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SYSTEMES DE VENTILATION POUR ENVIRONNEMENTS SOUTERRAINS

SYSTÈMES DE VENTILATION POUR ENVIRONEMENTS SOUTERRAINS

Systèmes de ventilation souterrains

SUB’ROCA propose une solution clé en main pour la ventilation de vos projets miniers et travaux souterrains. Nos systèmes de ventilation sont conçus pour être simples et intuitifs à utiliser. Ils intègrent une technologie de pointe qui permet la gestion et le pilotage automatisé du ventilateur. 

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Nos gammes de ventilateurs 

Ventilation mines et carrières souterraines

Ventilation mines et carrières souterraines

Nos systèmes de ventilation sont conçus pour assurer le renouvellement de l’air dans les carrières et mines souterraines. SUB’ROCA vous propose toute une gamme de ventilateurs axiaux dédiés. SUB’ROCA vous assiste dans le dimensionnement de vos installations.

Détails des produits
Ventilation infrastructures et travaux public

Ventilation infrastructures et travaux public

SUB’ROCA offre des solutions de ventilation adaptées à vos travaux en sous-sol ou « top-down« , en passant par la construction des boîtes de gare ou encore de puits.

Détails des produits
Ventilation tunnels

Ventilation tunnels

SUB’ROCA fourni des systèmes de ventilation équipés de gaines pour les tunnels en creusement, jusqu’au JetFan  (accélérateur) pour les tunnels débouchant. Nos équipements peuvent s’installer sur des TBM.

Détails des produits
Ventilation microtunneling et réseaux enterrés

Ventilation microtunneling et réseaux enterrés

SUB’ROCA  a conçu une gamme compact de ventilateurs performants dans des diamètres de 250mm à 800mm permettant de ventiler les creusements de microtunneling et réseaux enterrés.

Détails des produits

Les ingénieurs de SUB’ROCA se tiennent à votre disposition pour vous assister et vous conseiller dans le dimensionnement des vos installations de ventilation. Que votre projet concerne un réseau maillé en mine souterraine ou un projet complexe de creusement dans un autre environnement, nos équipes disposent de technologies nous permettant de calculer les besoins en air et les performances nécessaires pour vous assurer une ventilation conforme à la santé et sécurité du personnel.

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Rôle d’une ventilation efficace

SUB’ROCA vous propose des solutions de ventilation adaptées aux spécificités de votre chantier, qu’il s’agisse de travaux de rénovation en espace confiné ou de travaux de creusements en tunnels ou mines souterraines. Les ventilateurs hélicoïdes axiaux sont utilisés pour des applications en ventilation principale et auxiliaire pour les mines et travaux souterrains afin de :

• Renouveler l’air de l’environnement afin que celui-ci ait une concentration d’oxygène suffisant

• Diluer les COV, produits dangereux, nocifs ou explosifs en conformité avec les VLEP

• Evacuer les calories pour obtenir une température acceptable

L’étude de ventilation réalisée en amont permet de définir les matériels adéquats pour atteindre une consommation énergétique optimale. Elle définit également le réseau de ventilation le moins contraignant à mettre en place pour vos équipes.

Le terme de système de ventilation est un dispositif permettant soit d’apporter de l’air dans les zones de creusement du chantier, soit d’extraire l’air vicié pour ensuite la traiter. Il est généralement composé : d’un ventilateur, d’un réseau de gaine, d’une armoire de contrôle et de pilotage, d’un filtre dépoussiéreur et d’un dispositif de mesure du débit

Ce système doit au préalable être dimensionner pour assurer une conformité de l’installation tout au long de la vie du chantier. Notre bureau d’études dimensionne pour vous votre système de ventilation.

En tant qu’acteur global, SUB’ROCA conçoit un ensemble d’équipements innovants. Associés à nos refuges de secours SHELT’AIR, les ventilateurs vous offrent un niveau élevé de productivité et de sécurité, tant en milieux confinés qu’en espaces souterrains.

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Niveaux d’équipements au choix

 

   STANDARD    AVANCÉ   SMART 
SIMPLE / MULTI-ÉTAGES
DIAMÈTRE  DE 400 À 2400 MM
PUISSANCE MOTEUR DE 1 À 500 KW
HAUT RENDEMENT ET EFFICACITÉ HAUTE
ÉCONOME EN ÉNÉRGIE
MODULABLE
CONCEPTION SUR-MESURE
CONCEPTION ROBUSTE
ÉQUIPÉ DE SILENCIEUX
ARMOIRE DE PILOTAGE ET CONTRÔLE
DISPOSITIF DE MESURE DU DÉBIT
CONNECTÉ
CLASSÉ FEU
ATEX

 

 

 STANDARD 

 AVANCÉ 

 SMART 

SIMPLE / MULTI-ÉTAGES

DIAMÈTRE  DE 400 À 2400 MM

PUISSANCE MOTEUR DE 1 À 500 KW

HAUT RENDEMENT ET EFFICACITÉ HAUTE

ÉCONOME EN ÉNÉRGIE

MODULABLE

CONCEPTION SUR-MESURE

CONCEPTION ROBUSTE

ÉQUIPÉ DE SILENCIEUX

ARMOIRE DE PILOTAGE ET CONTRÔLE

DISPOSITIF DE MESURE DU DÉBIT

CONNECTÉ

CLASSÉ FEU

ATEX

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Intelligent & connecté

Le système de ventilation contrôle le flux d’air avec une efficacité inégalée pour fournir une ventilation adéquate où et quand vous en avez le plus besoin. Des ventilateurs haute pression fiables et des conduits enduits de PVC durables contribuent à flux d’air optimal jour après jour. La ventilation intelligente et efficace système peut réduire vos coûts d’énergie jusqu’à 50%. Le système de ventilation peut être relié au réseau 4G pour permettre le suivi en temps réel de l’installation. Connectivité possible sur différents points d’accès tels que WIFI, 4G ou fibre, internet, MODBUS… sur les différents sites, nos systèmes de ventilation intègrent une box de mesure permettant : la surveillance des paramètres, calcul en temps réels des débits, etc. Ils peuvent également être jumelés à d’autres équipements.

Monitoring 

SUB’ROCA s’engage dans une démarche d’innovation permanente afin de fournir à ses clients des solutions de qualité et de haute performance. Nos ingénieurs ont développé des technologies innovantes à la pointe des technologies telles que des systèmes de surveillance et d’acquisition de données afin de surveiller continuellement l’état du système de ventilation. Cette solution de transmission de données en temps réel peut prolonger l’efficacité et la fiabilité de l’équipement, la durée de vie mais également de réduire le temps de maintenance des ventilateurs et permettre un fonctionnement à distance notamment dû à notre digitalisation. Notre système de surveillance et de contrôle permet une analyse continue des paramètres du système de ventilation et une détection avancée des anomalies, offrant ainsi une véritable plus-value.

salle d controle
Ventil octogonal sans logo jaune sans fond

Ventilation Auto-régulée  

Économe

Economie énergétique de 20 à 35 %. 

AUTOMATE

Automates de gestion de pilotage intégrés. 

Mesures

Dispositifs de mesures en temps réel du débit d’air et cartographie des gaz et pressions.

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De nombreux métiers ont évolué au fil des années et les métiers exercés en milieux souterrains n’ont pas été épargnés par ces évolutions. Aujourd’hui, la sécurité des travaux souterrains est une priorité pour un bon nombre d’acteurs, si bien que les accidents sont devenus inacceptables par les professionnels du secteur.

Les nouvelles technologies ont permis des avancées notables d’un point de vue des équipements et sur le plan de la sécurité. Néanmoins ce n’est plus le seul facteur à prendre en compte, puisque l’évolution des mentalités a également permis des changements d’attitudes et l’adoption de bons réflexes de sécurité. Ces différents changements ont participé au recul du nombre d’accidents, qui fut élevé par le passé.

La recherche constante de nouveaux moyens de protection plus sûrs est une volonté partagée par l’ensemble des acteurs du métier. De plus l’exploitation en milieu souterrain est un véritable enjeu d’avenir : extraction de matières premières, enfouissement d’infrastructures de transports et de réseaux, etc., les opportunités qu’il propose face à la croissance constante de la population mondiale sont nombreuses.

Ce livre blanc a pour vocation d’être un guide des moyens de protection collectives pour milieux souterrains. SUB’ROCA met à profit son savoir-faire pour soutenir les métiers des travaux souterrains et contribuer à la maîtrise des risques. 

Image livre blanc SUBROCA

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    Quelles sont les pollutions spécifiques ?

    L’accréditation catégorie C concerne les locaux à pollution spécifique.

    Elle permet de :

    • Mesurer la concentration en poussière (inhalable et alvéolaire) 
    • Mesurer l’efficacité de la filtration ou du dépoussiérage 
    • Contrôler les dépoussiéreurs et les systèmes de surveillance de la ventilation
    poussière

    Poussières inhalables et alvéolaires : des effets possibles sur la santé ?

    Les poussières inhalables pénètrent dans le corps humain par voie respiratoire. Les particules d’un diamètre supérieur à 5µm se déposent de manière prépondérante dans la région nasopharyngée, avant d’être éliminées. Plus fines, les poussières alvéolaires atteignent les zones les plus profondes des poumons (les alvéoles) ; elles représentent généralement « de 10 à 20% de la fraction de poussières inhalables ».

     

    C’est pourquoi, l’exposition aux poussières alvéolaires (et inhalables dans une proportion plus faible) peut provoquer un phénomène de surcharge pulmonaire. Ce mécanisme aigu ou chronique est lié à la capacité limitée d’épuration du poumon.

    Quels sont les moyens de prévention et protection ?

    En relation avec les dispositions du Code de travail on peut relever :

    • Des moyens techniques (la captation, la filtration, la brumisation) ;
    • Des mesures organisationnelles (surveillance et contrôle : automate de pilotage d’installation, caméra) ;
    • Des pratiques et habitudes comportementales (mise en œuvre régulière des séances de formation et d’information sur les mesures de prévention et protection à respecter) à déployer dans les industries extractives.

    Comment maîtriser les risques liés aux poussières ?

    Pour chacun des Groupes d’Exposition Homogène (GEH) dont l’évaluation de risques conclut à un « risque élevé» *, l’employeur est censé effectuer au minimum une mesure annuelle.

    Cette mesure respecte les conditions suivantes :

    • Effectuée à poste fixe ou mobile (équipement de prélèvement porté par le travailleur) dans chacun des locaux à pollution spécifique qui sont caractéristiques du GEH ;
    • Durée de prélèvement représentative de l’activité quotidienne moyenne dans le(s) local(aux) à pollution spécifique ;
    • prélèvements et analyses des échantillons effectués :
      • Soit par un organisme accrédité ou agréé de catégorie C ;
      • Soit par un laboratoire interne ou externe en suivant un protocole reconnu par la profession (ex : Dust Monitoring Protocol d’IMA-Europe) ; dans ce cas, le degré de fiabilité des résultats (incertitude,….) est connu.

    Mise à jour de l’évaluation des risques dès que : modification des méthodes et/ou conditions d’exploitation, modifications des caractéristiques du gisement, nouveau poste de travail, nouvelle machine source de poussières, etc. (R. 4412-5 et R. 4121-2).

    Le recours à des organismes agréés par le Ministère du Travail résulte de dispositions réglementaires ?

    Ce recours n’est pas obligatoire pour l’ensemble des vérifications périodiques réalisées dans les entreprises ; en revanche il sera prescrit en cas de contrôle effectué sur mise en demeure de l’inspection du travail, ou bien pour vérifier le respect des valeurs limites de concentration dans l’atmosphère de certaines substances.

    Avec l’expérience dans le domaine de la ventilation et de l’aération, SUB’ROCA, est accrédité pour effectuer l’ensemble des mesures concernant les locaux à pollution spécifique et, en cas de détection d’un danger pour vos salariés, se tient à votre disposition pour vous accompagner dans votre réflexion et vous proposer une solution complète qui s’adaptera sans délai à votre situation actuelle.

    La notion de « risque faible » et « risque élevé » n’est pas définie par le Code du Travail.

    On considère un risque faible si :

    • Toutes les mesures historiques < VLEP ;
    • La moyenne des mesures historiques < 1/4 de la VLEP (ou 1/10e VLEP dans le cas des poussières alvéolaires silicieuses) ;
    • Tous les moyens de prévention et de protection définis par le passé sont correctement entretenus, mis en œuvre et efficaces ;
    • Absence d’historique de pathologie ou trouble respiratoire.

    ? Sinon on considère un « risque élevé » pour la suite de l’évaluation des risques.

    Les ingénieurs de SUB’ROCA se tiennent à votre disposition pour vous assister et vous conseiller dans le dimensionnement des vos installations de ventilation. Que votre projet concerne un réseau maillé en mine souterraine ou un projet complexe de creusement dans un autre environnement, nos équipes disposent de technologies nous permettant de calculer les besoins en air et les performances nécessaires pour vous assurer une ventilation conforme à la santé et sécurité du personnel.

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    Quelles sont les conditions climatiques limites d’un chantier ?

    Conditions climatiques à respecter 

    L’équilibre thermique du corps humain est assuré par des mécanismes physiologiques de régulation qui maintiennent constante la température interne malgré la variation des paramètres principaux du bilan thermique, c’est-à-dire :

    • Chaleur échangée avec l’air ambiant par convection
    • Chaleur reçue par rayonnement des parois et des machines
    • Chaleur évacuée par évaporation de la sueur
    • Dégagement interne de chaleur liée à la puissance du travail effectué

    Les possibilités des mécanismes physiologiques étant limités il faut assurer des conditions climatiques compatibles avec le travail à effectuer.

    Les paramètres qui influent sur les conditions climatiques et les moyens d’action possibles pour améliorer ces conditions sont donnés ci-après :

    • Les échanges par convection dépendent de la température et de la vitesse de l’air.
    • Les échanges par évaporation de la sueur dépendent de la valeur de la :
      • Température sèche ts en °C
      • Température humide th en °C
      • Vitesse de l’air v en m/s

    Les conditions limites acceptables peuvent être évaluées par la température résultante préconisée par différentes normes ou recommandation.

    tr = 0.7*th + 0.3*ts – v

     

    Dans tous les cas, les paramètres physiques nécessaires pour évaluer les conditions climatiques d’un chantier sont :

    • ts en °C
    • th en °C
    • v en m/s

    Représentation des paramètres caractérisant l’état de l’air

    Le diagramme psychométrique

    L’état de l’air peut être caractérisé par :

    • Sa température
    • Son humidité

    La température peut être mesurée par un thermomètre ordinaire ou par le thermomètre sec du psychromètre.

    Cette température est appelée température sèche.

    L’humidité peut être évaluée de plusieurs manières :

    • Humidité absolue x ou masse de vapeur d’eau en kg par kg d’air sec,
    • Humidité relative F (%) (rapport de la pression de vapeur dans le mélange à la pression de saturation de la vapeur d’eau à la même température),
    • Température du thermomètre humide du psychromètre appelée température humide th (°C)
    thermomètre

    Pour évaluer les effets thermiques relatifs à l’air, on définit l’enthalpie.

    Soit un mélange d’air et de vapeur d’eau comprenant par kg d’air, une masse x kg de vapeur d’eau.

    On appelle enthalpie la chaleur nécessaire pour porter, à partir de 0°C ce mélange à la température t.

    J = 0.241*t + x*(597 + 0.44*t)

    J : enthalpie en kcal/kg d’air sec                  t : température sèche en °C                    x : humidité absolue en kg d’eau/kg d’air sec

             0.241 : chaleur spécifique à pression constante de l’air (kcal/kg °C)

    (*)     0.44 : chaleur spécifique à pression constante de la vapeur d’eau (kcal/kg °C)

             597 : chaleur de vaporisation de l’eau en kcal/kg

    (*)    Valeurs correspondant à une pression voisine de la pression atmosphérique normale.

    Pour évaluer les effets thermiques relatifs à l’air, on définit l’enthalpie.

    Soit un mélange d’air et de vapeur d’eau comprenant par kg d’air, une masse x kg de vapeur d’eau.

    On appelle enthalpie la chaleur nécessaire pour porter, à partir de 0°C ce mélange à la température t.

    J = 0.241*t + x*(597 + 0.44*t)

    J : enthalpie en kcal/kg d’air sec                  t : température sèche en °C                    x : humidité absolue en kg d’eau/kg d’air sec

             0.241 : chaleur spécifique à pression constante de l’air (kcal/kg °C)

    (*)     0.44 : chaleur spécifique à pression constante de la vapeur d’eau (kcal/kg °C)

             597 : chaleur de vaporisation de l’eau en kcal/kg

    (*)    Valeurs correspondant à une pression voisine de la pression atmosphérique normale.

    thermomètre

    Il est commode d’utiliser le diagramme psychométrique sur lequel on peut facilement lire ces différentes valeurs :

    diagramme psychométrique

    A un point du diagramme correspondent les valeurs suivantes :

    • Température sèche ts (droite en bleu)
    • Température humide th (droites en vert)
    • Humidité relative F (%) (courbe noire)
    • Humidité absolue x (g/kg air sec) (droite verticale noire)
    • Enthalpie J (kcal/kg air sec) (droites rouge)

    La connaissance de deux quelconques de ces valeurs suffit pour déterminer les autres caractéristiques d’état de l’air.

    Les ingénieurs de SUB’ROCA se tiennent à votre disposition pour vous assister et vous conseiller dans le dimensionnement des vos installations de ventilation. Que votre projet concerne un réseau maillé en mine souterraine ou un projet complexe de creusement dans un autre environnement, nos équipes disposent de technologies nous permettant de calculer les besoins en air et les performances nécessaires pour vous assurer une ventilation conforme à la santé et sécurité du personnel.

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    Comment mesurer un débit d’air ?

    Détermination d’un débit d’air

    La connaissance du débit d’air Q, implique celle de la section S et de la vitesse moyenne vm dans cette section. Il existe différentes méthodes pour déterminer la section et la vitesse moyenne.

    Mesure de la section
    • Tables fonction de la hauteur et de la largeur

    Ces tables ne donnent des résultats corrects que dans le cas de cadres ayant leur forme d’origine et d’un sol bien plan et horizontal. C’est le procédé le plus simple mais il conduit à des erreurs énormes lorsqu’on l’applique sans discernement à des sections très irrégulières.

    • Décomposition de la section en surfaces géométriques simples

    On détermine une juxtaposition de figures simples qui correspond aussi bien que possible à la section que l’on veut estimer. On mesure les dimensions qui permettent de calculer la surface de ces figures simples : demi-cercles, rectangles, trapèzes, triangles.

    Ce procédé permet une évaluation rapide des sections de forme tout à fait quelconque ; il ne faut pas cependant en attendre une grande précision.

    débit d'air
    calculs
    • Evaluation à partir d’un quadrillage de la section

     Cette méthode que les géomètres savent mettre en œuvre, permet une très bonne précision si les points relevés sont assez serrés ; il faut passer un temps assez long à chaque station.

    Notons que les coordonnées polaires sont souvent plus commodes que les coordonnées cartésiennes pour effectuer le « quadrillage », elles permettent le calcul de la section à partir des mesures sans planimétrage.

    mesure
    • Photo-profil

     C’est la méthode utilisée pour les mesures en vue d’études d’aérage. L’opération au fond est rapide et répétitive.

    On utilise pour cela un projecteur Photoprofil alimenté par une lampe-chapeau. La photo se fait par l’intermédiaire d’un appareil photo.

    On retrouve donc sur la photographie le périmètre lumineux de la galerie ainsi qu’un carré représenté par 4 points lumineux représentant une surface d’exactement 1m².

    On doit recommencer si une photo n’a pas été réussie, ce qui est très rare, mais en aucun cas on ne peut avoir de résultats faux.

    Cette méthode est très bien adaptée à l’exécution de série de mesures, deux hommes peuvent, en un poste, relever jusqu’à 40 sections si les trajets ne sont pas très long.

    photo-profil
    • Galerie de forme rectangulaire

    La section S d’une galerie de forme rectangulaire parfaite se calcule comme suit :

    schéma

    S = L*H

    • Galerie de forme TH

    Section S d’une galerie de forme « cadre TH » se mesure et se calcule comme suit :

    schéma

    Soit K un coefficient de forme de la galerie
    S = H*B*K

    Valeurs particulières de K :

    valeurs
    valeurs

    Mesure de la vitesse v dans les galeries

    • Répartition de la vitesse dans une section

     La vitesse en un point pris dans une section dépend de la position de ce point et en particulier de sa distance aux parois.

    Les zones proches des parois, où la vitesse est faible, ont une grande importance car elles représentent une proportion importante de la section totale. Ainsi, la surface comprise entre le conteur extérieur de la section et une courbe homothétique de celui-ci dans le rapport 4/5 est égale à 36% de la section totale, dans une galerie cadrée en TH 420 la largeur de cette couronne est seulement de 40cm ; cette zone importante où la vitesse est faible échappe habituellement au balayage classique.

    mesure dans de la vitesse dans une galerie
    • Choix de la section

    Pour qu’une mesure soit juste, il convient de choisir une section bien définie où :

      • L’écoulement est à peu près permanent, c’est-à-dire que la vitesse mesurée en un point varie peu au cours du temps. On évitera donc de faire des mesures lorsqu’il y a des manœuvres de portes ou des circulations d’engins.
      • Le profil des vitesses est régulier. Il faut éviter la proximité des obstacles tels que les dépôts de matériel ou les trains arrêtés et des portes dont les guichets ou les défauts d’étanchéité sont à l’origine de fuites sous forme de jets à grande vitesse.
      •  Aucune fraction du débit ne pourra échapper à la mesure. Il faut éviter en particulier les sections où il existe un vide important entre le garnissage et le terrain.

    En principe, on choisira un tronçon de galerie rectiligne, non encombré, dont les cadres sont bien alignés avec un bon garnissage. On repérera soigneusement la section choisie pour l’utiliser lors des mesures ultérieures.

    • Méthode de mesure « Polaire »

    Les mesures sont effectuées par un anémomètre équipé d’une canne télescopique.

    Cette méthode comprend 21 points de mesures répartis en 3 rayons r et un centre P.

    Les points P1, P2, P3 sont répartis sur un rayon tel que :

    P3 = ½ r    P2 = ¾ r   P1 = 9/10 r

    Remarque : pour repérer les points de mesures, on pourra tendre un élastique marqué des repères P1 à P3.

    Méthode de mesure
    tableau
    formule de calcul
    • Méthode de mesure « polaire simplifiée » 

    On utilisera le même matériel que pour la méthode polaire.

    Cette méthode comprend 5 points de mesures répartis 1 rayons r et un centre P.

    Les points P2 sont répartis sur un rayon tel que :

    P2 = ¾ r.

    schéma subroca
    tableau subroca
    formule de calculs

    Positionnement de l’opérateur 

    admin-ajax

    Si l’opérateur se trouve dans l’écoulement dont il mesure la vitesse :

    • Il doit veiller à sa propre position par rapport à l’appareil,
    • Placé dans la même section ; il fait croître la vitesse de l’air,
    • Placé immédiatement en aval aérage, il la réduit

     

    Il doit se placer entre 1m et 1.50m en aval aérage de l’anémomètre :

    • Dans ces conditions, il modifie peu la vitesse de l’air,
    • Cette position permet également le maintient du plan du moulinet perpendiculaire à la direction du courant d’air

     

    Si la mesure est effectuée à deux opérateurs :

    Celui des deux qui ne tient pas le moulinet doit se placer aussi loin que possible en aval aérage du point de mesure et contre le parement.

    L’analyse

    ANÉMOMÈTRES

    Les vitesses d’air sont mesurées à l’aide d’appareils électroniques appelés anémomètres.

    On retrouve principalement 2 types d’anémomètres : à moulinet ou à fil nu

    Ces appareils peuvent êtres accompagnés d’un logiciel de traitement permettant d’exporter les mesures sur un ordinateur.

    • Anémomètre à moulinet
      • Appareils électroniques sensibles.
      • Mesure possible entre 7 et 40 m/s à une température inférieure ou égale à 60°C, donnant une lecture directe ou moyenne si l’appareil est doté de cette fonction.
      • Ces appareils sont fragiles et méritent un entretien régulier pour ne pas encrasser le moulinet, déformer les pales et ainsi perturber la mesure.

    Il existe différents diamètres de moulinet :

    anémomètre à moulinet
    anémomètre à moulinet
    anémomètre à moulinet
    • Anémomètre à fil nu
      • Appareils électroniques très sensibles.
      • Mesure possible en dessous de 7 m/s à une température inférieure ou égale à 70°C, donnant une lecture directe ou moyenne si l’appareil est doté de cette fonction.
      • Ces appareils sont très fragiles et méritent une attention particulière au fil nu à l’extrémité du manche.
    anémomètre à fin nu
    anémomètre à fin nu

    Étalonnage

    Quel que soit le type d’anémomètre, il est nécessaire de l’étalonner périodiquement, en effet, l’usure, l’empoussiérage, les chocs modifient la courbe de réponse.

    Il faut prévoir un étalonnage annuel et un étalonnage à la suite de toute avarie.

    Les ingénieurs de SUB’ROCA se tiennent à votre disposition pour vous assister et vous conseiller dans le dimensionnement des vos installations de ventilation. Que votre projet concerne un réseau maillé en mine souterraine ou un projet complexe de creusement dans un autre environnement, nos équipes disposent de technologies nous permettant de calculer les besoins en air et les performances nécessaires pour vous assurer une ventilation conforme à la santé et sécurité du personnel.

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    Comment modéliser son réseau de ventilation ?

    Nos logiciels aero© 

    La modélisation en réseaux maillés rendue possible grâce à la Suite AERO© 

    Logiciel AERO

    AERO© est une suite de logiciels de calculs en réseaux maillés, basée sur la méthode HARDY-CROSS. Elle permet de déterminer la répartition des débits d’air et des pertes de charge dans le réseau, calcule le point de fonctionnement des ventilateurs et tient compte des effets de la ventilation naturelle.

    Contraintes acceptées & modélisées :

    • Présence d’incendie(s) selon des scénarios établis 
    • Production et propagation de gaz et fumées par unité de temps 
    • … 
    La modélisation aéraulique des réseaux maillés, une compétence unique 

    Modélisation du réseau de base

    Ce schéma représente un exemple de réseau d’aérage constitué d’un puits d’entrée d’air, d’un puits de retour d’air et de deux galeries de liaison entre les puits.

    Ce réseau a été modélisé par calcul en introduisant dans le logiciel :

    • Les résistances aérauliques des branches
    • Les altitudes et les températures des nœuds
    • Les caractéristiques d’un ventilateur principal situé en tête du puits de retour d’air
    • La pression atmosphérique au jour
    modélisation réseau

    Les tableaux ci-après regroupent les données d’entrée du calcul :

    tableau des calculs
    tableau des calculs
    schéma modélisation réseau

    On s’aperçoit que le débit d’air total est de 62.9 m3/s se partage entre la liaison nord et la liaison sud avec des valeurs respectivement égales à 35.3 m3/s et 27.6 m3/s.

    Le ventilateur principal fonctionne avec une pression totale de 32.7 mmCE et un débit d’air constructeur de 63.3 m3/s.

    Avec des hypothèses de rendement égales à 0.8 pour le ventilateur et 0.95 pour le moteur, la puissance électrique consommée au ventilateur est égale à 27 kW.

    Le schéma ci-dessous donne les résultats obtenus lorsque la vitesse du ventilateur est augmentée à 980 tr/min.

    On s’aperçoit que le débit d’air total est de 62.9 m3/s se partage entre la liaison nord et la liaison sud avec des valeurs respectivement égales à 35.3 m3/s et 27.6 m3/s.

    Le ventilateur principal fonctionne avec une pression totale de 32.7 mmCE et un débit d’air constructeur de 63.3 m3/s.

    Avec des hypothèses de rendement égales à 0.8 pour le ventilateur et 0.95 pour le moteur, la puissance électrique consommée au ventilateur est égale à 27 kW.

    Le schéma ci-dessous donne les résultats obtenus lorsque la vitesse du ventilateur est augmentée à 980 tr/min.

    schéma modélisation réseau

    On s’aperçoit que le débit d’air total passe de 63.3 à 84.4 m3/s et se partage entre la liaison nord et la liaison sud avec des valeurs respectivement égales à 47.3 m3/s et 37.1 m3/s.Le ventilateur principal fonctionne avec une pression totale de 65.8 mmCE et un débit d’air constructeur de 85.4 m3/s.

    Avec des hypothèses de rendement égales à 0.8 pour le ventilateur et 0.95 pour le moteur, la puissance électrique consommée au ventilateur est égale à 73 kW.

    Modélisation réseau de ventilation

    Conséquence de l’ouverture accidentelle du SAS au jour

    A partir du réseau d’aérage précédent (ventilateur à 980 tr/min), l’ouverture accidentelle du SAS au jour (branche 2-40) montre que le débit d’air du SAS passe de 1.4 m3/s à 26 m3/s.

     

    Parallèlement, le débit d’air total d’entrée d’air diminue et passe de 84.4 m3/s à 63 m3/s.

    Modélisation réseau de ventilation

    Exemple de calcul d’un réseau avec une ligne d’aérage secondaire

    Ce schéma donne les résultats du calcul effectué :

    • Avec le ventilateur à 980 tr/min
    • Avec une ligne d’aérage secondaire aspirante aérant le creusement de la galerie 13-17.

    Le débit d’air du creusement est dans cet exemple égal à 10 m3/s (600 m3/min).

    Le ventilateur d’aérage secondaire fonctionne avec une pression totale de 233 mmCE et un débit d’air constructeur de 10.2 m3/s.

    Avec des hypothèses de rendement égales à 0.8 pour le ventilateur et 0.95 pour le moteur, la puissance électrique consommée au ventilateur est égale à 31 kW.

    modélisation réseau de ventilation

    Les ingénieurs de SUB’ROCA se tiennent à votre disposition pour vous assister et vous conseiller dans le dimensionnement des vos installations de ventilation. Que votre projet concerne un réseau maillé en mine souterraine ou un projet complexe de creusement dans un autre environnement, nos équipes disposent de technologies nous permettant de calculer les besoins en air et les performances nécessaires pour vous assurer une ventilation conforme à la santé et sécurité du personnel.

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    La ventilation naturelle est-elle suffisante ?

    L’aérage naturel 

    L’aérage naturel est équivalent à un ventilateur dont la pression est égale à :

    H = ? * ?z

    schéma

    H(AF) = H(AB) + H(BC) + H(CD) + H(DE) + H(EF)

    Principe de fonctionnement

    Pour expliquer le principe de fonctionnement de l’aérage naturel, on peut utiliser l’exemple d’une mine en fonction de son exposition au soleil.

    CAS N°1 

    Dans le cas N°1, le soleil se situe du côté de l’entrée d’air. L’entrée d’air est réchauffée sous l’action du soleil. Le retour d’air étant plus froid que l’entrée d’air, l’air circule du retour d’air vers l’entrée d’air.

    PLAN

    CAS N°2 

    Dans le cas N°2, lorsque le soleil se trouve du côté du retour d’air, l’effet inverse se produit et l’air circulera de l’entrée d’air vers le retour d’air.

    PLAN

    CAS N°3

    Lorsque l’entrée d’air et le retour d’air sont à la même température il y a équilibre entre les deux colonnes d’air et il n’y a plus d’air qui circule dans les galeries.

    SCHÉMA

    Conclusion

    La circulation de l’air dans une mine non équipée de ventilateur est régie par la ventilation naturelle et dépend des conditions climatiques extérieures.

    Dans ces conditions, on constate que la ventilation naturelle n’est pas une ventilation stable car le régime de ventilation change au cours d’une journée selon l’exposition du soleil et au cours des différentes saisons (en fonction des conditions climatiques).

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    Comment dimensionner un ventilateur principal ?

    Des études d’aérage sont effectuées, pour des périodes qui caractérisent le mieux l’évolution de la mine, afin de déterminer les valeurs du débit d’air et de la pression totale correspondant aux points sur lesquels le ventilateur devra fonctionner.

    Soit par exemple, le cas d’une étude d’aérage qui a abouti aux points de fonctionnements indiqués sur la figure ci-dessous :

    comment dimensionner subroca

    P1                    lors du démarrage de l’installation en l’année A

    P2 et P3          points de fonctionnement accidentels

    PM                   points définitif à partir de l’année A+2

     

    Si l’on fixe comme exigence

    • D’avoir en PM un rendement voisin du maximum (84-85%)
    • D’être certain que P1 ne pénètre pas dans la zone de pompage.

    On peut délimiter une plage ABCDEA dont les caractéristiques devront être garanties par le constructeur.

    P1                    lors du démarrage de l’installation en l’année A

    P2 et P3          points de fonctionnement accidentels

    PM                   points définitif à partir de l’année A+2

     

    Si l’on fixe comme exigence

    • D’avoir en PM un rendement voisin du maximum (84-85%)
    • D’être certain que P1 ne pénètre pas dans la zone de pompage.

    On peut délimiter une plage ABCDEA dont les caractéristiques devront être garanties par le constructeur.

    comment dimensionner subroca

    Sur la base de ces renseignements le constructeur fournira un ventilateur dont les caractéristiques sont telles que la zone ABCDEA ne soit pas amputée :

    • Ni par la courbe limite de pompage (le long de la ligne ABC)
    • Ni par la courbe correspondant à la puissance nominale du moteur (le long de la ligne BCD)

    Installation de mesures des caractéristiques aérodynamiques

    Ces mesures concernent les deux caractéristiques principales du ventilateur au point de vue aérage, c’est-à-dire le débit d’air et la pression totale.

    Il faut distinguer des types d’utilisation des sondes de mesures :

    • L’enregistrement du débit et de la pression totale en cours d’exploitation,
    • Les mesures de détail pour les contrôles et étalonnages, lors de la réception de l’installation.

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    Explication de la ventilation principale (ou primaire)

    RÉSEAU D’AÉRAGE PRINCIPAL

    On entend par aérage principal l’ensemble des flux d’air qui parcourent les voies ouvertes d’un réseau de galeries depuis un accès appelé ENTREE D’AIR PRINCIPAL vers une issue appelée RETOUR D’AIR PRINCIPAL.

    L’entrée d’air principal peut être constituée d’un puits, d’une descenderie ou d’une galerie horizontale.

    Il en est de même pour le retour d’air principal.

    réseau d'aérage principal

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    PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

    principe de fonctionnent

    Une étude préliminaire détermine :

    • Le débit d’air total nécessaire dans le réseau de galeries
    • La répartition souhaitée dans les galeries

    En fonction de la résistance équivalente du réseau d’aérage et du débit total souhaité, on détermine la dépression du ventilateur principal à installer et les freins de réglage à mettre en place pour obtenir la répartition des débits d’air souhaitée.

    La répartition des débits d’air est obtenue par la mise en place de freins et de sas d’aérage.

    Une étude préliminaire détermine :

    • Le débit d’air total nécessaire dans le réseau de galeries
    • La répartition souhaitée dans les galeries

    En fonction de la résistance équivalente du réseau d’aérage et du débit total souhaité, on détermine la dépression du ventilateur principal à installer et les freins de réglage à mettre en place pour obtenir la répartition des débits d’air souhaitée.

    La répartition des débits d’air est obtenue par la mise en place de freins et de sas d’aérage.

    principe de fonctionnent

    Les freins d’aérage

    Un frein d’aérage correspond à une fermeture totale ou partielle d’une galerie pour limiter le passage du débit d’air.

    Il existe différents types de freins :

    Frein maçonné ou en bois avec portes pour le passage des engins

    3

    Bandes de caoutchouc ou plastic

    4

    Diaphragme caractérisé par :

    s = surface ouverte libre au passage de l’air

    S = section de galerie

    R = résistance du frein dépend du rapport s/S

    5

    Diaphragme caractérisé par :

    5

    s = surface ouverte libre au passage de l’air

    S = section de galerie

    R = résistance du frein dépend du rapport s/S

    Les SAS d’aérage

    • Sont constitués de deux fermetures successives équipées de portes pour le passage des engins et du personnel.
    • Sont caractérisés par la différence de pression ?P existant à leurs bornes et par le débit de fuite Qf.
    6
    • Ils sont installés pour séparer l’entrée d’air du retour d’air et éviter ainsi le court circuit d’aérage.
    8

    Le ventilateur principal

    Définition 

    Le ventilateur d’aérage principal est un appareil destiné à véhiculer, dans l’ensemble de la mine, l’air nécessaire à la ventilation.

    Si on a trouvé que le débit d’air nécessaire Q doit vaincre à l’intérieur de la mine une perte de charge ?P, il faudra construire un ventilateur qu’on insérera dans le circuit, et qui fournira à l’écoulement une augmentation de charge H=?P lorsque le même débit Q le traversera.

    Les caractéristiques de base du ventilateur (H et Q) se trouvent donc déterminées par l’étude du réseau d’aérage.

    Re est la résistance équivalente de la mine.

    9.1

    Figure 1: Réseau d’aérage à une seule entrée et une seule sortie

    10

    Caractéristiques de fonctionnement 

    Soit un système d’axes de coordonnées :

    • Débit Q en abscisse
    • Pression totale ou charge totale H en coordonnées

    On trace sur un même graphique (H, Q), la courbe caractéristique du ventilateur H=f(Q) et la courbe parabolique H=Re.Q² représentant la perte de charge du réseau.

    Le point d’intersection de ces deux courbes représente le point de fonctionnement du ventilateur.

    Il a pour abscisse Q, débit total de la mine et pour ordonnée H, la hauteur manométrique du ventilateur.

    Caractéristiques de fonctionnement 

    Soit un système d’axes de coordonnées :

    • Débit Q en abscisse
    • Pression totale ou charge totale H en coordonnées

    On trace sur un même graphique (H, Q), la courbe caractéristique du ventilateur H=f(Q) et la courbe parabolique H=Re.Q² représentant la perte de charge du réseau.

    Le point d’intersection de ces deux courbes représente le point de fonctionnement du ventilateur.

    Il a pour abscisse Q, débit total de la mine et pour ordonnée H, la hauteur manométrique du ventilateur.

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    Les solutions de ventilation

    Ventilation mines et carrières souterraines

    Ventilation mines et carrières souterraines

    Nos systèmes de ventilation sont conçus pour assurer le renouvellement de l’air dans les carrières et mines souterraines. SUB’ROCA vous propose toute une gamme de ventilateurs axiaux dédiés. SUB’ROCA vous assiste dans le dimensionnement de vos installations.

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    Ventilation infrastructures et travaux public

    Ventilation infrastructures et travaux public

    SUB’ROCA offre des solutions de ventilation adaptées à vos travaux en sous-sol ou « top-down« , en passant par la construction des boîtes de gare ou encore de puits.

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    Ventilation tunnels

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    SUB’ROCA fourni des systèmes de ventilation équipés de gaines pour les tunnels en creusement, jusqu’au JetFan  (accélérateur) pour les tunnels débouchant. Nos équipements peuvent s’installer sur des TBM.

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    Ventilation microtunneling et réseaux enterrés

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    SUB’ROCA  a conçu une gamme compact de ventilateurs performants dans des diamètres de 250mm à 800mm permettant de ventiler les creusements de microtunneling et réseaux enterrés.

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