Calculatrice de débit d'air — Changements d'air par heure (ACH) et CFM

Calculateur de débit d’air

Un calculateur de débit d’air détermine les changements d’air par heure (ACH) : le nombre de fois où l’air d’une pièce est entièrement renouvelé en une heure. Il fonctionne aussi en sens inverse, en déterminant le débit qu’un ventilateur ou une bouche d’aération doit fournir pour atteindre un ACH cible.

Que sont les changements d’air par heure ?

Un ventilateur ou une bouche d’aération fait entrer de l’air dans une pièce et en évacue l’air vicié. Si ce débit équivaut à un volume d’air correspondant à la pièce par heure, la pièce bénéficie de 1 changement d’air par heure. S’il déplace deux volumes d’air correspondant à la pièce en une heure, elle bénéficie de 2 ACH. Un ACH plus élevé signifie généralement un air plus frais, moins d’humidité piégée et moins de particules en suspension. Un ACH très élevé coûte aussi davantage, car un ventilateur fonctionnant plus intensément consomme plus d’énergie et fait entrer davantage d’air qu’il faut chauffer ou refroidir.

Formule du débit d’air

L’ACH est égal au débit d’air divisé par le volume de la pièce. Le volume est égal à la longueur multipliée par la largeur et la hauteur, toutes exprimées dans la même unité.

$\text{Volume} = L \times W \times H$

Dans le système métrique, le débit d’air se mesure en mètres cubes par heure (m³/h), ce qui correspond déjà à la mention « par heure » de l’ACH :

$\text{ACH} = \frac{\text{Débit d’air (m³/h)}}{\text{Volume (m³)}}$

Dans les unités impériales, le débit d’air est généralement exprimé en CFM, soit en pieds cubes par minute. La multiplication par 60 le convertit en pieds cubes par heure avant la division par le volume de la pièce :

$\text{ACH} = \frac{60 \times \text{Débit d’air (CFM)}}{\text{Volume (ft}^3\text{)}}$

Débit d’air nécessaire pour un ACH cible

Pour dimensionner un ventilateur ou un purificateur d’air, on réarrange la formule afin de calculer le débit d’air plutôt que l’ACH.

$\text{Débit d’air requis (m}^3\text{/h)} = \text{ACH} \times \text{Volume (m}^3\text{)}$

$\text{Débit d’air requis (CFM)} = \frac{\text{ACH} \times \text{Volume (ft}^3\text{)}}{60}$

Exemple de calcul

Une salle de réunion mesure 5 m sur 4 m sur 3 m. Son volume est :

$5 \times 4 \times 3 = 60 \text{ m}^3$

Une bouche d’aération fournit 360 m³/h d’air. Son ACH est :

$\text{ACH} = \frac{360}{60} = 6$

La pièce bénéficie de 6 changements d’air par heure.

Les mêmes nombres fonctionnent en sens inverse. Une pièce de 6 000 ft³ nécessitant 6 ACH requiert :

$\frac{6 \times 6{,}000}{60} = 600 \text{ CFM}$

Changements d’air recommandés selon le type de pièce

L’ACH approprié dépend de l’utilisation de l’espace. Une cuisine ou une salle de bains nécessite davantage de changements d’air qu’une chambre, car la cuisine et la toilette ajoutent de l’humidité et des odeurs. Il s’agit de fourchettes courantes issues de recommandations techniques. Les codes et normes de construction locaux, tels que ASHRAE 62,1, prévalent pour les projets soumis à une réglementation.

Pour réduire le risque de maladies transmissibles par voie aérienne, les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) des États-Unis recommandent de viser 5 changements d’air par heure ou plus avec de l’air propre dans les espaces intérieurs occupés.

Foire aux questions

Quelle est la différence entre le débit d’air et l’ACH ? Le débit d’air est un volume d’air par unité de temps, mesuré en m³/h ou en CFM. L’ACH compare ce débit au volume d’une pièce donnée. Le même ventilateur produit un ACH élevé dans un petit placard et un ACH faible dans un grand hall.

Que signifie CFM ? CFM signifie « pieds cubes par minute », l’unité standard de débit d’air pour les ventilateurs, les purificateurs d’air et les équipements de chauffage, ventilation et climatisation. La multiplication des CFM par 60 les convertit en pieds cubes par heure, ce dont la formule de l’ACH a besoin.

Un ACH plus élevé est-il toujours préférable ? Pas toujours. Des changements d’air supérieurs aux besoins d’une pièce gaspillent l’énergie du ventilateur ainsi que l’énergie utilisée pour chauffer ou refroidir l’air entrant. L’objectif est généralement de respecter la fourchette recommandée pour le type de pièce.

Ce calculateur dimensionne-t-il un système complet de chauffage, ventilation et climatisation ? Non. Il dimensionne le débit de ventilation pour une seule pièce. La conception complète d’un système de chauffage, ventilation et climatisation tient aussi compte des charges de chauffage et de refroidissement, des pertes dans les conduits et des débits minimaux d’air extérieur en fonction de l’occupation.

Pourquoi la formule en unités impériales multiplie-t-elle par 60 ? Les CFM mesurent le débit d’air par minute, tandis que l’ACH mesure les changements d’air par heure. La multiplication des CFM par 60 convertit les minutes en heures avant la division par le volume de la pièce.

Sources

• CDC — Ventilation dans les bâtiments : viser 5 changements d’air par heure
• Changements d’air par heure — Wikipédia
• EngineeringToolBox — Taux de renouvellement d’air pour les pièces
• Norme ASHRAE 62.1 — Ventilation assurant une qualité acceptable de l’air intérieur