Pertes de charge dans un plénum d'amenée d'air en relation avec les systèmes de sécurité incendie : comparer les variantes pour garantir les débits réglementaires.
La restructuration majeure d'immeubles de bureaux à La Défense entraîne la reconfiguration d'un plénum servant de collecteur d'air, qui alimente de nombreuses centrales de traitement d'air (CTA). Celles-ci assurent l'apport d'air des systèmes de sécurité incendie.
Les études EOLIOS ont permis de comparer les différents niveaux de pertes de charge selon les variantes imaginées par les architectes.
L'essentiel. Étude CFD des pertes de charge du plénum d'amenée d'air AF1 (restructuration de bureaux à La Défense) : modélisation 3D intégrale d'après relevés sur site, grilles sous-modélisées d'après les fiches fabricant, comparaison des variantes d'aménagement imaginées par les architectes et validation des configurations conformes aux exigences de sécurité incendie.
Dans le cadre de la restructuration d'immeubles de bureaux à La Défense, le plénum AF1 joue le rôle de collecteur d'air : il distribue l'air vers les centrales qui alimentent les dispositifs de désenfumage et de mise en surpression. Une perte de charge maîtrisée dans ce plénum est essentielle pour que les ventilateurs de sécurité délivrent les débits réglementaires en cas d'incendie.
Le plénum AF1 correspond à l'une des amenées d'air principales du projet ; sa géométrie et l'implantation de ses grilles conditionnent directement la perte de charge vue par les ventilateurs de désenfumage.
Volume technique servant de collecteur : il capte l'air neuf par ses grilles de prise d'air et le distribue vers les centrales de traitement d'air. Dans un système de désenfumage, il assure l'amenée d'air compensant les extractions.
L'intégralité du plénum a été modélisée à partir de relevés sur site. Les grilles de prise d'air ont été « sous-modélisées » à partir des fiches techniques constructeur, afin de reproduire fidèlement leur perte de charge sans alourdir inutilement le maillage.
Cette approche permet de simuler précisément les vitesses d'air et les champs de pression à l'intérieur du collecteur, et de localiser les zones de turbulence et de restriction responsables des pertes de charge.
Chute de pression subie par l'écoulement du fait des frottements et des singularités (coudes, grilles, rétrécissements). Elle conditionne le débit réellement délivré par les ventilateurs ; voir notre dossier perte de charge et résistance hydraulique.
Représentation simplifiée d'un composant (ici les grilles de prise d'air) par ses caractéristiques constructeur plutôt que par sa géométrie détaillée : le calcul reste fidèle tout en maîtrisant la taille du maillage.
Plusieurs variantes d'aménagement imaginées par les architectes ont été simulées et comparées sur le critère des pertes de charge. Les études ont permis d'écarter les configurations dégradant la performance du plénum.
Les configurations retenues garantissent le maintien des débits de sécurité incendie requis, en restant conformes aux exigences réglementaires. La CFD s'affirme ici comme un outil d'aide à la décision pour concilier contraintes architecturales et performance des systèmes de sécurité.
À retenir. La conformité repose sur le maintien des débits d'amenée d'air en situation d'incendie : toute variante d'aménagement modifiant la géométrie du plénum ou ses grilles doit être re-simulée avant validation.
Rôle du plénum, critère de pertes de charge, sous-modélisation des grilles et validité des variantes : les réponses aux questions que soulève ce type d'étude.
C'est un collecteur qui distribue l'air neuf vers les centrales de traitement d'air assurant l'amenée d'air des systèmes de sécurité incendie. Sa géométrie et l'implantation de ses grilles conditionnent directement les débits réellement disponibles. Voir aussi notre étude des pertes de charges dans le plénum du CNIT.
Chaque coude, grille ou obstacle ajoute une résistance à l'écoulement. Si la perte de charge totale dépasse la capacité des ventilateurs, les débits d'amenée d'air exigés en situation d'incendie ne sont plus atteints : la comparaison des variantes se fait donc sur ce critère.
L'intégralité du plénum a été reconstruite en 3D à partir de relevés sur site. Les grilles de prise d'air ont été sous-modélisées d'après les fiches techniques du fabricant, ce qui permet de simuler précisément vitesses d'air et champs de pression.
Chaque variante d'aménagement a été simulée dans des conditions identiques, puis les niveaux de pertes de charge ont été comparés. Les configurations dégradant la performance du plénum ont été écartées.
Non : toute nouvelle variante modifiant la géométrie du plénum ou l'implantation des grilles doit être re-simulée pour vérifier que les débits de sécurité incendie restent garantis.
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Étude CFD des pertes de charge du plénum d'amenée d'air AF1 (restructuration de bureaux à La Défense) : modélisation 3D complète d'après relevés, grilles sous-modélisées d'après les fiches constructeur, et comparaison des variantes architecturales pour écarter les configurations pénalisantes et garantir la conformité des systèmes de sécurité incendie.
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