Étude des phénomènes aérauliques et de condensation des zones bassins d'une piscine en rénovation : diffusion d'air, brassage et maîtrise de la condensation sur les parois.
Cette étude porte sur les zones bassins d'une piscine en rénovation à Montreuil. Le modèle CFD reprend les volumes d'air du hall bassin et les parois en contact avec l'extérieur.
La condensation se produit lorsque l'air humide et chaud entre en contact avec une surface froide : murs, parois et vitrages, plus froids que l'air ambiant, refroidissent l'air humide et provoquent la condensation.
L'essentiel. Étude CFD des zones bassins d'une piscine en rénovation à Montreuil, en ambiance chaude et humide (27 à 28 °C, 60 à 65 % HR). Après un audit par caméra thermique, EOLIOS a modélisé le hall bassin et sa diffusion (grilles de sol le long des façades, buses directionnelles, gaines diffusantes), étudié l'âge moyen de l'air et cartographié la condensation surfacique. Le système se révèle dimensionné pour tenir un bandeau à hauteur d'homme sans condensation jusqu'à −7 °C extérieurs, des zones de toiture restant à surveiller par grand froid.
Un hall bassin cumule trois contraintes rarement réunies ailleurs : une température élevée, une humidité importante et un vaste plan d'eau qui s'évapore en permanence. Cette évaporation injecte de la vapeur dans l'air en continu ; la ventilation doit l'évacuer pour maintenir l'humidité relative de consigne et protéger le bâti. C'est ce qui fait de la piscine l'un des environnements les plus exigeants du génie climatique.
Le pilotage repose sur un équilibre étroit. La température de l'air est maintenue légèrement au-dessus de celle de l'eau pour limiter l'évaporation, tandis que l'humidité relative est tenue autour de 60 à 65 %. Trop basse, elle accélère l'évaporation et le refroidissement des baigneurs ; trop haute, elle favorise la condensation et la dégradation du bâtiment.
Température à laquelle l'air, en refroidissant, atteint la saturation et commence à déposer de l'eau. Dès qu'une paroi passe sous le point de rosée de l'air ambiant, la vapeur s'y condense. Tout l'enjeu est de garder les surfaces au-dessus de cette température.
Quantité de vapeur d'eau apportée à l'air par l'évaporation du bassin et des surfaces mouillées. Elle dépend de la température de l'eau, de l'agitation de surface et de la vitesse de l'air ; c'est elle que la centrale de traitement d'air doit compenser.
Forts de leur expérience, les ingénieurs EOLIOS ont réalisé un audit sur site au préalable, afin de mettre en évidence les différentes problématiques du bâtiment avant de mener l'étude CFD sur l'ensemble du volume. La thermographie infrarouge révèle les zones de soufflage et leurs effets jusque sous toiture, ainsi que les différences de performance entre l'ancien et les parties rénovées. Cette lecture thermique oriente ensuite le choix des points de mesure et les hypothèses du modèle numérique.
Le contrôle de la température de l'air est assuré par le système CVC (chauffage, ventilation, climatisation). La répartition des débits suit le DOE CVC, repérant unitairement chaque point de soufflage et son débit. Les buses de soufflage sont considérées équilibrées, le débit étant fixé unitairement depuis chaque buse. La simulation CFD restitue ensuite les champs de vitesse et de température dans tout le volume.
La majeure partie de l'air est insufflée via des grilles de sol le long des façades-rideaux ; l'ensemble des points de soufflage existants est maintenu et intégré au modèle CFD. La représentation en tube de courant permet de comprendre les déplacements d'air et les effets de brassage du volume, depuis les grilles de diffusion des façades. On vérifie ainsi que l'air atteint bien les vitrages à traiter et qu'aucune veine ne court-circuite directement vers les reprises.
Les ingénieurs ont composé différents scénarios pour répondre aux besoins du client, par exemple un complément de diffusion de 20 000 m³/h (deux gaines diffusantes sous toiture) avec ajout de buses directionnelles. L'âge moyen de l'air caractérise le temps moyen passé par l'air dans le volume entre son insufflation et sa reprise — un indicateur clé de la qualité du renouvellement.
Temps moyen que passe une particule d'air dans le volume entre l'instant où elle est insufflée et celui où elle est reprise. Plus il est faible, meilleur est le renouvellement d'air ; un âge élevé signale une zone stagnante.
Au-dessus du plan d'eau, le confort tient d'abord à la maîtrise de la vitesse d'air. Sur une peau mouillée, le moindre courant d'air accentue la sensation de froid et accélère l'évaporation : on recherche donc des vitesses faibles dans la zone de baignade, sans pour autant créer de poches d'air stagnant.
La qualité de l'air se joue au même endroit. Les sous-produits de désinfection du chlore, dont la trichloramine, sont volatils et se concentrent juste au-dessus de l'eau, là où les nageurs respirent. Un balayage bien orienté capte ces polluants et les dirige vers les reprises, plutôt que de les laisser s'accumuler.
Composé volatil issu de la réaction du chlore avec les matières organiques apportées par les baigneurs. Concentrée au ras de l'eau, elle provoque irritations oculaires et respiratoires ; la ventilation doit l'évacuer au plus près de sa source.
Les échanges convectifs des parois sont liés à la vitesse d'air de surface : une paroi bien brassée reste proche de la température intérieure, tandis qu'une paroi peu brassée en zone morte tend vers la température extérieure (risque de condensation). Pour les deux façades, un manteau d'air réchauffe la surface vitrée via la diffusion par des bancs.
Le système de diffusion apparaît dimensionné pour lutter contre les parois froides et l'apparition de condensation sur les façades : il garantit, pour −7 °C extérieurs, qu'un bandeau à hauteur d'homme reste toujours traité efficacement. En conditions hivernales sévères (< 5 °C), des traces de condensation peuvent toutefois apparaître en zone toiture, derrière les masques aérauliques (poutres, poteaux, montants).
Région peu balayée par la diffusion, où l'air stagne. La paroi y échange peu avec l'air chaud du hall et sa température tend vers l'extérieur, ce qui la rend propice à la condensation. Le comportement de l'air chaud qui monte relève de l'effet de tirage thermique.
À retenir. Même avec un système dimensionné pour −7 °C, des traces de condensation peuvent persister en toiture derrière les masques aérauliques. La CFD localise précisément ces zones mortes pour cibler les corrections avant travaux.
Traiter l'humidité d'un hall bassin a un coût. La déshumidification, assurée par une centrale double flux et souvent une pompe à chaleur, mobilise une part importante de la dépense énergétique, aux côtés du chauffage de l'eau et de l'air neuf. Récupérer la chaleur sur l'air extrait avant de le rejeter est un levier essentiel d'économie.
La simulation aide à dimensionner au plus juste. En comparant les scénarios de diffusion et de débit, elle évite la surventilation, qui gaspille de l'énergie et assèche inutilement l'air, comme le sous-dimensionnement, qui laisse apparaître condensation et inconfort. L'objectif est de tenir la consigne avec le débit strictement nécessaire.
À retenir. En piscine, confort, conservation du bâti et facture énergétique se décident ensemble. Objectiver les flux d'air par la simulation permet d'arbitrer sans surdimensionner et d'inscrire la rénovation dans la durée.
Condensation, audit thermique et diffusion d'air : les réponses aux questions que se posent exploitants et maîtres d'ouvrage avant une étude CFD.
Le hall bassin est chaud et très humide (27 à 28 °C, 60 à 65 % HR). Au contact des parois froides (vitrages, murs peu isolés), l'air humide se refroidit sous son point de rosée et de l'eau se dépose, dégradant matériaux et structure. La CFD localise ces surfaces à risque et vérifie que la diffusion les maintient au chaud, comme sur notre projet de centre aquatique dans les Hauts-de-Seine.
La thermographie infrarouge révèle sur site les zones de soufflage, leurs effets jusque sous toiture et les écarts de performance entre parties anciennes et rénovées. Ces relevés fournissent un état initial fiable qui sert à caler le modèle numérique sur le comportement réel du bâtiment.
C'est le temps moyen que passe l'air dans le volume entre son insufflation et sa reprise. Un âge faible traduit un bon renouvellement ; un âge élevé signale une zone stagnante, souvent corrélée aux risques de condensation et d'inconfort. La simulation le cartographie pour comparer les scénarios de diffusion.
En créant un manteau d'air chaud le long des vitrages, via des bancs ou des grilles de sol qui traitent directement la façade. La CFD vérifie que ce balayage tient jusqu'aux conditions extérieures les plus froides et identifie les zones mortes où un complément de diffusion est nécessaire.
Oui. En partant de l'existant, la simulation teste des compléments ciblés (gaines diffusantes, buses directionnelles, réorientation) et quantifie leur effet avant travaux. On corrige ainsi les points faibles au juste coût, sans surdimensionner ni perturber l'exploitation.
Explorez nos expertises, projets et dossiers techniques pour aller plus loin que la FAQ.
Simulation CFD d'une piscine en rénovation à Montreuil : diffusion d'air dans le hall bassin, brassage le long des façades vitrées et cartographie des zones à risque de condensation. La vidéo restitue les déplacements d'air et les températures de surface qui guident le dimensionnement de la diffusion.
PiscineCentre Aquatique — Hauts-de-Seine
EntrepôtGénie climatique — Entrepôt médical
HôtelSharaan by Jean Nouvel
MuséeGalerie de Paléontologie — MNHN
IndustrieUsine pharmaceutique — CVC
Ventilation naturellePrototype — Cheminée de ventilation naturelle
Chambre froideChambre Froide — Leipzig
Sport / ArénaPalais Omnisports de Paris-Bercy
IndustrieUsine — Éolienne
Chambre froideChambre froide — Ressuage
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