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République Tunisienne Ministère de l’enseignement Supérieur de la recherche Sci

République Tunisienne Ministère de l’enseignement Supérieur de la recherche Scientifique et de la Technologie Université de Gafsa Institut Supérieure des Sciences et de Technologie de l’Energie de Gafsa N° d’ordre …/2017 Projet de Fin d’Études LICENCE APPLIQUÉE Mention : Energétique (Parcours : Exploration et Exploitation des Gisements Pétroliers) Intitulé : Etude et dimensionnement d’une centrale de traitement d’air dans un bloc opératoire à l’Hôpital régional de Gafsa (Houssine Bouzaiène) Élaboré par : BEN ABDALLAH Basma GHOUAIDIA Inès DATE DE LA SOUTENANCE : le 06 Juin 2017 Encadré par : Commission des jurys : Mme BANNOUR Sana Mme CHAABEN Monia (Présidente) Mme MHIRI Neila (examinatrice) Année universitaire : 2016/2017 1 Ben abdallâh & Ghouaidia Dédicaces J’ai le grand plaisir de dédier ce travail avec toute ma tendresse, et mon amour éternel à tous ceux qui me sont chers et particulièrement : A ma mère, Pour l’amour et la sollicitude qu’elle a toujours me prodiguer depuis mon enfance. Pour ses conseils et son encouragement qui m’ont beaucoup aidée tout au long de mes études. Aucune dédicace ne saurait être assez éloquente pour exprimer ce que vous méritez pour tous les sacrifices que vous n’avez cessé de me donner depuis ma naissance. Puisse Dieu, le tout puissant, vous préserver et vous accorder santé, longue vie et bonheur, chère Maman. A mes chères sœurs et frères, A celles que j’aime tant. Pour tous les sacrifices qu’ils sont donnés. Je leurs dédie ce travail en témoignage de mon amour éternel et de ma gratitude infinie. Vous m’avez toujours apportées l’affection, l’encouragement et le soutien moral. Vous gardez toujours une place de choix dans mon cœur et aucun mot ne serait assez fort pour exprimer la profondeur et la sincérité des sentiments que je vous témoigne. A mes très chères ami(e)s, Veillez trouvez ici le témoignage de mes sentiments les plus sincères et ma grande gratitude. A tous mes proches, A tous ceux que j’aime… A tous ceux qui me connaissent. GHOUAIDIA Inès 2 Ben abdallâh & Ghouaidia Dédicaces Je dédie ce Projet de Fin d'Etudes À mes parents, Pour leurs sacrifices illimités, pour leurs encouragements incessants et pour Leur bienveillance permanente… Qu’ils trouvent ici l’expression de ma reconnaissance et de ma profonde Gratitude A toute ma famille A mes chers amis Et tous ceux que j’aime et qui m’apprécient. Qu’ils trouvent dans ce travail le témoignage de mon profond amour et L’expression de ma sincère reconnaissance. BENABDALLAH Basma 3 Ben abdallâh & Ghouaidia Remerciements Avec un immense plaisir ainsi qu’une profonde sincérité nous adressons nos plus chaleureux remerciements à toute personne qui nous a aidés, conseillés et renseignés lors de la réalisation de ce travail. Nous adressons nos vifs remerciements et nos profondes gratitudes particulièrement à notre encadreuse à l’institut supérieur des Sciences et de technologie de l’énergie de Gafsa, Mme BANNOUR Sana, Qui nous a suivis avec toute patience et bienveillance durant toutes les étapes de notre travail. Nos vifs remerciements à Mr Nabil ALOULOU de bien vouloir nous accorder l’opportunité de nous aider. Nous tenons à remercier tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce travail pour leurs conseils et leurs encouragements. Sans oublier Nos tous professeurs que n’ont pas hésité à nous aider et nous guider pendant tout le temps, Merci grand merci. Enfin, nous ne pouvons pas clôturer cette page sans exprimer nos gratitudes aux membres des jurys qui ont pris la peine d’évaluer ce travail faisant preuve d’attention et de patience. 4 Ben abdallâh & Ghouaidia Liste des figures Figure I.1: flux unidirectionnel...................................................................................................4 Figure I.2: Flux d’air non unidirectionne....................................................................................4 Figure I.3: Schéma d’une centrale de traitement d’air................................................................5 Figure I.4 : caisson de mélange...................................................................................................6 Figure I.5 : caisson de filtration..................................................................................................6 Figure I.6: batterie chaude..........................................................................................................7 Figure I.7: batterie froide............................................................................................................7 Figure I.8: piège à son.................................................................................................................8 Figure I.9: humidificateur à vapeur............................................................................................8 Figure I.10 : groupe d’eau glacée à l’hôpital régional de Gafsa (prise le 19 avril 2017)...........9 Figure I.11: ventilo-convecteur à deux tubes............................................................................10 Figure I.12 : ventilo-convecteur à deux tubes deux fils............................................................11 Figure I.13: ventilo-convecteur à quatre tubes.........................................................................11 5 Ben abdallâh & Ghouaidia Liste des tableaux Tableau II.1: le temps d’exposition à l’ensoleillement suivant l’orientation............................16 Tableau III.1: coefficients de convection interne et externe de la paroi...................................23 Tableau III.2: tableau récapitulatif des déperditions.................................................................24 Tableau III.3: tableau récapitulatif des débits...........................................................................24 Tableau III.4: comparaison des résultats..................................................................................25 Tableau III.5: Les pertes de charge totales pour le circuit de soufflage de la salle d’opération ...................................................................................................................................................27 Tableau III.6: Les pertes de charge totales pour la CTA locaux annexes.................................27 Tableau III.7: les pertes de charge pour le circuit de reprise de la salle opératoire..................27 Tableau III.8: les pertes de charge pour le circuit de reprise pour les locaux annexes.............28 6 Ben abdallâh & Ghouaidia Liste des acronymes et symboles Acronymes Symbole Nomenclature CTA Centrale de Traitement d’Air NF S Norme Française de la Santé VC Ventilo-Convecteur CIAT Compagnie Industrielle d’Applications Thermique Symboles Symbole Nomenclature Unité Dt Déperditions à travers la paroi W ΔT La différence de température °C Te Température extérieure °C Ti Température intérieure °C K Coefficient de transmission surfacique W/m2°C λ Coefficient de conductivité thermique w/m²°C hi enthalpie intérieure Joule he enthalpie extérieure Joule S Surface m2 ei Epaisseur de la paroi M Ae Apport par éclairage W Dra Déperdition par renouvellement d’air W DG Déperditions globales W Aa Apport par appareillage W Ao Apport par occupant W 7 Ben abdallâh & Ghouaidia Aev Apport par ensoleillement de vitrage W AG Apports gratuits W Pe Puissance d’éclairage W/m2 Sp Surface du plancher m2 Aos Chaleur sensible W Aol Chaleur latente W F Facteur d’absorption solaire Sans unité ᶲ Flux de rayonnement solaire W/m2h So Surface brute des ouvertures m2 te Temps d’ensoleillement H Qs Débit massique de soufflage Kg/s τ Taux de brassage v/h V local Volume de local m³ QR Débit de reprise m3/h QAN Débits d’air neuf m3/h QE Débits d’extraction m3/h QRE Débit d’air recyclé m3/h Se Section de la gaine m2 P Puissance à l’intérieur de tuyauterie W Cp Capacité calorifique de l’eau KJ/Kg°C ṁ Débit massique de l’eau m3/s Si Section intérieur de la conduite m² Di Diamètre interne de la conduite cylindrique M zs Pertes de charge singulières Pa ξ Coefficient de pertes singulières sans unité 8 Ben abdallâh & Ghouaidia zl Pertes de charge linéique Pa/m Fa Coefficient de frottement sans unité ρ Masse volumique de l’air kg/m3 Ve Vitesse moyenne de l’eau m/s Re Nombre de Reynolds sans unité Vf Vitesse moyenne de fluide m/s ʋ Viscosité cinématique du fluide m2/s Ps Gain de chaleur sensible par la machine i W Pl Gain de chaleur latente par la machine i en W 9 Ben abdallâh & Ghouaidia Table des matières Introduction générale..............................................................................................................1 Chapitre I : Etude bibliographique..........................................................................................2 Introduction.................................................................................................................................2 I. Le traitement de l’air...........................................................................................................2 II. Les blocs opératoires........................................................................................................2 1. Définition.............................................................................................................................2 2. Traitement de l’air dans les blocs opératoires.....................................................................3 III. Les centrales de traitement d’air......................................................................................5 1. Définition.............................................................................................................................5 2. Composition d’une centrale de traitement d’air..................................................................5 a. Caisson de mélange.............................................................................................................5 b. Caisson de filtration.............................................................................................................6 c. Batterie chaude....................................................................................................................7 d. Batterie froide......................................................................................................................7 e. Piège à son...........................................................................................................................7 f. Caisson de ventilation..........................................................................................................8 g. Les humidificateurs à vapeur...............................................................................................8 IV. Groupe d’eau glacée........................................................................................................9 V. Les ventilo-convecteurs.................................................................................................10 Conclusion................................................................................................................................11 Chapitre II : Mise en équations.................................................................................................13 Introduction...............................................................................................................................13 I. Bilan thermique.................................................................................................................13 1. Calcul des déperditions......................................................................................................13 a. Déperditions par transmission des parois..........................................................................13 b. Déperditions par renouvellement d’air..............................................................................14 2. Les apports gratuits AG.....................................................................................................14 a. Apports par éclairage Ae...................................................................................................15 b. Apports par occupants Ao.................................................................................................15 c. Apports par appareillages Aa.............................................................................................15 d. Apports par ensoleillement des vitrages Aev......................................................................16 II. Calcul des débits............................................................................................................16 10 Ben abdallâh & Ghouaidia 1. Calcul de débit de soufflage..............................................................................................16 2. Calcul du débit de reprise..................................................................................................16 3. Calcul de débit d’extraction et d’air neuf..........................................................................17 III. Dimensionnement gaines...............................................................................................17 1. Calcul de la vitesse............................................................................................................17 2. Dimensionnement des gaines............................................................................................17 IV. Dimensionnement de tuyauteries...................................................................................18 1. Détermination des débits...................................................................................................18 2. Dimensionnement des tubes..............................................................................................18 3. Calcul des diamètres..........................................................................................................18 V. Calcul des pertes de charge aérauliques.........................................................................18 1. Rugosité des conduites......................................................................................................19 2. Coefficient de frottement (Fa)............................................................................................19 Conclusion................................................................................................................................20 Chapitre III : Dimensionnement de la CTA du bloc opératoire............................................22 Introduction...............................................................................................................................22 I. Présentation du local..........................................................................................................22 II. Objectifs du travail.........................................................................................................22 III. Traitement de l’air..........................................................................................................23 1. Calcul des déperditions......................................................................................................23 V. Implantation des gaines et calcul des pertes de charge..................................................26 1. Plan aéraulique..................................................................................................................26 2. Plan hydraulique................................................................................................................26 a. Détermination de débit......................................................................................................26 b. Dimensionnement des tubes..............................................................................................26 Conclusion................................................................................................................................29 Conclusion générale..............................................................................................................30 Bibliographie.........................................................................................................................31 Annexes.................................................................................................................................33 11 Ben abdallâh & Ghouaidia Introduction générale Le traitement d’air est la technique qui consiste à modifier, contrôler et réguler les conditions climatiques d’un local pour des raisons de confort (bureaux, maisons individuelles) ou pour des raisons techniques (laboratoires médicaux, locaux de fabrication de composants électroniques, blocs opératoires, salles informatiques). Dans les installations industrielles, les laboratoires, les blocs opératoires, la notion de « propreté » obéit à des normes techniques, technologiques (et de confort) précises et rigoureuses. Les organismes hospitaliers sont, à cet égard, chargés de contrôler la conformité de ces lieux à ces normes et aux exigences des règles de confort et d’hygiène. Dans ce thème, on se propose dans ce travail de faire le dimensionnement d’une centrale de traitement d’air du bloc opératoire de l’hôpital régional Houssine Bouzaiène Gafsa. Ce travail sera divisé uploads/Geographie/ rapport-final 6 .pdf