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Comment se conçois des postes travail ?

Quels cheminements emmènent à tel ou tel résultat ?

Se peut-il qu'un jour je doive participer d'une manière ou d'une autre à l'aménagement d'un lieu quelconque de mon entreprise ?

Afin de tenter de répondre à ces questions, j'ai rassemblé un "Layout"  qui vas nous aider à avoir juste une idée de ce 

domaine qui nous concerne vu les dimension de certains de nos dépôt. Document à adapter à nos conditions et situations   régionaux.

Pour la Suisse, je réunis  de  Loi sur le travail et les ordonnances et l'aménagement très prochainement.

Voir les liens au bas de la page sommaire

 

6. FLUIDES, ENERGIE, INSTALLATIONS LOURDES

6.1. INSTALLATIONS ELECTRIQUES ET ECLAIRAGE ARTIFICIEL

Voir la figure 6.1

Le risque électrique se présente sous plusieurs formes :

électrisation par contact direct avec des pièces nues sous tension ou par contact indirect avec des masses mises accidentellement sous tension,

incendie, explosion,

fonctionnement intempestif de mécanismes ou de machines suite à des défaillances du système électrique.

La réglementation et la normalisation étant très fournies dans ce domaine complexe, il est conseillé de s'adresser à un bureau d'études spécialisé (partie conception) et à un installateur compétent (possédant la qualification qualifelec ) présentant une garantie de bonne exécution (partie réalisation).

Un autre aspect des installations électriques concerne l'éclairage artificiel qui joue un rôle dans la genèse des accidents et dans le confort visuel : ce problème sera traité à la fin de ce chapitre.

Figure 6.1 Exemple d'installation de mise à la terre et protections principales en tête de ligne.

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6.1.1. Les installations électriques

Conception

Les installations électriques doivent être conçues et réalisées conformément aux dispositions du décret nº 88-1056 du 14 novembre 1988. Elles doivent être adaptées à l'usage de chaque local, compte tenu des risques spécifiques liés à cet usage : risque d'incendie, d'explosion, d'électrocution dans les locaux mouillés, humides ou conducteurs.

Les liaisons électriques se feront de préférence en lignes souterraines.

Les prises de terre seront implantées selon la technique dite "ceinturage à fond de fouille".

Choix du régime du neutre

L'objectif est de choisir le régime de neutre le plus adapté à l'usage de destination et à la nécessité de pouvoir intervenir en toute sécurité y compris pour localiser aisément un défaut.

Régime TT (neutre directement relié à la terre)

Régime obligatoire pour les installations sans poste de transformation dont la puissance est inférieure à 250 KVA.

Les circuits doivent être subdivisés et surveillés par des dispositifs de protection différentiels provoquant la coupure en aval au premier défaut.

Cas des locaux à risque d'explosion :

Ce régime est admis sous réserve de protéger l'installation par des dispositifs différentiels à haute sensibilité (30mA) implantés hors local.

Régime IT avec neutre isolé ou impédant

Utilisable pour les installations alimentées à partir d'un poste de transformation privé et dont l'interruption dès l'apparition d'un premier défaut n'est pas souhaitable.

Les disjoncteurs calibrés complétés par des fusibles HPC (haut pouvoir de coupure) assurent la protection contre les surcharges et le risque d'incendie.

L'interconnexion des masses accessibles est nécessaire pour assurer la protection des personnes contre les risques de contact indirect.

Régime TNS (conducteurs du neutre et conducteurs de protection séparés) et TNC (conducteurs du neutre et de protection confondus)

Utilisables pour des installations alimentées à partir d'un poste de transformation privé et dont l'exploitation est compatible avec une coupure au premier défaut.

Le régime TNC est incompatible avec toute protection par dispositifs différentiels.

Cas des locaux à risque d'incendie ou d'explosion :

Le régime TNC est à proscrire et le régime TNS doit être associé à des dispositifs différentiels à haute sensibilité.


6.1.2. Les installations d'éclairage artificiel

Un bon éclairement permet à la fois d'éviter des accidents au poste de travail et lors des déplacements, et d'assurer le confort visuel.

Les principes de base sont :

d'assurer un éclairement suffisant, adapté aux tâches à effectuer et homogène,

d'éviter l'éblouissement.

L'étude d'une installation d'éclairage est aussi affaire de spécialiste et devra prendre en compte les caractéristiques de l'environnement (installations et cloisons fixes et mobiles, facteurs de réflexion, ...) et les problèmes de maintenance.

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Valeurs d'éclairement

Ces valeurs sont différentes suivant les locaux et le type de travail effectué (voir tableau 6.1). Il est conseillé d'appliquer les valeurs recommandées (1re colonne), compte tenu des nombreux facteurs de dépréciation des niveaux d'éclairement. A titre indicatif, la dépréciation est de l'ordre de 20 à 40 % (vieillissement-empoussièrement, ...). La nature des tâches visuelles (5e et 6e ligne du tableau) doit être connue pour définir l'éclairement optimal.

Tableau 6.1 Valeurs d'éclairement artificiel suivant les locaux

Espaces et locaux concernés
Valeurs d'éclairement artificiel
(en service, en lux)
Valeurs recommandées
(d'après NF X 35-103)
Valeurs minimales réglementaires
Circulations extérieures (entrées - cours - allées)
30
10
Aires de travail extérieures (ex. quais)
75
40
Circulations intérieures (couloirs - escaliers)
100-300
40-60
Entrepôts
150
60
Ateliers où les tâches ne nécessitent pas de perception de détails
300
120-200
Locaux affectés à des tâches nécessitant la perception de détails
500-1000*
300-600
Bureaux (administratifs - secrétariat)
500**
200

* Dont 250 lux au moins, assurés par l'éclairage général.
** Dont 200 à 300 lux assurés par l'éclairage général.

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Choix des lampes

Parmi les critères à prendre en compte, les plus importants pour la prévention sont :

la durée de vie : éviter les durées courtes (< 4 000 heures) qui nécessitent des remplacements fréquents dans des conditions de sécurité souvent précaires. La durée de vie moyenne pour l'incandescence est de 1 000 heures, pour la fluorescence de 6 000 heures,

le rendu des couleurs (indice > 80 recommandé). Il est préférable de réserver les tubes fluorescents dits "blanc industrie" aux stockages et aux circulations.

Choix des luminaires

Les luminaires seront choisis de manière à :

éviter que la lampe ne soit visible par les opérateurs dans un angle inférieur à 30º par rapport à l'horizontale : voir figure 6.2 (enveloppe extérieure suffisamment haute, grilles de défilement avec angles de coupure d'environ 45º...),

choisir les luminaires en fonction de l'entretien et du remplacement des appareils,

optimiser l'éclairement par rapport à la hauteur du bâtiment. Au-dessus de 4 mètres, on peut utiliser des lampes à décharge en les panachant avec des lampes à allumage instantané.

Figure 6.2 Choix des luminaires pour éviter l'éblouissement.

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Disposition des luminaires

Elle doit permettre d'assurer une bonne conformité d'éclairement et s'intègre dans le calcul du projet d'éclairage (non traité ici). L'installation doit permettre l'extinction et l'allumage de certaines rangées de luminaires en fonction de l'éclairement naturel (rangées parallèles aux fenêtres). Dans les ateliers, pour éviter les ombres portées par les installations aériennes (manutention aérienne, levage, stockages en hauteur, passage de fluides...), augmenter la densité des luminaires (plus nombreux et moins puissants), choisir leur emplacement en fonction de ces installations, placer des rampes d'éclairage complémentaires à faible hauteur (environ 2,50 m).

Dans les installations de stockage, placer les appareils d'éclairage à l'aplomb des allées (et pas au dessus des rayonnages), hors d'atteinte des chariots et des charges en cours de manutention.

Eclairage de sécurité

Un éclairage par installation fixe est à prévoir :

dans les établissements recevant du public,

dans les autres lieux de travail, pour les cas indiqués dans le tableau 6.2.

Tableau 6.2 Eclairage de sécurité par installation fixe (établissements recevant du public exclus)

Fonctions à assurer
Conditions d'effectif et d'emplacement
Type d'éclairage
Evacuation
Secours
Balisage
Effectif > 20 ou effectif moindre avec accès sur l'extérieur selon l'une des conditions suivantes : plus de 30 mètres, escaliers, couloirs Type C : alimentation par batterie d'accumulateurs, par groupe, ou blocs autonomes
Evacuation
Secours
Balisage
Ambiance *
Effectif > 100 avec densité d'occupation supérieure à une personne par 10 m2 ou dégagements dont la superficie excède 50 m2

* Assurant au moins 5 lumens par mètre carré de surface au sol.

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6.1.3. Bibliographie

Code du travail, art. R. 232-12-17. Arrêté du 10/11/1976 modifié par arrêté du 7/07/1980.

Décret nº 88-1056 du 14 novembre 1988 : protection des travailleurs contre les courants électriques (voir aussi la brochure ED 723, Paris, INRS, 1989).

Code du travail, art. R. 232-7 à R. 232-7-10 : éclairage. Circulaire d'application du 11 avril 1984 (JO 11 mai 1984) (voir Aide-mémoire juridique nº 13 Eclairage des lieux de travail, Paris, INRS, 1994).

NF C 15-100, NF C 13-100, NF C 13-200. Installations électriques, Paris, AFNOR.

NF X 35-103. Principes d'ergonomie visuelle applicables à l'éclairage des lieux de travail. Paris, AFNOR.

6.2. ASSAINISSEMENT DE L'AIR ET VENTILATION

La pureté de l'air, sa température et son hygrométrie sont à des degrés divers essentiels pour la santé et, dans tous les cas, des paramètres de confort prépondérants pour l'activité humaine.

L'émission de polluants (toxiques et/ou explosibles), de même que l'appauvrissement en oxygène d'un air ambiant constituent les principaux risques, notamment dans le cas général des activités abritées dans des locaux fermés.

La réglementation du travail distingue deux grandes catégories de locaux et de pollution :

les locaux dits à pollution non spécifique, dans lesquels la pollution est liée à la seule présence humaine, excepté les locaux sanitaires,

les locaux dits à pollution spécifique : émission de substances dangereuses ou gênantes (gaz, vapeurs, brouillards, fumées, poussières), présence de micro-organismes pathogènes, locaux sanitaires (pour ces derniers, voir chapitre 7.7).

D'autres réglementations peuvent être à considérer ; par exemple en matière d'hygiène alimentaire, les notions de zones propres et zones sales sont à intégrer, interdisant certaines techniques d'aération.

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6.2.1. Locaux à pollution non spécifique : aération par ventilation générale

L'objectif est de régénérer l'air vicié par la présence humaine (désoxygénation, CO2) par introduction d'air neuf pris à l'air libre à l'abri de toute pollution.

Les moyens d'aération sont les suivants :

aération par dispositifs de ventilation mécanique : de tels dispositifs sont les seuls permettant d'assurer en permanence les débits d'air neuf à introduire par occupant (voir tableau 6.3) ;

aération exclusive par ouverture de fenêtre ou autres ouvertures donnant directement sur l'extérieur ; ce mode d'aération est autorisé dans le cas des locaux formant une réserve d'air telle que le volume par occupant est au moins égal à 15 mètres cubes pour les bureaux et les locaux où est effectué un travail physique léger, à 24 mètres cubes pour les autres locaux ;

aération par des ouvertures communiquant avec un local adjacent ; ce mode d'aération est autorisé lorsque les deux locaux sont à pollution non spécifique ; le local ainsi aéré ne doit être réservé qu'à la circulation ou à des occupations épisodiques ;

aération par "balayage" d'un groupe de locaux communicants ; disposition, issue des précédentes, où l'air neuf introduit par la périphérie d'un groupe de locaux communicants à pollution non spécifique est entraîné au travers de ceux-ci par une extraction mécanique équipant soit l'un d'eux, soit un local à pollution spécifique implanté parmi eux.

Tableau 6.3 Débit d'air minimal suivant le type de local

Désignation des locaux
Débit minimal d'air neuf par occupant
(en mètres cubes par heure)
Bureaux, locaux sans travail physique
Locaux de restauration, de vente, de réunion
Ateliers et locaux avec travail physique léger
Autres ateliers et locaux

25
30
45
60

Désignation des locaux
Débit minimal d'air introduit
(en mètres cubes par heure et par local)
Cabinet d'aisances isolé**
Salle de bains ou de douches isolées**
Salle de bains ou de douches** commune avec un cabinet d'aisance
Bains, douches et cabinet d'aisance groupés
Lavabos groupés
30
45

60
30 + 15 N*
10 + 5 N*
Désignation des locaux
Exemple d'activités
Locaux sans travail physique

Ateliers et locaux avec travail physique léger



Autres ateliers et locaux
Travail assis du type : écriture, frappe à la machine, dessin, couture, comptabilité
Travail assis ou debout du type : assemblage ou triage de matériaux légers, percement ou fraisage de petites pièces, bobinage, usinage avec outil de faible puissance, déplacement occasionnel
Travail soutenu
Travail intense

* N : nombre d'équipements dans le local.
**Pour un cabinet d'aisances, une salle de bains ou de douches avec ou sans cabinet d'aisances, le débit minimal d'air introduit peut être limité à 15 mètres cubes par heure si ce local n'est pas à usage collectif.

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6.2.2. Locaux à pollution spécifique

Le choix d'un mode d'assainissement doit être précédé d'un inventaire des sources de pollution, de leur nature et de leurs caractéristiques physico-chimiques.

La démarche consiste à examiner par ordre d'intérêt décroissant les diverses solutions et à ne passer à l'étape suivante qu'en cas d'impossibilité de réalisation de celle en cours d'examen. Les modes d'assainissement à examiner par ordre de priorité sont les suivants (voir aussi le tableau 6.4) en tenant compte des interférences possibles entre les dispositifs de ventilation et de chauffage (voir figure 6.3).

Figure 6.3 Schéma type d'une installation.

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6.2.2.1. Assainissement par suppression d'émissions de polluants

Chaque fois que les techniques de production le permettent, il est obligatoire de supprimer les émissions de polluants, et en priorité les plus toxiques et/ou explosives.

Axes de recherche envisageables selon les cas :

suppression du polluant lui-même,

travail sous vase clos,

assainissement par voie humide aux points d'émission (pour la suppression d'émissions de poussières, de fibres).


6.2.2.2. Assainissement par dispositifs de captage par aspiration localisée
(voir figure 6.4)

Lorsque les émissions polluantes ne peuvent être supprimées totalement, elles doivent être captées au plus près de leur source d'émission et aussi efficacement que possible (voir brochure INRS ED 695).

Pour des postes de travail multiples émettant un même polluant, des dispositifs de captage-évacuation distincts et autonomes peuvent être préférés à un réseau général de captage et de transport tributaire d'une centrale d'aspiration unique, de ses pannes et de ses arrêts pour entretien (voir figures 6.5 et 6.6).

En outre, des postes de travail émettent des polluants réactifs entre eux ne doivent en aucun cas être raccordés à un même réseau de captage-évacuation.

Les caractéristiques des polluants relatives aux risques incendie et explosion sont également à prendre en compte (LIE : limite inférieure d'explosivité, point d'éclair, énergie minimale d'inflammation) aussi bien dans le présent cas de captation par aspiration localisée que dans le cas ci-après de dilution évacuation.

Figure 6.4 Schémas de principe de différents modes de ventilation.

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Figure 6.5 Outil à aspiration intégrée (torche de soudage).


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6.2.2.3. Assainissement par ventilation générale (dilution évacuation)

Ce mode d'assainissement n'est à destiner en priorité qu'au remplacement ­ par de l'air neuf ­ de l'air vicié par la seule présence humaine.

Toutefois il peut être envisagé à défaut ou en complément d'un captage localisé et lorsque un polluant est peu toxique et émis à l'écart des occupants et en débits assez faibles pour que sa dilution dans l'air ambiant d'un local abaisse sa concentration en dessous des valeurs limites (VME : valeur limite de moyenne d'exposition et VLE : valeur limite d'exposition). Sa mise au point est cependant très délicate.

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Tableau 6.4 Liste des dispositifs de captage localisé les plus courants

Dispositifs de captage localisé
Guides pratiques de ventilation INRS à consulter
Tables de travail intégré (tables à aspiration par le bas, tables à rehausse latérale et dosseret aspirant, tables à rehausse cabine à aspiration vers l'arrière). n° 5. Ventilation des ateliers d'encollage des petits objets (chaussures) (ED 672)
n° 7. Opérations de soudage à l'arc (ED 668)
n° 16. Ateliers de fabrication de prothèses dentaires (ED760)
Cabines à aspiration dirigée (cabines à ventilation verticale ou horizontale). n° 3. Mise en oeuvre manuelle des polyesters stratifiés (ED 665)
n° 9. Ventilation des cabines et postes de peinture (ED 663)
n° 14. Décapage, dessablage, dépolissage au jet libre en cabine (ED 768)
Armoires à aspiration intégrée, avec ou sans vitrine. n° 18. Sorbonne de laboratoire (ED 795)
Encoffrements protecteurs à écrans mobiles et captage intégré (machines et appareils visés par les décrets de juillet 1992). n° 6. Captage et traitement des brouillards d'huile (ED 680)
n° 12. Deuxième transformation (ED 750)
Cuves de traitement de surface: fermeture par couvercle et aspiration localisée. n° 2. Ventilation des cuves et bains de traitement de surface (ED 651)
Equipements fixes à capteur déplaçable (bras d'aspiration orientables, hottes couvercles : télescopiques, sur potence radiale, etc., gaines à lèvres et à bras capteur coulissant). n° 7. Opérations de soudage à l'arc (ED 668)
Outils portatifs à aspiration intégrée (torches de soudage aspirantes, ponceuses, burins, meuleuses, brosses, scies, perceuses pour travaux sous plafonds, etc.).
Appareils mobiles à aspiration et épuration intégrées (ponceuses de sols, engins nettoyage de sols, etc.). n° 8. Ventilation des espaces confinés (ED 703)

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6.2.2.4. Critères d'efficacité communs à ces modes de ventilation

Niveau sonore

Les débits d'air nécessaires doivent être assurés mécaniquement sans augmenter notablement le niveau sonore perçu dans les locaux de travail, notamment en évitant la transmission des vibrations dans les structures, surtout si elles sont métalliques.

Le niveau sonore engendré par les installations de ventilation seules en service ne doit pas dépasser 50 dBA aux postes de travail. Ou à défaut les installations de ventilation ne doivent pas majorer le "niveau moyen d'ambiance" (niveau de pression acoustique) existant de plus de 2 dBA (R. 235-7) et en aucun cas elles ne permettront d'atteindre un niveau d'exposition des travailleurs supérieur à 80 dBA.

La réduction de la propagation des bruits à l'intérieur de gaines de ventilation est à rechercher par limitation des vitesses d'air, conduction du flux d'air entre des parois internes lisses et de formes limitant la production de turbulences, utilisation de gaines rigides ou non vibratiles, et éventuellement par insertion de silencieux filtrants.

Critères de captage et d'entraînement des polluants

Pour être efficace, la vitesse de captage devra être supérieure à 0,30 m/s dans la zone polluée la plus éloignée d'un orifice d'aspiration. Cependant, l'air déplacé ne doit pas provoquer de courant d'air et de sensation d'inconfort thermique ; des vitesses moyennes d'air inférieures à 0,15 m/s l'hiver et 0,25 m/s l'été sont admises sans gêne à hauteur de visage sous réserve de ne pas excéder ponctuellement 0,50 m/s.

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Critères de dilution et d'évacuation

Les concentrations résiduelles doivent rester maintenues à la plus faible valeur possible et de toutes façons inférieures à la valeur moyenne d'exposition (VME) pour les polluants toxiques ; à 25 % de la limite inférieure d'explosivité (LIE) dans les éléments constitutifs de l'installation (gaines, etc.) et 10 % de cette limite dans toute atmosphère où des personnes travaillent sur les produits inflammables.

Critères d'introduction d'air neuf

Tout débit d'air extrait d'un local par aspiration doit être compensé par introduction d'un débit équivalent d'air neuf. Le local sera placé en légère dépression.

Le débit d'air neuf à introduire dans un local ne devra, en aucun cas, être inférieur au minimum par occupant fixé notamment par le tableau 6.3.

L'air neuf introduit dans les locaux doit être prélevé à l'abri de toute source de pollution, filtré en cas d'empoussièrement extérieur, et réchauffé en période froide.

Critères en cas de recyclage de l'air

La recherche de dispositifs efficaces récupérant uniquement l'énergie (calories ou frigories) sans recycler l'air d'évacuation du polluant est à envisager en priorité.

Le recyclage est déconseillé dans le cas de polluants cancérogènes et/ou allergènes ainsi que dans le cas de polluants non identifiés.

Dans les autres cas l'air provenant d'un local à pollution spécifique ne doit être recyclé que si tous les polluants sont identifiés et s'il est techniquement possible de les épurer efficacement auparavant.

L'installation de recyclage doit comporter :

un système économiseur d'énergie comprenant essentiellement un jeu de volets asservis et piloté en fonction des conditions climatiques (été ou hiver) et des caractéristiques thermiques requises dans les locaux. Ce système permettra d'optimiser le rejet d'air direct ou son épuration recyclage ;

un dispositif de surveillance permanente ou séquentielle, provoquant au moins une alerte et au mieux l'arrêt du recyclage et le rejet direct hors locaux en cas d'incident d'épuration ; ce dispositif fonctionnera selon un mode de sécurité "positive".


6.2.3 Bibliographie

Code du travail, art. R. 232-5 à R. 232-5-14 : aération, assainissement, et art. 235-6 à 10 : obligations du maître d'ouvrage.

Aération et assainissement des ambiances de travail. Réglementation. ED 720. Paris, INRS, 1991.

Guide pratique de ventilation nº 0. Principes généraux de ventilation. ED 695. Paris, INRS, 1986.

Valeurs limites pour les concentrations des substances dangereuses dans l'air des lieux de travail. Cahiers de notes documentaires, 1988, 133, ND 1707.

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6.3. CHAUFFAGE ET CONFORT D'ETE

Les locaux affectés au travail doivent être isolés thermiquement et chauffés pendant la saison froide dans des conditions telles :

qu'une température convenable y soit maintenue,

que l'air soit dans un état tel qu'il préserve la santé des travailleurs,

que l'installation n'engendre pas de risques (explosion, incendie, brûlures, etc.),

et que la consommation d'énergie puisse être aussi réduite que possible.

La réglementation en matière d'isolation thermique ne concerne que les bâtiments ou parties de bâtiments dits "chauffés", c'est-à-dire ceux dont la température normale d'occupation est supérieure à 14 ºC (voir le décret nº 88-355 du 12 avril 1988 et l'arrêté d'application du 13 avril 1988).

Le calcul du coefficient G 1 (W/n3.deg) qui est un coefficient de déperdition volumique, permet de déterminer les caractéristiques thermiques minimales du bâtiment.


6.3.1. Données de base

Températures de l'air dans les locaux

Moyennes souhaitables :

de 18 à 20 ºC (activités physiques légères),

de 15 à 17 ºC (activités physiques intenses),

de 20 à 23 ºC (dans les douches, vestiaires).

Au-delà de 30 ºC la fatigue devient excessive qu'elle que soit l'activité.

Degré hygrométrique

Degré d'humidité relative acceptable de 30 à 70 % dans les limites des températures précitées.

Vitesses d'air

En dehors des zones éventuelles de captage de polluants, la vitesse de déplacement de l'air ambiant doit si possible être inférieure à 0,15 m/s en hiver et 0,25 m/s le reste de l'année.

Amenées d'air comburant pour appareils de chauffage à combustion (interne ou externe)

A défaut de données plus précises du fournisseur, il convient d'assurer l'amenée d'un débit d'air comburant sans pollution notable d'au moins 2 m3/h par thermie/h (1 th = 1,163 kW) de puissance de chauffe installée. Si cet air est prélevé dans un local occupé par des personnes, le débit minimal d'air neuf et tempéré destiné aux occupants devra être majoré en conséquence.

Les appareils à évacuation non raccordable sont formellement déconseillés.

Isolation phonique et/ou thermique des parois

En cas de sources de bruit, il est recommandé que l'isolation thermique (si elle existe) assure également l'atténuation des bruits réverbérés (isolation par l'intérieur du local abritant la source réverbérante).


6.3.2. Modes de chauffage et principes de combustion

En fonction de la pureté et du renouvellement de l'air de ces locaux on distingue deux grandes familles de modes de chauffage (voir tableau 6.5).

Tableau 6.5 Modes de chauffage

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Modes de chauffage

Moyens à mettre en oeuvre (désignés par des lettres majuscules voir 6.3.3.)
Chauffages ne consumant pas l'oxygène du local et n'émettant pas de produits de combustion dans ce local :

Installations à chaufferie centrale et avec réseau de distribution par fluide caloporteur alimentant :

- des radiateurs à eau chaude

A1

- des panneaux ou faisceaux radiants "obscurs" à eau ou à vapeur

A2

- des aérothermes à eau ou à huile

B4

- des sols rayonnants à circulation d'eau chaude

A3

Installation à chaufferie centrale avec conditionnement d'air

B 6, B 7, B 8

Installation de chauffage électrique

- par plafonds ou modules de faux-plafond radiant à film chauffant

- par panneaux radiants suspendus "obscurs" ou "lumineux"

- par sols rayonnants à nappes de câbles chauffants

- par aérothermes (posés ou suspendus) à chauffage électrique direct

Installation à combustion interne à circuit étanche, avec conduit d'amenée d'air comburant, et avec conduit d'évacuation hors locaux des gaz, fumées et imbrûlés :

Faisceaux radiants tubulaires à combustion interne (gaz, fuel), raccordés hors locaux comme ci-dessus

A6

Appareils à combustion interne avec prise d'air dans le local chauffé et avec conduit d'évacuation hors locaux des fumées et imbrûlés :

Générateurs à air pulsé et aérothermes à combustion interne

B5,B4

Faisceaux radiants tubulaires (suspendus) à combustion interne et avec extracteurs individuels ou avec collecteur d'évacuation

A6

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6.3.3. Indications pour le choix des moyens de chauffage

Les appareils de production-émission de chaleur, ainsi que leurs tuyaux et cheminées, sont installés de façon à ne pouvoir communiquer le feu aux matériaux de la construction, aux matières et objets susceptibles d'être placés à proximité et aux vêtements du personnel.

Parmi les divers textes réglementaires et normes, pour l'aspect sécurité, il est nécessaire de se référer aussi aux DTU (documents techniques unifiés) et à la réglementation relative aux ERP (établissement recevant du public) le cas échéant (R. 235-4-9).

Tous les appareils évoqués doivent être munis des dispositifs de sécurité spécifiques à leur type. Pour les appareils utilisant un carburant liquide ou gazeux, il convient notamment d'exiger un dispositif assurant une combustion complète et coupant l'arrivée de combustible en cas de défaut d'air ou d'excès d'oxyde de carbone (CO).

Le maintien de la pureté de l'air des locaux (prioritairement par suppression et/ou captage enveloppant des émissions locales de polluants), ainsi que la récupération d'énergie véhiculée par l'air vicié à extraire des locaux, sont des données de base complémentaires à considérer pour le choix d'un moyen de chauffage.

remonter

Il n'existe pas de solution toute faite en matière de chauffage de locaux de travail. Il ne faut pas s'intéresser seulement à l'installation de chauffage mais également aux besoins spécifiques liés à la nature du bâtiment, aux procédés de fabrication, aux normes d'ambiances particulières et au confort des occupants, ainsi qu'aux contraintes particulières du site.

On pourra envisager divers procédés de chauffage.

On distinguera trois types d'installations :

Production de calories centralisée et distribution sur les émetteurs par fluide caloporteur. Ce type d'installation concerne plutôt les locaux de surface importante, où une bonne maîtrise des conditions climatiques intérieures est requise.

Production et distribution de calories décentralisées et regroupées sur un même équipement directement installé dans les locaux à traiter. Ce type d'installation convient bien pour les petites et moyennes surfaces sans contraintes thermiques pointues.

Système mixte par production de calories centralisée pour les besoins de base, associé ou non à une récupération d'énergie, et compléments ponctuels sur les émetteurs ajustés aux besoins locaux. Ce type d'installation est plutôt adapté aux locaux de grandes surfaces, avec des besoins énergétiques (liés aux process) importants et variés et pour lesquels les conditions climatiques intérieures requises sont plutôt contraignantes.

Dans tous les cas, la production de calories pourra être réalisée à partir des combustibles liquides ou gazeux ou à partir de l'électricité en fonction des contraintes techniques et économiques locales. L'utilisation de combustibles solides est plutôt réservé aux installations de production de calories centralisées.

La production de calories centralisée peut être assurée par chaudière, par générateur d'air chaud, par pompe à chaleur, par cogénération pour les installations importantes. Parfois, des réseaux de chaleur locaux ou des activités industrielles proches ayant des excédents de calories peuvent constituer des solutions économiquement intéressantes.

La qualité de l'installation de chauffage, perceptible par l'occupant, dépendra en grande partie de l'émetteur de calories installé dans le local traité, on distinguera ici deux grandes familles :

les émetteurs statiques qui agissent essentiellement par rayonnement et très accessoirement par convection,

les émetteurs dynamiques qui agissent essentiellement par convection, par mouvement d'air forcé.

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6.3.3.1. Emetteurs statiques

1° Radiateurs de chauffage central à eau chaude

Ils permettent de réaliser une bonne répartition du chauffage dans le cas de locaux de faible hauteur et de surface moyenne.

2° Panneaux et faisceaux de chauffage central à eau ou à vapeur

Les faisceaux de tubes à ailettes hélicoïdales (plus fréquents que les panneaux) fixés sous plafond à intervalles réguliers peuvent être envisagés pour le chauffage de locaux de grande surface de 3 à 4 m de haut.

3° Sols rayonnants à circulation d'eau chaude ou à chauffage électrique direct

Ils permettent une très bonne répartition de chauffage dans le cas de locaux fermés de grande surface, même de grande hauteur, et sans courant d'air ; ils constituent une masse accumulatrice de chaleur dont l'inertie contribue à la régulation des températures (accumulation en heures creuses et restitution lors des prises de poste). Une relance de charge est souvent nécessaire pendant l'occupation pour éviter un surdimensionnement du plancher accumulateur et éviter les puissances souscrites prohibitives dans le cas de l'électricité.

Ils sont envisageables pour des locaux sans pollution résiduelle de poussières ou matières volatiles. Il convient de les éviter pour des locaux destinés à des implantations évolutives de machines à scellement profond.

Ils pourront cependant être préférés à d'autres moyens de chauffage dans les cas :

de locaux dont le volume est traversé par un pont roulant ou un appareil similaire de grande portée,

de bâtiments destinés à une implantation évolutive avec cloisonnement de répartition pour locaux devant abriter des activités à ambiances thermiques semblables.

La température moyenne de surface du sol procurant le confort se situe entre 19 et 23 ºC (limite admise 26 ºC). Ces sols à circulation d'eau glacée l'été peuvent contribuer à rafraîchir une ambiance sans courants d'air, mais il convient de limiter la température d'eau glacée pour éviter les condensations au sol.

4° Plafonds et panneaux de faux plafonds à film électrique radiant (à environ 60  ºC)

Ce moyen peut être envisagé pour le chauffage de locaux de 2,50 à 3 m de haut tels que les locaux de réunion, de restauration, vestiaires, bureaux, ainsi que les ateliers sans manutention d'éléments conducteurs longs, sans risque d'incendie, sans humidité saturante et suffisamment ventilés à cet effet.

Sécurité électrique : l'alimentation en très basse tension de sécurité (50 volts maximum) est nécessaire car le film électrifié est dissimulé presque à fleur de peau du sous-plafond (fragilité aux chocs, risque de perçage lors de travaux après mise en service).

Ce moyen de chauffage n'est pas admis dans les locaux à risque d'explosion.

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5° Panneaux à tubes radiants électriques ou gaz à haute température (nettement supérieure à 60  ºC)

Appareils dits "obscurs" pouvant atteindre 500 ºC et appareils dits "lumineux" pouvant atteindre 950 ºC.

Le chauffage par appareils rayonnants au-dessus de 200 ºC est particulièrement adapté aux locaux à fuites thermiques élevés (locaux de grande hauteur, peu isolés, ouverts ou semi-ouverts, fortement aérés) ainsi qu'aux grands locaux (même fermés) à besoins caloriques focalisés sur des postes de travail dispersés.

De très faible inertie thermique, ces appareils permettent de plus des montées en température rapides appréciées à chaque prise de poste dans des locaux à occupation intermittente.

Implantation : les appareils de ce type doivent dans tous les cas être implantés hors de portée de tout occupant se tenant sur tout plan de circulation ainsi qu'à distance suffisante de toute surface inflammable ou sensible à son rayonnement. Pour éviter notamment les surchauffes crâniennes il est nécessaire d'implanter :

les appareils "lumineux" au moins à 7 m du sol et autres circulations et à 1 m de toutes surfaces inflammables,

les appareils "obscurs" à environ 4 m du sol et autres circulations (utilisable de 4 à 8 m du sol).

Les panneaux radiants et rayonnants sont en général dimensionnés pour permettre une température résultante sèche Trs 15 à 19 ce qui donnera une température sèche de l'air Ts de 4 à 5 ºC inférieure à Trs.

Locaux à risque d'incendie ou d'explosion

Les appareils présentant des surfaces portées à telles températures ne sont pas admis dans les lieux où des matières inflammables telles que des copeaux de bois, des sciures, des papiers, et autres produits combustibles similaires pourraient venir s'enflammer et propager le feu. L'usage d'appareils de chauffage portés à des températures supérieures à 100 ºC est interdit.

Locaux à pollutions ambiantes résiduelles autres que ci-dessus

Il conviendra d'éviter tous appareils portés à ces températures dans les locaux où une pollution ambiante résiduelle est susceptible de se transformer à leur contact en produits de dégradation thermique toxiques.

6° Appareils radiants à combustion de gaz

On distingue deux types de faisceaux radiants :

  les appareils monoblocs à faisceau d'épingles tubulaires,

  et les faisceaux d'une série de brûleurs répartis (environ tous les 7 m) le long de tubulures collectrices (des fumées) et rayonnantes sur toute leur longueur.

Ces appareils sont en général de type obscurs (200 à 500 ºC). Il existe une catégorie de radiants lumineux gaz équipés de plaquettes céramiques réfractaires portés à incandescence par la combustion du gaz.

Les indications générales de destination et d'implantation précisées pour les radiants électriques (voir A.5.) s'appliquent également à ces faisceaux.

Les émissions, dans l'atmosphère d'un local, du polluant spécifique formé par le mélange gazeux et sous oxygéné issu de la combustion même complète doivent être supprimées par rejet hors des locaux (par extracteurs individuels ou collecteurs selon les possibilités d'implantation).

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6.3.3.2. Émetteurs dynamiques et diffusion de l'air

1° Caractéristiques

Les calories nécessaires au chauffage sont diffusées dans le local par l'air mis en mouvement. Les émetteurs sont associés à des bouches, grilles ou autres dispositifs de diffusion qu'il convient de particulièrement soigner (choix technique, dimensionnement, implantation) en fonction des conditions requises dans les locaux à traiter.

Les émetteurs dynamiques permettent également d'assurer l'introduction (maîtrisée, asservie, ...) et le traitement de l'air neuf de compensation nécessité par l'occupation des locaux et/ou par les procédés d'assainissement tels que décrits au paragraphe 6.2.

L'implantation de ces émetteurs doit particulièrement prendre en compte les aspects de maintenance (filtres, batterie, ventilateur, régulation, ...).

2° Diffusion

Dans le cas de la diffusion par mélange, l'air insufflé entraîne l'air du local auquel il se mélange par induction. L'air est insufflé à travers des grilles réglables, des grilles ou diffuseurs linéaires, des diffuseurs circulaires ou des diffuseurs perforés ("chaussette"  textile). Cette technique de diffusion par mélange est la plus utilisée lorsqu'il y a également climatisation en été, elle concerne les volumes de faible et moyenne importance.

La diffusion d'air par mélange à flux turbulent (soufflage direct à vitesse élevée) est mieux adapté aux locaux de grande hauteur, elle permet néanmoins d'obtenir des vitesses résiduelles faibles au niveau des opérateurs. Cette technique nécessite la mise en oeuvre de débit d'air (brassage > 4 volumes/h) élevés. Des techniques nouvelles tendent à réduire cet inconvénient, tels que l'utilisation de diffuseurs à pulsion giratoire variable permettant de traiter des locaux de grande hauteur (6-8 m à 24 m) en s'affranchissant des phénomènes de stratification et de la nécessité d'un taux de brassage élevé.

Dans le cas de la diffusion d'air par déplacement à basse vitesse dans une direction donnée, l'air insufflé remplace progressivement la totalité de l'air du local. Ce système est bien adapté aux applications industrielles et tertiaires de ventilation et de dépollution (cabines de peinture, salle d'opération, ...).

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3° Conditions de recyclage de l'air

Les conditions de recyclage de l'air dans un même local ou entre locaux sont à examiner au cas par cas en fonction des types de pollution rencontrés et des réglementations spécifiques à certaines activités (agroalimentaire, cuisine restauration, laboratoires de bactériologie, salles d'opération, ...).

En général dans le cas de locaux à pollution spécifique, il est recommandé voire interdit de recycler l'air ; il vaut mieux envisager si les conditions économiques le justifient une récupération d'énergie entre l'air rejeté et l'air neuf (échangeur rotatif ou à plaque, boucle à eau glycolée, pompe à chaleur, ...).

Pour des locaux à pollution spécifique où les installations de chauffage-ventilation concourent à l'assainissement de l'ambiance de travail, il est recommandé que les installations (en particulier celles de grandes dimensions) intègrent toutes mesures réduisant autant que possible l'importance et la durée des pannes (groupes électrogènes, centrales d'énergie fractionnée en éléments associés de manière à maintenir une puissance résiduelle d'au moins 30 % en cas de défaillance de l'un d'eux).

4° Aérothermes (soit de chauffage central, soit à chauffage électrique direct, soit à combustion interne)

Les aérothermes, formés d'un échangeur de chaleur associé à un ventilateur électrique, génèrent des courants d'air chaud (30 à 35 ºC) diffusé à des vitesses élevées (6 m/s en moyenne).

Leur choix et leur implantation (hauteur, direction, vitesse et température de soufflage) doivent être plus particulièrement adaptés aux caractéristiques aérauliques du local à chauffer (forme, volume, dimensions, implantations internes, hauteur de soufflage, etc.) de manière à réaliser une homogénéisation des températures et des vitesses d'air acceptables au niveau des occupants.

Les aérothermes sont utilisés en brassage d'air. Malgré tout, pour éviter la stratification, ils peuvent être complétés par des ventilateurs à soufflage vertical installés en plafond.

Ils peuvent être envisagés, suspendus, pour des ateliers fermés de 5 à 6 m de hauteur dépourvus de poussières et matières volatiles.

Locaux à atmosphère explosible :

les aérothermes à chauffage électrique direct et ceux à combustion interne ne sont pas admis dans de tels locaux,

les aérothermes alimentés depuis un réseau central n'y sont admis que si leur température de surface est suffisamment modérée et que leur ventilateur et leurs composants électriques sont spécialement conçus à cet effet. (Voir notamment art. R. 233-15 du Code du travail et décret du 14 novembre 1988 relatif à la protection contre les courants électriques ainsi que l'arrêté du 19 décembre 1988 relatif aux conditions d'installation des matériels électriques sur les emplacements présentant des risques d'explosion (voir brochure INRS ED 723).

5° Générateurs à air pulsé

Ces appareils à combustion interne avec échangeur de chaleur, ventilateur de soufflage d'air chaud et conduit d'extraction des gaz brûlés, réunissent les mêmes fonctions qu'un aérotherme à combustion interne excepté qu'ils sont destinés à être posés au sol et sont concernés par les observations précisées ci-dessus.

L'obtention d'une homogénéisation convenable des températures et des vitesses d'air peut, selon le local, nécessiter l'adjonction d'un réseau de gaines de distribution. Ceci peut conduire à préférer plusieurs aérothermes.

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6° Ventilo convecteur

Ces appareils, comportant une batterie d'échange raccordée sur un réseau chauffage et un ventilateur généralement à 3 vitesses, sont plus particulièrement adaptés aux locaux de volumes faibles ou moyens dans les activités tertiaires. Il convient de les sélectionner en moyenne vitesse pour réduire le niveau sonore à l'utilisation, de surdimensionné les batteries d'au moins 20 % par rapport aux besoins pour éviter les soufflages à trop basse température.

Ces appareils permettent une régulation par appareil ou par pièces, ils sont en général utilisés au départ pour des raisons de climatisation été avec réseau 2 tubes ou 4 tubes. Ils se montent en allège ou en plafond.

7° Ejecto convecteur

Ces appareils sont utilisés suivant le même principe que les ventilo convecteurs. Les calories sont amenées par air primaire au lieu de réseau eau.

L'équilibrage et la régulation sont plus délicats que dans le cas des ventilo convecteurs.

8° Centrales de traitement d'air

C'est la version grande dimension de "l'aérotherme" . Ces centrales dont les débits d'air peuvent atteindre plusieurs dizaines de milliers de m3/h sont en général réservées aux applications de climatisation de locaux de grandes dimensions ou à charges internes importantes et sans pollution process spécifique (ex. : salle d'ordinateur, ...). Elles sont raccordées sur des producteurs de calories et de frigories centralisées, l'air traité est véhiculé par réseaux de gaines.

9° Générateur d'air pulsé tempéré ou appareil de chauffage en veine d'air

Dans ce système de chauffage, la combustion (combustible gazeux) s'effectue dans un brûleur spécial placé dans la veine d'air neuf pulsé, sans échangeur ; le gaz de combustion est donc mélangé à l'air neuf. Le débit d'air neuf est élevé et la température de l'air pulsé en général basse (20 à 25 ºC).

Ce type d'équipement non visé dans le tableau 6.5 nécessite au minimum 12 m3/h d'air comburant par Thermie/h (10 m3/h par kW) de puissance installée.

Ces équipements doivent être conformes aux spécifications de la norme (expérimentale) NF E 31-504. Ils doivent impérativement être associées à des installations d'extraction d'air plaçant le local en dépression et asservis (marche et alimentation gaz) au fonctionnement de l'extraction (pressostat de contrôle).

Deux risques sont induits par ce type d'appareil : intoxication par les résidus de combustion dans l'air des ateliers et explosion (flammes nues dans le cas de présence de vapeurs inflammables). Cette technique de chauffage doit être d'utilisation limitée.

Ce type d'installation est en général réservé aux locaux nécessitant une forte extraction d'air aux postes de travail ou à des applications de process spécifiques (séchage, ...).

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6.3.4. Confort d'été

Outre l'aspect chauffage, le confort d'été dans les locaux de travail, même de type atelier, devient une préoccupation des industriels. Des installations spécifiques à la période estivale peuvent être réalisées dans de nombreux domaines. La plupart du temps, il s'agit de réaliser un conditionnement d'ambiance, permettant en été et en hiver de contrôler une température, une hygrométrie et une pureté d'air. Ce conditionnement est alors un facteur essentiel permettant d'assurer la fabrication des produits ou le fonctionnement des équipements, ainsi qu'un meilleur confort des personnes.

Pour n'aborder ici que l'aspect confort des personnes, il convient de veiller à :

ne pas dépasser un écart de température de 6 ºC entre l'ambiance et l'extérieur,

ne pas souffler d'air (le cas échéant) à une température inférieure à 18 ºC,

ne pas créer de vitesse résiduelle d'air supérieure à 0,25 m/s au niveau des personnes,

réduire les apports solaires (orientations des bâtiments, vitrage réfléchissant, pare-soleil),

capter et évacuer les apports thermiques internes élevés.

Les techniques de production de calories et de frigories sont à étudier en fonction de chaque région et de chaque site :

chaudière + groupe frigorifique sur réseaux séparés ou unique avec inversion été/hiver ou sur boucle d'eau,

pompe à chaleur réversible air/eau, eau/eau, eau/air, air/air,

thermofrigopompe (utilisation chaud et froid simultanément).

Les installations peuvent être de type centralisées ou par appareils autonomes.

Sans recourir à des techniques complexes et onéreuses, les solutions suivantes peuvent apporter des réponses dans certains cas :

ventilation forcée de nuit en tout air neuf lorsque l'inertie du bâtiment, des équipements ou des stocks internes le permet et en fonction des conditions climatiques,

free cooling en occupation si les conditions extérieures sont favorables (marche forcée en tout air neuf),

utilisation des émetteurs de chauffage existant pour faire circuler de l'eau froide ou de l'eau glacée. Dans ce cas, un surdimensionnement des échangeurs, généralement calculés pour l'hiver, pour le fonctionnement en rafraîchissement représente un surcoût faible.
6.3.5. Bibliographie

Code du travail, art. R. 235-2-9, R. 235-2-10, R. 235-4-9 à R. 235-4-11 : obligations concernant le chauffage et la température des locaux.

Décret nº 88-355 du 12 avril 1988 (JO 15 avril 1988) : caractéristiques thermiques des bâtiments et de leurs équipements.

Arrêtés du 13 avril 1988 (JO 15 avril 1988) : équipement et caractéristiques thermiques des bâtiments à usage de bureaux et à usage industriel.

Décret nº 92-332 du 31 mars 1992 (JO ) (obligations des maîtres d'ouvrage).

Code du travail, art. R. 232-12-8 à 12 (obligations des chefs d'établissement).

NF EN ISO 7730. Ambiances thermiques modérées.

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4/09/12

 


 

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