Ventilateur à pression positive 18E2.2 électrique
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Ventilation à pression positive en lutte contre l’incendie : fonctionnement, usages et choix du ventilateur
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Pour aller à l’essentiel
- La ventilation par pression positive (VPP) utilise un apport d’air pour agir sur les différences de pression et maîtriser les flux gazeux. Selon l’objectif, elle peut servir à protéger un volume par mise en surpression ou à créer une veine d’air entre un entrant et un sortant pour évacuer les fumées.
- Ventiler un incendie actif modifie les mouvements d’air et l’alimentation du foyer en oxygène. La VPP doit donc être intégrée à la stratégie d’intervention et coordonnée avec les actions d’extinction.
- Le choix du ventilateur dépend des contraintes du terrain : alimentation disponible, autonomie recherchée, utilisation intérieure, débit nécessaire ou présence d’une atmosphère explosible. Électrique, thermique, hydraulique ou sur batterie, chaque technologie répond à des contextes différents, et la compatibilité ATEX doit être vérifiée à partir du marquage du matériel.
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Lors d’un incendie de structure, le feu n’est pas le seul problème auquel les intervenants doivent faire face. Les fumées, les gaz chauds et la perte de visibilité peuvent rapidement rendre un bâtiment difficile à parcourir, compliquer l’accès au foyer et favoriser la propagation des effets de l’incendie vers des volumes jusque-là épargnés.
La ventilation fait donc partie des moyens permettant d’agir sur l’environnement de l’intervention. Elle ne consiste toutefois pas simplement à « chasser la fumée » avec un ventilateur. Pour être efficace, elle suppose de comprendre comment l’air va entrer dans le bâtiment, quel chemin il va suivre et par où les fumées vont être évacuées.
Parmi les techniques utilisées par les services d’incendie et de secours, la ventilation à pression positive (VPP) occupe une place particulière. Bien employée, cette technique de ventilation opérationnelle permet de créer un flux d’air maîtrisé et d’améliorer certaines conditions d’intervention. Mal adaptée à la situation, elle peut au contraire modifier défavorablement le comportement du feu. C’est donc d’abord une technique opérationnelle, dont le ventilateur à pression positive n’est que l’un des moyens.
Sommaire
1.
Comprendre la ventilation opérationnelle
1.1
Agir sur les flux d’air, de fumées et de chaleur
La Sécurité civile française définit la ventilation opérationnelle comme l’ensemble des actions permettant aux sapeurs-pompiers d’agir sur les flux gazeux et thermiques à l’intérieur d’une structure touchée par un incendie. Elle peut avoir trois grands objectifs : protéger un volume, désenfumer ou accompagner une attaque du feu. Ces actions ne reposent pas nécessairement sur un ventilateur. Ouvrir ou fermer une porte, une fenêtre ou un exutoire modifie déjà les mouvements d’air dans le bâtiment. Lorsque les mouvements naturels ne suffisent pas ou que l’on souhaite mieux les maîtriser, des moyens mécaniques peuvent être ajoutés.
Deux notions sont alors essentielles :
- l’entrant, c’est-à-dire l’ouverture par laquelle l’air frais pénètre dans le volume ;
- le sortant, par lequel les fumées sont évacuées.
Entre les deux se crée un mouvement d’air que la doctrine française désigne comme une veine d’air.
Cette façon de raisonner est importante : on ne ventile pas seulement une pièce, on organise un cheminement.
1.2
Qu’est-ce que la ventilation par pression positive et pourquoi parle-t-on de « pression positive » ?
La ventilation à pression positive (VPP) consiste à utiliser un ventilateur pour envoyer de l’air dans un volume et agir sur les différences de pression. On parle de pression positive lorsqu’un volume est en surpression par rapport à l’extérieur ou à un autre volume pris comme référence. À l’inverse, un volume dont la pression est inférieure à celle du volume de référence est en dépression, ou pression négative. Ces différences de pression mettent l’air en mouvement : il se déplace des zones de pression élevée vers les zones de pression plus faible. Dans une configuration de désenfumage ou de ventilation d’attaque, le ventilateur contribue ainsi à créer un gradient de pression entre l’entrant et le sortant et à établir une veine d’air maîtrisée.
Selon l’objectif recherché, la VPP peut toutefois aussi être utilisée pour mettre un volume en surpression afin de le protéger de l’arrivée des fumées. Dans ce cas, la création d’un sortant dans le volume protégé n’est pas recherchée.
On parle de « pression positive » parce que le ventilateur crée dans ce volume une pression légèrement supérieure à celle de l’espace vers lequel les fumées doivent être évacuées. Cette différence de pression provoque un déplacement de l’air vers la zone de pression plus faible et contribue ainsi à diriger les fumées vers le sortant.
Le principe inverse existe également : lorsqu’un ventilateur est utilisé en extraction, il crée une dépression relative au point d’aspiration. Les fumées sont alors attirées vers l’extracteur, tandis qu’un apport d’air de compensation pénètre dans le volume par une autre ouverture.
Le principe est simple, mais son efficacité dépend de plusieurs éléments : la géométrie du jet d’air produit par le ventilateur, la dimension des ouvertures, les portes intermédiaires, les pertes de charge dans le bâtiment, les fuites et le vent extérieur. En résumé, il ne suffit pas de mettre un ventilateur devant une porte et de le démarrer : il faut comprendre et maîtriser les différents paramètres en jeu pour adopter la stratégie la plus pertinente dans une situation donnée.
2.
Ventilation par pression positive et extraction : deux logiques différentes
Un même objectif général, déplacer des fumées ou des gaz, peut être obtenu de deux manières très différentes. Dans les deux cas, c’est donc la différence de pression qui met l’air en mouvement, mais selon deux logiques opposées : pousser ou aspirer. C’est une distinction utile à comprendre avant même de parler de puissance ou de motorisation.
2.1
La ventilation par pression positive : envoyer de l’air dans le volume
Dans une configuration en pression positive, le ventilateur agit depuis l’entrant. Il souffle de l’air vers l’intérieur, ce qui crée un déplacement de la masse gazeuse vers le sortant. Cette solution est particulièrement adaptée lorsque l’on peut définir un cheminement cohérent entre une entrée d’air et une sortie des fumées. La ventilation peut alors contribuer à améliorer la visibilité dans certains volumes, à limiter l’accumulation de fumées et à faciliter la progression des équipes. Cette évacuation des fumées par mise en surpression dépend toutefois de la maîtrise de l’entrant, du sortant et du cheminement de l’air. Des essais grandeur réelle conduits par le NIST ont notamment montré une amélioration plus rapide de la visibilité et, dans certaines configurations, une réduction de la température dans les espaces proches du foyer.
IMPORTANT : faire entrer davantage d’air signifie également apporter davantage d’oxygène. Lorsqu’un feu est encore actif, cela peut augmenter son intensité. Les mêmes essais du NIST ont observé une augmentation temporaire de la puissance du feu après le démarrage de la VPP. La ventilation doit donc rester coordonnée avec la stratégie d’extinction.
2.2
L’extraction : aspirer les fumées
L’extraction applique le principe inverse de la mise en surpression. Le ventilateur ou l’extracteur crée une zone de pression plus faible au point d’aspiration, ce qui attire les fumées vers l’appareil avant leur rejet à l’extérieur. Une entrée d’air de compensation doit parallèlement permettre à de l’air frais de pénétrer dans le volume.
Cette technique d’extraction des fumées peut être intéressante lorsque l’on souhaite capter les fumées depuis un emplacement précis, lorsque la configuration du bâtiment rend la mise en surpression moins pertinente ou lorsque des gaines permettent d’atteindre une zone difficile d’accès. Certains ventilateurs sont spécifiquement configurés pour cet usage. C’est notamment le principe des appareils couramment appelés Smoke Ejectors.
L’extraction ne doit cependant pas être considérée comme une simple VPP utilisée « à l’envers ». Lorsque des fumées ou des gaz chauds sont directement aspirés, le ventilateur, les gaines et leurs accessoires doivent être conçus pour cet usage. Une vigilance particulière est également nécessaire en présence d’un feu sous-ventilé, car la modification des flux gazeux peut modifier les conditions de combustion.
Dans les deux cas, la question reste finalement la même : d’où vient l’air et où voulons-nous envoyer les fumées ?
3.
Un ventilateur ne remplace pas l’analyse de la situation
3.1
L’entrant et le sortant doivent être maîtrisés
L’efficacité d’une ventilation incendie dépend moins d’un débit théorique isolé que de la qualité du cheminement réellement créé dans le bâtiment. Une porte qui se referme, un couloir encombré, un changement de direction, un escalier ou une succession de locaux font perdre de l’énergie à la veine d’air. Le vent extérieur peut également contrarier le sortant. La doctrine de la Sécurité civile recommande d’ailleurs de vérifier l’intégrité du cheminement de l’air et l’absence de vent contraire lorsque l’évacuation des fumées n’est pas satisfaisante.
Le sortant mérite une attention particulière. Sa position ne doit pas exposer des personnels, des victimes ou des zones combustibles au flux de fumées et de gaz chauds. La doctrine française rappelle notamment qu’une ventilation d’attaque ne doit pas placer des intervenants ou des victimes entre le foyer et le sortant.
Cette règle résume assez bien la philosophie générale : la ventilation ne doit jamais créer un risque que l’on n’avait pas auparavant.
3.2
Ventiler un feu actif demande une coordination étroite
Lorsque le foyer est éteint et que l’objectif est simplement d’évacuer les fumées résiduelles, le raisonnement est relativement intuitif.
Lorsque le feu est encore actif, la situation est différente. L’ouverture d’un entrant et la mise en route d’un ventilateur modifient l’alimentation du foyer en oxygène et le déplacement des gaz chauds. C’est pourquoi la ventilation d’attaque ne peut pas être dissociée de l’action des équipes chargées de l’extinction. La Sécurité civile insiste précisément sur cette cohérence entre les actions de ventilation et les autres moyens engagés. La doctrine n’est d’ailleurs pas présentée comme une procédure rigide : elle doit être adaptée aux caractéristiques de chaque intervention.
4.
Choisir une motorisation en fonction du terrain
Une fois la stratégie de ventilation définie, reste à choisir le matériel capable de la mettre en œuvre. Le choix d’un ventilateur incendie ne dépend pas uniquement de son débit d’air. La présence d’une alimentation électrique, la nécessité d’être autonome, l’utilisation en intérieur, la durée de l’intervention ou encore la présence éventuelle d’une atmosphère explosible peuvent orienter le choix vers un ventilateur électrique, thermique, hydraulique ou sur batterie.
4.1
Le ventilateur électrique incendie : adapté lorsque l’alimentation est disponible
Un ventilateur électrique incendie présente un avantage évident pour les opérations à proximité ou à l’intérieur de bâtiments : il ne génère pas directement de gaz d’échappement au niveau de l’appareil. Il peut donc être particulièrement pertinent pour des opérations prolongées dans des ateliers, des bâtiments tertiaires, des locaux techniques ou des volumes où l’utilisation d’un moteur thermique serait peu souhaitable. Il faut en revanche disposer d’une alimentation électrique adaptée et prendre en compte les contraintes associées aux câbles, rallonges et protections électriques.
4.2
Le ventilateur thermique incendie : priorité à l’autonomie
La motorisation thermique conserve un intérêt important lorsqu’il faut pouvoir déployer rapidement un ventilateur sans dépendre d’une source d’énergie extérieure. Cette autonomie explique son utilisation fréquente sur les engins d’incendie. Elle s’accompagne toutefois d’une contrainte majeure : les gaz d’échappement. Il ne faut pas négliger le risque lié au monoxyde de carbone. Des accidents ont notamment été associés à l’utilisation inappropriée de ventilateurs thermiques en intérieur. Par ailleurs, un brassage d’air peut donner l’impression que la ventilation fonctionne correctement alors que le renouvellement d’air reste insuffisant. Le ventilateur thermique est donc particulièrement intéressant pour son autonomie, mais son emplacement doit être choisi avec soin.
4.3
Le ventilateur hydraulique ou à turbine à eau : une autre réponse aux contraintes du site
Les ventilateurs hydrauliques à turbine à eau utilisent l’énergie hydraulique disponible sur l’intervention pour entraîner leur hélice. Ils évitent ainsi d’avoir, au niveau du ventilateur, un moteur thermique ou un moteur électrique conventionnel. Cette caractéristique peut présenter un intérêt dans certains environnements industriels, à condition de disposer d’une alimentation hydraulique adaptée et de gérer les tuyaux nécessaires au fonctionnement. Selon leur conception et leur certification, certains de ces appareils peuvent également être destinés à des environnements présentant un risque d’explosion. Les fabricants proposent donc parfois des ventilateurs à turbine à eau disposant d’un marquage ATEX spécifique.
4.4
La batterie : privilégier la mobilité et la rapidité de déploiement
Les ventilateurs incendie sur batterie complètent aujourd’hui ces trois grandes familles. Ils permettent de s’affranchir à la fois d’un câble d’alimentation, d’un moteur thermique et d’une alimentation hydraulique. Ils sont particulièrement intéressants lorsqu’une mise en œuvre rapide et une grande mobilité sont recherchées. Le compromis se situe naturellement du côté de l’autonomie énergétique disponible, qui doit être appréciée au regard de la durée prévisible de l’intervention.
| Comparaison des principales motorisations de ventilateurs à pression positive | |||
|---|---|---|---|
| Motorisation | Atouts principaux | Contraintes à considérer | Contextes typiques |
| Électrique | Pas de gaz d’échappement au niveau du ventilateur, bruit généralement contenu, fonctionnement prolongé | Alimentation électrique nécessaire, câble et source d’énergie à gérer | Bâtiments, locaux industriels, opérations prolongées |
| Thermique | Autonomie et mise en œuvre indépendante d’un réseau électrique | Gaz d’échappement, bruit, carburant et risque lié au CO | Interventions extérieures, sites isolés, besoin d’autonomie |
| Hydraulique / turbine à eau | Pas de moteur thermique ou électrique au niveau de la turbine, intérêt possible dans certains environnements sensibles | Nécessité d’une alimentation hydraulique adaptée et gestion des tuyaux et rejets | Industrie, environnements particuliers, certaines applications ATEX |
| Batterie | Mobilité, démarrage immédiat, absence de câble et de gaz d’échappement | Autonomie énergétique limitée par la batterie | Intervention rapide, mobilité et accès contraints |
5.
Ventilation en zone ATEX : ne pas confondre technologie et certification
5.1
« ATEX » ne désigne pas une motorisation
Dans certains environnements industriels, le choix d’un ventilateur est également conditionné par la présence possible de gaz, vapeurs ou poussières susceptibles de former une atmosphère explosible (ATEX). Il serait toutefois incorrect de considérer qu’une technologie est, par nature, ATEX. L’adéquation doit être vérifiée pour l’ensemble des appareils présents dans la zone, qu’ils soient électriques, mécaniques, pneumatiques ou hydrauliques. Le matériel doit être compatible avec le classement de la zone et avec la nature de l’atmosphère concernée.
Autrement dit, un ventilateur à turbine à eau n’est pas automatiquement utilisable dans n’importe quelle zone ATEX simplement parce qu’il ne possède pas de moteur électrique.
5.2
Le marquage du matériel doit correspondre au risque réel
Les zones ATEX sont classées selon la fréquence et la durée de présence probable d’une atmosphère explosive. Pour les gaz et vapeurs, on distingue notamment les zones 0, 1 et 2 ; pour les poussières, les zones 20, 21 et 22. Le matériel doit ensuite présenter un niveau de protection adapté. Le choix d’un ventilateur ATEX doit donc être effectué à partir du zonage, de la nature de l’atmosphère explosible et du marquage complet de l’équipement. À titre d’exemple, Renz, avec la gamme TYPHOON, propose aussi bien des ventilateurs à turbine à eau disposant d’un marquage ATEX que des ventilateurs électriques Ex spécifiquement conçus pour certaines atmosphères explosibles.
Besoin d'un rappel concernant les zones ATEX ? Notre article sur la norme ATEX est là pour ça !
6.
Débit, méthode de mesure et positionnement : pourquoi les chiffres ne suffisent pas
6.1
Tous les débits annoncés ne sont pas directement comparables
Le débit d’air d’un ventilateur, exprimé en m³/h, est probablement la donnée la plus visible sur une fiche technique. C’est aussi l’une des plus faciles à interpréter trop rapidement. En effet, un ventilateur peut être testé selon différentes méthodes. La norme ANSI/AMCA 240-22, généralement désignée plus simplement comme AMCA 240, a justement été conçue pour mesurer les performances des ventilateurs à pression positive dans une configuration représentative de leur utilisation. Le ventilateur est placé librement devant l’installation d’essai, sans être raccordé directement à une gaine, ce qui permet notamment de prendre en compte l’air entraîné autour du jet principal. Une valeur déterminée selon cette méthode ne doit donc pas être comparée sans précaution avec un débit obtenu selon une autre procédure d’essai.
Sur le terrain, une autre réalité s’ajoute encore : le bâtiment lui-même. Chaque porte, couloir, virage ou fuite crée des pertes. Le débit annoncé par le fabricant constitue donc une caractéristique du ventilateur, pas la garantie d’un débit identique au bout du cheminement.
6.2
Positionnement du ventilateur : la bonne distance n’est pas universelle
On rencontre parfois des recommandations très simples concernant la distance entre le ventilateur VPP et l’entrée du bâtiment, par exemple « placer le ventilateur à telle distance de la porte ». Ces repères peuvent être utiles, mais ils ne doivent pas devenir des règles absolues. Le positionnement dépend de la forme du jet produit par le ventilateur, de la dimension de l’ouverture, de son inclinaison et de l’environnement immédiat. Le bon réglage est celui qui permet de créer la veine d’air recherchée avec le moins de pertes possible. Le GTO de la Sécurité civile donne, pour un ventilateur thermique, un repère général correspondant à une distance approximativement équivalente à la hauteur de l’ouvrant. Il précise toutefois que ce positionnement doit être adapté au modèle utilisé et aux circonstances.
Cela explique aussi pourquoi deux ventilateurs affichant des débits proches peuvent se comporter différemment face au même entrant. Le choix d’un appareil doit donc intégrer son débit, mais aussi sa capacité à créer le flux adapté à la configuration réelle du site.
7.
Les erreurs à éviter avant de choisir ou d’utiliser un ventilateur
Quelques erreurs reviennent régulièrement parce qu’elles reposent sur des raisonnements intuitifs :
- penser qu’un débit plus élevé signifie automatiquement une meilleure ventilation ;
- installer le ventilateur sans avoir défini le sortant ;
- comparer des débits obtenus selon des méthodes différentes ;
- positionner un ventilateur thermique sans tenir compte des gaz d’échappement ;
- considérer qu’un appareil « ATEX » convient nécessairement à toutes les atmosphères explosibles.
Dans tous ces cas, le problème vient du même réflexe : raisonner sur le ventilateur avant de raisonner sur la situation. La bonne démarche consiste à partir du volume à traiter, des ouvertures disponibles, du cheminement souhaité pour les fumées, de la situation du foyer, des personnels présents, des contraintes d’alimentation et des risques spécifiques au site. Le matériel vient ensuite.
8.
8. En conclusion : la ventilation à pression positive est avant tout une maîtrise des flux
La VPP peut être un outil particulièrement efficace lorsqu’elle est maîtrisée, adaptée à la situation et intégrée dans une stratégie d’intervention cohérente. Son principe est simple : créer un déplacement d’air maîtrisé entre un entrant et un sortant. Sa mise en œuvre, elle, demande davantage de discernement. Il faut comprendre le bâtiment, anticiper le trajet des fumées, choisir une motorisation compatible avec le terrain, prendre en compte les éventuelles contraintes ATEX et interpréter avec prudence les performances annoncées par les fabricants.
Le rôle du ventilateur est alors beaucoup plus clair : il n’est pas une solution autonome capable de « faire disparaître » les fumées, mais un moyen permettant aux intervenants de maîtriser plus efficacement les flux d’air et de fumées lorsque la situation s’y prête.
Principales sources :
Notre gamme de ventilateurs :
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