanctions

contre tout pays irrespectueux de ses engagements de réduction. C’est le principe du « pollueur payeur », un

contrat aussi consenti par Madagascar.

c. Les rejets sur l’extérieur et évacuation des condensats

S’ils ne sont pas bien gérés, ils sont aussi très dangereux et affectent la santé de l’homme et

pourraient avoir des résultats négatifs aussi sur la culture, la faune et la flore en fonction des déversements.

V.2.2.2. Les impacts positifs

Les principaux touchés par ceux-ci sont les locataires de l’immeuble :

la climatisation a pour finalité d’assurer la qualité d’ambiance dans les locaux cibles ;

grâce à une température et un taux d’humidité quasiment constants, les sensations d’inconfort

pouvant être provoquées par les installations sont évitées ;

possibilité de paramétrer soi-même les conditions de consigne désirées pour le bien être de tout un

chacun ;

économie d’énergie réalisée grâce au système adopté ;

etc.

V.2.2.3. Les mesures d’atténuation, de suppression et/ou de compensation prises

Au vu des impacts négatifs probables du projet, il s’avère nécessaire de prendre des mesures

relatives correspondantes à ceux-ci.

initiation et/ou formation des futurs bénéficiaires au nouveau système de climatisation : réglage de

la température et de l’humidité relative dans les locaux, etc.

le système de climatisation étant très souple et très performant, il faut veiller tout simplement à un

bon entretien et faire attention lors des manipulations et réglages des paramètres de base ;

les contrôles systématiques d’étanchéité des climatiseurs réduiront les risques de fuite de FF dans

l’atmosphère ce qui contribuera à l’atténuation de la pollution de l’air et la destruction de la couche d’ozone ;



mise en place des détecteurs de fuite à inclure dans le projet;

les blessures corporelles en cas d’accidents et les pollutions sonores peuvent être évitées par port de

vêtements, de gants, de lunettes et de chaussures de protection adéquats et le port de caches oreilles ou

casques antibruit lors de la manipulation et/ou intervention sur la machine ;

dans un avenir proche, pour atténuer le réchauffement planétaire, les industries utilisant des FF

devront opter pour des FF définitifs comme réfrigérants (R23, R32, R125, R134a,…) et réduire au minimum

les actions néfastes sur la couche d’ozone. Les FF définitifs utilisés en climatisation sont le R134a, le R407C et

le R410A.

Afin de préserver au mieux et protéger notre planète déjà soumise aux effets néfastes de la

dégradation de l’environnement, les efforts doivent émaner de chacun d’entre nous. Le problème du

réchauffement climatique nous concerne tous, les notions de développement durable sont de plus en plus

citées et initiées à notre génération. Mais le développement durable commence ici et maintenant, car nous

sommes les principaux acteurs qui pourront améliorer le lendemain des générations futures.

E T U D E S D U P R O J E T D E C L I M A T I S A T I O N P A R S Y S T E M E V R V P a g e | 70


CONCLUSION

La climatisation est un moyen d’amélioration, non seulement du niveau de confort des hommes mais

aussi de la productivité de travail en offrant aux principaux concernés une ambiance agréable de travail.

La préoccupation perpétuelle de notre époque étant l’économie d’énergie, il est clair que l’on recherchera

toujours dans la limite du possible à diminuer les dépenses liées à la consommation d’électricité. Ce qui a

orienté notre étude sur un tout nouveau système de climatisation que représentent les systèmes VRV. En

effet, ces systèmes permettent une meilleure gestion de l’installation de l’ensemble tout en y conciliant une

réduction de la consommation énergétique grâce à la technologie INVERTER utilisant une régulation des plus

précises.

Le système VRV à récupération d’énergie a été choisi de manière à pouvoir obtenir un maximum de

possibilité de fonctionnement de l’installation : en froid seul comme en chaud et froid instantanés. Les unités

extérieures sont du même type mais de puissance différente. Deux d’entre elles (REYQ18P9 et REYQ22P8)

sont en montage standard module double pour pouvoir obtenir les puissances respectives égales à 50 et 62

[kW]. Les unités intérieures sont de deux sortes différentes : murales pour les chambres et les pièces à l’entrée

et cassettes pour les bureaux, les livings et les cuisines. Ces choix tiennent compte de la puissance des unités

mais aussi de l’esthétique des locaux considérés pour un bâtiment de haut standing.

Cette étude permettra aux intéressés par ce nouveau système de s’informer davantage en la matière et

de comparer les nouveaux systèmes de climatisation aux anciens.

Un progiciel sous excel dénommé «SITRAKA_CLIM» est conçu pour le calcul rapide d’humidification de

l’immeuble.

Bien de nombreux systèmes à technologie de dernier cri font leur apparition de jour en jour, l’idéal

serait de réunir climatisation, ventilation et humidification en une gestion simple, facile et centralisée avec

un minimum de dépense énergétique.



REFERENCES

BIBLIOGRAPHIE :

[1] : ANDRIAMANANARIVO Rovaniaina Vahandanitra, « Etudes et conception des équipements techniques

d’un hôtel de classe 4 étoiles avec 174 chambres », 116p, Mémoire de fin d’études, GENIE INDUSTRIEL

promotion 2008

[2] : Catalogue constructeur DAIKIN

[3] : documents techniques des Assurances ARO

[4] : Institut de l’Energie et de l’Environnement de la Francophonie - IEPF -, « Efficacité énergétique de la

climatisation en région tropicale », Tome I et II

[5] : P.J. RAPIN, P. Jacquard, « Aide mémoire - Formulaire du froid », 12ème édition, édition DUNOD, 525p,

2003

[6] : PORCHER G, « Cours de climatisation : Base de calcul des installations de climatisation », 7ème édition,

édition parisienne 1993, 320p

[7] : RANDRIAMIHAMINA Jean Anicet, « Etude de renforcement de la climatisation de l’hôtel CARLTON

MADAGASCAR avec conception de progiciel de climatisation dénommé CC_2007 sous MATLAB 7.0 », 99p,

Mémoire de fin d’études, GENIE INDUSTRIEL promotion 2007

[8] : SAINT-GOBAIN GLASS, « Memento 2007 », 592p

[9] : Yves JANNOT, « Thermique solaire », 75p, octobre 2003



WEBOGRAPHIE :

[10] : www.cegibat.fr

[11] : www.climamaison.com

[12] : www.climweb.com

[13] : www.climamaison.com

[14] : www.hotfrog.com, annuaire vitre

[15] : www.saintgobainglass.fr

[16] : www.suisse-energie.ch, Dimensionnement des pompes à chaleur et des chaudières

http://www.cegibat.fr/

http://www.climamaison.com/

http://www.climweb.com/

http://www.climamaison.com/

http://www.hotfrog.com/

http://www.saintgobainglass.fr/

http://www.suisse-energie.ch/

ANNEXES

73

ANNEXES

ANNEXE 1 : LES COEFFICIENTS ADIMENSIONNELS

ANNEXE 2 : REFERENCES DE QUELQUES VALEURS UTILISEES POUR LE CALCUL DES CHARGES THERMIQUES

ANNEXE 3 : CARACTERISTIQUES DES VRV A INSTALLER

ANNEXE 4 : CARACTERISTIQUES DES FF DEFINITIFS

ANNEXE 5 : OCCUPANTS DES LOCAUX

ANNEXE 6 : NORMALISATION DAIKIN

ANNEXE 7 : PLANS

ANNEXES

74

ANNEXE 1 : LES COEFFICIENTS ADIMENSIONNELS

Nombre de REYNOLDS 𝑅𝑒

Surface plane

𝑅𝑒𝐿 =𝑈 × 𝐿

𝜈

Avec 𝑈 : vitesse du fluide [m/s]

𝐿 : longueur caractéristique de la plaque [m]

𝜈 : viscosité cinématique du fluide [m2/s]

Transition entre régime laminaire et turbulent : 𝑅𝑒𝐿𝑐𝑟 = 3,5. 105

Conduite

𝑅𝑒𝐷 =𝑈𝑚 × 𝐷

𝜈

Avec 𝑈𝑚 : vitesse moyenne d’une section droite d’écoulement[m/s]

𝐷 : diamètre hydraulique équivalent[m]

Transition entre régime laminaire et turbulent : 𝑅𝑒𝐷𝑐𝑟 = 2100 à 2300

Nombre de PRANDTL 𝑃𝑟

𝑃𝑟 =𝜇 × 𝐶𝑝

𝜆

Avec 𝜇 : viscosité dynamique du fluide [kg/m.s]

𝐶𝑝 : chaleur spécifique massique [J/kg.degé]

𝜆 : conductivité thermique [W/m.degé]

Nombre de NUSSELT 𝑁𝑢

𝑁𝑢 =ℎ𝑐𝑣 × 𝑋

𝜆

𝑋 = L ou D : longueur caractéristique ou diamètre équivalent

Nombre de GRASHOF 𝐺𝑟

𝐺𝑟 =𝑔 × 𝛽 × ∆𝑡 × 𝐿3

𝜈2

𝑔 : accélération de la pesanteur [m/s2]

𝛽 : coefficient d’expansion thermique

𝛽 =1

𝑇𝑚 où 𝑇𝑚 : température moyenne

Nombre de RALEIGH 𝑅𝑎 𝑅𝑎 = 𝐺𝑟 × 𝑃𝑟

ANNEXES

75

ANNEXE 2 : REFERENCES DE QUELQUES VALEURS UTILISEES POUR LE CALCUL DES CHARGES THERMIQUES

I. Valeurs du coefficient K

Détermination de 𝑈𝑤 :

𝑈𝑤 =(𝑈𝑔 × 𝐴𝑔 + 𝑈𝑓 × 𝐴𝑓 + 𝑌𝑔 × 𝐿𝑔)

(𝐴𝑔 + 𝐴𝑓)

𝑈𝑤 : coefficient de transmission thermique des fenêtre, porte et / ou porte-fenêtre [W / m2.K]

𝑈𝑔 : coefficient surfacique du vitrage [W / m2.K], ici on a : 𝑈𝑔 = 5,7 [𝑊/(𝑚2. 𝐾)]

𝐴𝑔 : plus petite surface visible du vitrage vue des deux cotés de la paroi sans prise en compte des joints de

débordement [m2]

𝑈𝑓 : coefficient surfacique de la menuiserie [W / m2.K]

𝐴𝑓 : plus grande des surfaces projetées prise sans recouvrement vue des deux cotés de la paroi [m2]

𝑌𝑔 : est le coefficient linéique (pont thermique) du à l'effet thermique de l'intercalaire du vitrage et du profilé

[W / m.K]

𝐿𝑔 : plus grande somme des périmètres visibles du vitrage, vus des deux cotés de la paroi [m] (plus grand

des 2 périmètres).

Détermination de Uf :

𝑈𝑓 =1

𝑅𝑆𝑖 + (𝑒𝜆

) + 𝑅𝑆𝑒

𝑅𝑆𝑖 : résistance superficielle intérieure [m2.K / W]

𝑅𝑆𝑒 : résistance superficielle extérieure [m2.K / W]

𝑒 : épaisseur de la menuiserie [m]

𝜆 : conductivité thermique du matériau [W / m.K]

1. Résistance superficielle 𝑅𝑆

𝑅𝑆 =1

ℎ𝑟 + ℎ𝑎

ℎ𝑟 = 𝐸𝑐 × ℎ𝑟𝑂 : coefficient d’échange par rayonnement [W / m2.K]

𝐸𝑐 = 0,9 : émissivité corrigée de la surface (matériaux utilisés en construction)

ℎ𝑟𝑂 = 4 × 𝐶𝑂 × 𝑇𝑚3

𝐶𝑂 = 5,67051 × 10−8 : constante de STEFAN-BOLTZMANN

𝑇𝑚 : température thermodynamique moyenne de la surface [K]

ℎ𝑎 : coefficient d’échange par convection [W / m2.K]

Pour les faces intérieures :

ℎ𝑎 = {

5 ∶ 𝑓𝑙𝑢𝑥 𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑑𝑎𝑛𝑡2,5 ∶ 𝑓𝑙𝑢𝑥 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙

0,7 ∶ 𝑓𝑙𝑢𝑥 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑒𝑛𝑑𝑎𝑛𝑡

Pour les faces extérieures :

ℎ𝑎 = 4 + (4 × 𝑣) où 𝑣 : vitesse du vent / 𝑣 = 2 [m/s] dans notre cas

Donc :

𝑅𝑆𝑖 = 0,13 [(𝑚2. 𝐾)/𝑊]

𝑅𝑆𝑒 = 0,06 [(𝑚2. 𝐾)/𝑊]

ANNEXES

76

2. Epaisseur de la menuiserie 𝑒

𝑒 = 0,034 [𝑚] pour les portes et les châssis vitrés (en bois ou en aluminium)

3. Conductivité thermique du matériau 𝜆

𝜆 = {

0,23 [W/(m. K)] ∶ essence lourde ( palissandre)

0,14 [W/(m. K) ] ∶ contrepalqué

204 [W/(m. K)] ∶ aluminium

4. Coefficient 𝑼𝒇 :

𝑈𝑓 = 2,45 [𝑊/(𝑚2. 𝐾)] : pour les portes en palissandre

𝑈𝑓 = 5,26 [𝑊/(𝑚2. 𝐾)] : pour les portes, châssis vitrés et porte-fenêtre en aluminium

𝑈𝑓 = 1,99 [𝑊/(𝑚2. 𝐾)] : pour les portes en contreplaqué

II. Caractéristiques des vitrages

Tableau 42 : Caractéristiques des vitrages Source : [8]

Désignations

Simple vitrage

Simple vitrage

Emalit reflet

Vitrage feuilleté

Vitrage feuilleté

Vitage feuilleté

Antelio havane

Bronze Antelio havane

35-2 Antelio havane

44-2 Bronze

53-2 Bronze

Epaisseur [mm] 6 6 6 7 9 11

Position couche 1 1 1

Facteur lumineux

TL [%] 24 49 24 43 47 86

RLext [%] 32 5 32 6 5 8

RLint [%] 11 5 11 6 5 8

TUV [%] 5 19 5 <1 <1 <1

Facteur énergétique

TE [%] 29 49 29 43 41 67

REext [%] 26 5 26 5 5 7

REint [%] 10 5 10 5 5 7

AE [%] 45 45 45 52 54 27

Facteur solaire g 0,4 0,61 0,4 0,56 0,55 0,74

Shading coefficient SC 0,46 0,7 0,46 0,65 0,63 0,85

K [W/m2.K] 5,7 5,6

Indices d'affaiblissement

acoustique

RW [dB] 33 34 38

C [dB] -1 -1 0

Ctr[dB] -2 -3 -2

RA[dB] 32 33 37

RA,tr [dB] 31 31 36

ANNEXES

77

III. Chaleur dégagée par les occupants [1](1)

Tableau 43 : Chaleur dégagée par les occupants

Activités Application

Température ambiante [°C] Emission

23 24 25 26 27 thermique

CS CL CS CL CS CL CS CL CS CL totale

[W] [W] [W] [W] [W] [W] [W] [W] [W] [W] [W]

Assis au repos Ecole, théâtre 74 28 69 33 65 37 62 40 60 42 102

Travail léger Bureau, hôtel

75 41 70 46 67 49 63 59 56 60 116 ou appartement

Debout, marche lente

Magasin, boutique 75 56 72 59 68 63 63 68 57 74 131

Repas Restaurant 86 75 82 79 77 84 71 90 64 97 161

Travail facile Atelier 105 115 91 129 80 140 72 148 67 153 220

Danse Boîte de nuit 113 136 99 150 88 161 80 169 75 174 249

Travail difficile Usine 166 260 157 269 149 277 142 284 136 290 426

IV. Chaleur dégagée par divers appareillages

Tableau 44 : Chaleur dégagée par les appareils et autres machines électriques

Locaux Ku ∆t Pnom CSmach CLmach

[%] [h] [W] [W] [W]

PC 33,33 8 400 250 0

Imprimante laser 4,17 1 15 0

Imprimante à jet d'encre 4,17 1 52 0

Photocopieuse 4,17 1 750 0

Autres (Téléphones fixe ou portable, fax, ...) 4,17 1 62 0

Percolateur 1,04 0,25 993 394 104

Plaque chauffante 1,04 0,25 1000 350 250

Fer à repasser 1,04 0,25 500 230 270

TV 25,00 6 175 175

Aspirateur 3472,22 833,33 200 50 0

Chaîne stéréo 694,44 166,67 40 40 0

(1) : Celle pour les températures égales à 23 et 24 [°C] ont été obtenues par interpolation.

ANNEXES

78

ANNEXE 3 : CARACTERISTIQUES DES VRV A INSTALLER

I. Les unités intérieures murales

Tableau 45 : Caractéristiques des unités murales

FXAQ20MV FXAQ25MV FXAQ32MV

Pfrigo [kW] 2,2 2,8 3,6

Pcal [kW] 2,5 3,2 4

Pabs [W] Rafraîchissement 16 22 27

Chauffage 24 27 32

Dimensions H x L x P [mm] 290 x 790 x 230

Poids [kg] 11

Couleur Blanc DAIKIN

Débit d'air GV / PV [m3/mn] 7,5 / 4,5 8 / 5 9 / 5,5

Niveau de pression sonore GV / PV [dB(A)] (220 [V]) 35 / 29 36 / 29 37 / 29

Niveau de puissance sonore [dB(A)] -

Réfrigérant R-410A

Alimentation 1~, 50 [Hz], 220 - 240 [V]

Figure 20 : L’unité murale FXAQ-MV

ANNEXES

79

II. Les unités intérieures cassettes

Tableau 46 : Caractéristiques des unités cassettes

FXZQ20MV FXZQ25MV FXZQ32MV FXZQ40MV FXZQ50MV

Pfrigo [kW] 2,2 2,8 3,6 4,5 5,6

Pcal [kW] 2,5 3,2 4 5 6,3

Pabs [W] Rafraîchissement 73 76 89 115

Chauffage 64 68 80 107

Dimensions H x L x P [mm] 286 x 575 x 575

Poids [kg] 18

Couleur Blanc DAIKIN

Débit d'air GV / PV [m3/mn] 9 / 7 9,5 / 7,5 11 / 8 14 / 10

Niveau de pression sonore GV / PV [dB(A)] (220 [V]) 30 / 25 32 / 26 36 / 28 41/33

Niveau de puissance sonore [dB(A)] -

Réfrigérant R-410A

Alimentation 1~, 50 [Hz], 220 - 240 [V]

Figure 21 :L’unité cassette FXZQ-MV

ANNEXES

80

Tableau 47 : Caractéristiques des unités extérieures

ANNEXES

81

Figure 22 :Unité extérieure REYQ8-16P

Figure 23 : Unité extérieure REYQ18P9 et REYQ22P8

Tableau 48 : Récapitulation pour la climatisation des bureaux Destination Nombre d'U.I. Type U.I. Type U.E.

BJ1 10 FXZQ32MVE REYQ18P9

BJ4 7 FXZQ20MVE

BJ2 10 FXZQ32MVE REYQ16P8

BJ3 5 FXZQ20MVE

AJ1 9 FXZQ32MVE REYQ16P8

AJ4 5 FXZQ20MVE

AJ2 12 FXZQ32MVE REYQ22P9

AJ3 10 FXZQ20MVE

Pour les appartements, nous aurons une U.I. par pièce : de type FXAQ-MVE pour toutes les

chambres et les pièces à l’entrée ; de type FXZQ-MVE pour tous es livings et les cuisines. Les

U.E. sont de type REYQ5P9 et REYQ8P9 ;

Une U.E REMQ8P9 et une REMQ10P8 sont connectées ensemble pour avoir une U.E.

REYQ18P9

Une REMQ10P8 et une REMQ12P8 sont connectées ensemble pour avoir une U.E. de

REYQ22P8.

ANNEXES

82

ANNEXE 4 : CARACTERISTIQUES DES FF DEFINITIFS

Tableau 49 : Caractéristiques des FF définitifs

FF R134a R407C R410A

Mélanges - R32 : 23% , R125 : 25%,

R32 : 50%, R125 : 50% R134a : 52%

Propriétés incolore, inflammable incolore, odeur étherée, -

physiques très stable très stable

T° critiques [°C] 101,6 86,2 86,2

Pression critique (bar] 40,56 46,2 48,93

T° ébullition [°C] -43,4 -43,4

ODP - 0 0

GWP - 1600 1730

Toxicologie Produit chimique inerte, Non nocif par inhalation, Non nocif par inalation,

non toxique, 1000ppm VME à haute t° : toxiques, à haute t° : toxiques,

corrosif corrosif

Précautions Eviter le contact avec un

gaz inflammable Eviter le contact avec la peau, Eviter le contact avec la peau,

les yeux, l'inhalation des vapeurs les yeux, l'inhalation des vapeurs

Ne pas fumer Ne pas fumer

Groupe de sécurité A2 A1 A1

Détection de fuite Détecteur électronique Mousse de savon, Mousse de savon,

Détendeur électronique adapté Détendeur électronique adapté

Lubrification POE POE

ANNEXES

83

ANNEXE 5 : OCCUPANTS DES LOCAUX Tableau 50 : Nombre de personnes occupant les bureaux

Locaux nocc [personnes] ∆t CSocc CLocc Qocc

Hommes Femmes [h] [W] [W] [W]

B11 14 6 8 450 246 696,00

B12 13 5 8 405 221,4 626,40

B13 11 4 8 337,5 184,5 522,00

B14 14 6 8 450 246 696,00

A11 11 4 8 337,5 184,5 522,00

A12 15 7 8 495 270,6 765,60

A13 14 6 8 450 246 696,00

A14 11 4 8 337,5 184,5 522,00

B21 14 6 8 450 246 696,00

B22 13 5 8 405 221,4 626,40

B23 11 4 8 337,5 184,5 522,00

B24 14 6 8 450 246 696,00

A21 11 4 8 337,5 184,5 522,00

A22 15 7 8 495 270,6 765,60

A23 14 6 8 450 246 696,00

A24 11 4 8 337,5 184,5 522,00

B31 14 6 8 450 246 696,00

B32 13 5 8 405 221,4 626,40

B33 11 4 8 337,5 184,5 522,00

B34 14 6 8 450 246 696,00

A31 11 4 8 337,5 184,5 522,00

A32 15 7 8 495 270,6 765,60

A33 14 6 8 450 246 696,00

A34 11 4 8 337,5 184,5 522,00

Tableau 51 : Nombre de locataires dans un appartement

Appartements nocc max ∆t CSocc CLocc Qocc

[personnes] [h] [W] [W] [W] 4ème étage et DUPLEX

Entrée 2 1 5,625 3,075 8,7

Cuisine 2 2 11,25 6,15 17,4

Chambres 2 9 50,625 27,675 78,3

Living room 5 2 28,125 15,375 43,5

ANNEXES

84

ANNEXE 6 : NORMALISATION DAIKIN

I. Signification des références des unités intérieures

Source : [2]

FXAQ : unité murale FXLQ : unité console carrossée

FXCQ : unité cassette 2 voies FXMQ : unité gainable forte pression

FXDQ-M: unité gainable extraplat FXMQ -MF: unité traitement d’air neuf

FXFQ -P: unité gainable extraplat FXNQ : unité console non carrossée

FXFQ :unité cassette round flow FXSQ : unité gainable standard

FXHQ : unité plafonnier apparent FXZQ : unité cassette à 4 voies

FXKQ : unité cassette une voie

ANNEXES

85

II. Signification des références des unités extérieures

Source : [2]

ANNEXES

86

ANNEXE 7 : PLANS

Nom : RANAIVO

Prénoms : Sitraka Harimalatiana

Contact : 0340268872

Email : [email protected]

Thème : « PROJET DE CLIMATISATION PAR SYSTEME A VOLUME DE REFRIGERANT

VARIABLE (VRV) DES SALLES DE BUREAU ET DES APPARTEMENTS DE L’IMMEUBLE ARO

AMPEFILOHA ».

Nombres de pages : 72

Nombres de tableaux : 51

Nombres de figures : 23

RESUME

Le système VRV est un tout nouveau système de climatisation qui a vu le jour dans un passé récent et a

été initié en premier par le constructeur japonais DAIKIN. Sa particularité réside par sa capacité à adapter le débit

de réfrigérant alimentant les unités intérieures en fonction de la température désirée. Le VRV à récupération

d’énergie a été retenu comme la variante du système la mieux adaptée à la conception de notre installation.

Certes, bien d’autres systèmes basés sur de nouvelles technologies font leur apparition de nos jours,

néanmoins l’idéal serait de concilier consommation énergétique et réelle et complète satisfaction des

bénéficiaires dans la climatisation de confort qui est une branche à part entière de la technologie du froid.

ABSTRACT

System VRV is a very new system of air-conditioning which was born in a recent past and was initiated

in first by Japanese constructor DAIKIN. Its characteristic resides by its capacity to adapt the flow of cooling

agent feeding the interior units according to the desired temperature. The VRV with recuperation of energy was

retained like the best alternative of the system, adapted to the design of our installation.

Admittedly, many other systems based on new technologies make their appearance nowadays,

nevertheless the ideal would be to reconcile energy consumption and real and complete satisfaction of the

recipients in the air-conditioning of comfort which is a branch with whole share of the technology of the cold.

Mots clés : climatisation, VRV, réversible, récupération d’énergie, froid

Directeur de mémoire : Monsieur RANAIVOSON Andriambala H.

Maître de Conférences

mailto:[email protected]

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