Les moteurs électriques de désenfumage sont des moteurs asynchrones spéciaux qui font tourner les ventilateurs jet fan et axiaux évacuant la fumée et les gaz chauds présents dans le bâtiment loin des voies d'évacuation lors d'un incendie. Ce qui les distingue d'un moteur de ventilation ordinaire, c'est leur capacité à continuer de tourner pendant une durée déterminée au milieu des flammes et des hautes températures. Dans cet article, nous traitons des caractéristiques techniques qui leur confèrent cette résistance, de la manière dont ils sont choisis et des applications dans lesquelles ils sont utilisés.

Classes de résistance à la température et leur signification

Les moteurs de désenfumage sont désignés par des classes telles que F200, F300 et F400. Le nombre indique la température que le moteur peut supporter ; la durée associée à la lettre indique la période pendant laquelle il continue de fonctionner à cette température. Par exemple, un moteur de classe F400 continue de tourner pendant deux heures dans un flux de gaz à 400 degrés Celsius. Cette durée est un intervalle précieux gagné pour l'évacuation des personnes et l'intervention des pompiers lors d'un incendie.

Cette résistance ne provient pas d'un seul composant, mais du fonctionnement conjoint de plusieurs mesures. Le matériau d'isolation classe F, les vernis de bobinage spéciaux, la graisse de roulement résistante aux hautes températures et la stabilité thermique du carter en fonte sont pensés ensemble. Alors qu'un moteur IP55 standard subirait rapidement une défaillance de bobinage dans ces conditions, le moteur de désenfumage est conçu pour rester en fonctionnement pendant toute la durée de l'évacuation.

Différence entre ventilateur jet fan et ventilateur axial

Deux types de ventilateurs de base se distinguent dans les systèmes de désenfumage. Les ventilateurs axiaux poussent le flux d'air dans la direction parallèle à l'axe de l'arbre et sont préférés dans les systèmes raccordés à des gaines, pour la mise en surpression et les applications de rejet direct. Les jet fans, eux, fonctionnent sans gaine ; suspendus au plafond et alignés notamment dans les parkings couverts, ils balaient la fumée dans une direction déterminée jusqu'au point d'extraction.

  • Ventilateur axial : débit élevé, extraction par gaines, escaliers mis en surpression
  • Jet fan : poussée sans gaine, balayage de parking, implantation flexible
  • Ventilateur d'extraction de toiture : rejet vertical, orientation de la fumée vers l'extérieur du bâtiment

Solutions à une vitesse et à deux vitesses

Dans les parkings et les espaces fermés, on utilise le plus souvent des moteurs à deux vitesses, c'est-à-dire à bobinage Dahlander. Ces moteurs assurent la ventilation quotidienne à basse vitesse, de façon silencieuse et économique ; lorsqu'un incendie est détecté, ils passent en grande vitesse et atteignent la pleine capacité d'extraction. Sur un réseau à 50 Hz, un bobinage à 4 pôles donne environ 1500 tr/min et un bobinage à 2 pôles environ 3000 tr/min, et ces deux échelons sont réunis dans un seul carter de moteur. Un seul équipement remplit ainsi deux fonctions distinctes, ce qui réduit à la fois l'investissement et la consommation d'énergie quotidienne.

Détails d'isolation, de protection et de bornier

Sur ces moteurs, les détails électriques sont également choisis en fonction de la haute température. La boîte à bornes et les presse-étoupes sont réalisés dans un matériau adapté à la chaleur, les câbles de raccordement sont de préférence isolés au silicone et les éléments de protection thermique sont noyés directement dans le bobinage. L'indice de protection IP55 protège le moteur contre la poussière et les projections d'humidité de l'environnement du parking ; il reste ainsi sûr au fil des années tant qu'aucun incendie ne se produit.

Les roulements sont choisis spécialement pour que leur graisse ne s'écoule pas à haute température. Comme matériau de carter, la fonte se distingue dans les applications lourdes parce qu'elle maîtrise la dilatation thermique et offre une résistance mécanique.

Types de montage et positionnement

Dans les applications de jet fan, le moteur est généralement monté à bride (B5) intégré au moyeu du ventilateur, ou bien en version à pattes B3. Sur les ventilateurs axiaux de gaine, le raccordement à bride est standard. Dans les projets de parking, l'implantation des jet fans est planifiée de manière à former une chaîne d'écoulement par laquelle la fumée atteint sans interruption la gaine d'extraction ; c'est pourquoi le positionnement des ventilateurs détermine la réussite de l'extraction autant que le choix du moteur.

Norme, réglementation et essai

La classe de résistance des moteurs de désenfumage est documentée dans le cadre de la réglementation incendie applicable et des normes de la série EN 12101. Lors de la décision sur un projet, le scénario d'incendie du bâtiment, les distances d'évacuation et le zonage de la fumée sont évalués ensemble. La classe du moteur retenu (F300 ou F400) se précise selon la durée de résistance exigée par ce scénario ; une classe trop faible affecte la sécurité, une classe trop élevée le coût.

Domaines d'utilisation

Les moteurs de désenfumage ne se limitent pas aux seuls parkings. Les parkings couverts, les tunnels routiers et de métro, les centres commerciaux, les bâtiments à atrium, les hôpitaux et les grands entrepôts sont les constructions où ces systèmes sont le plus utilisés. Le débit, la pression et la durée de résistance variant d'une application à l'autre, le nombre de pôles, la puissance et la classe de température du moteur sont déterminés spécifiquement pour chaque projet.

Relation entre puissance, nombre de pôles et débit

Sur un ventilateur de désenfumage, le nombre de pôles du moteur détermine directement l'équilibre entre débit et bruit. Un moteur à 2 pôles (environ 3000 tr/min) tire un flux d'air élevé d'un carter réduit mais augmente aussi le bruit ; les solutions à 4 pôles (1500 tr/min) ou à 6 pôles (1000 tr/min) assurent un débit élevé à basse vitesse, avec des pales de plus grand diamètre et plus silencieuses. Sur les jet fans de balayage de parking, on préfère généralement des moteurs compacts à vitesse plus élevée, et sur les grands axiaux de gaine des moteurs puissants à basse vitesse. La plage de puissance s'étend, selon l'application, des petits ventilateurs de poussée de 0,55 kW aux unités de 30 kW et plus situées aux points d'extraction principaux.

  • 2 pôles / 3000 tr/min : jet fan compact, vitesse de poussée élevée
  • 4 pôles / 1500 tr/min : débit et bruit équilibrés, axial de gaine
  • 6 pôles / 1000 tr/min : pales de grand diamètre, bruit faible, volume élevé

Mise en service par la détection incendie

Un moteur de désenfumage ne fonctionne pas seul ; il entre en service dans un scénario intégré avec la centrale de détection incendie du bâtiment et les détecteurs de fumée. En conditions normales, le moteur à deux vitesses assure la ventilation quotidienne à l'échelon bas ; lorsque la centrale détecte de la fumée, elle fait passer les ventilateurs de la zone concernée à l'échelon haut et les fait fonctionner en même temps que les ventilateurs d'apport d'air frais. Cette automatisation permet le cantonnement de la fumée et le maintien des voies d'évacuation propres et en surpression. Le mode de démarrage du moteur est planifié pour ne pas solliciter le réseau lors du passage brusque à l'échelon haut ; aux fortes puissances, l'usage de l'étoile-triangle ou d'un démarreur progressif est courant.

Entretien, essai périodique et exploitation

Un système de désenfumage passe la majeure partie de sa vie en attente ; c'est pourquoi des essais réguliers sont indispensables pour s'assurer qu'il fonctionnera au moment où il sera réellement nécessaire. Lors de l'entretien périodique, on contrôle l'équilibrage des pales du ventilateur, le bruit des roulements, la résistance d'isolement du bobinage et le serrage des connexions du bornier. L'essai de fonctionnement à l'échelon haut confirme que le moteur tourne sans problème aux deux vitesses. La suie d'échappement et les dépôts de poussière de l'environnement du parking pouvant déséquilibrer les pales, le nettoyage fait aussi partie du plan d'entretien. Un système testé régulièrement fournit intégralement, lors d'un incendie réel, la durée de résistance attendue.

Déterminer la bonne classe de température

Le choix de la classe de température est directement lié à la charge d'incendie du bâtiment et au scénario d'évacuation. Alors que la classe F300 peut suffire dans les zones à courte distance d'évacuation et à faible charge d'incendie, les constructions exigeant une température élevée et un long temps d'intervention, comme les longs tunnels et les grands atriums, imposent la classe F400. La durée de résistance définie par le bureau d'études mécaniques du projet fixe la limite inférieure de la classe du moteur. À ce stade, il importe que le moteur ne soit pas seulement d'une classe indiquée sur la plaque, mais qu'il s'agisse d'un produit certifié ayant passé l'essai EN 12101-3 correspondant ; la valeur de température au catalogue d'un moteur non certifié n'apporte aucune garantie sur le terrain.

Déterminer le moteur adapté à votre projet

Le choix du bon moteur de désenfumage dépend de la concordance entre le scénario d'incendie du bâtiment et la durée de résistance prévue par la réglementation. Avec son infrastructure d'approvisionnement basée à İzmir, DRG Motor fournit des moteurs de désenfumage au nombre de pôles, à la vitesse et à la classe de température appropriés pour les projets de ventilation de parkings et de tunnels. Lorsque vous partagez le débit de votre projet, votre exigence de résistance et le type de ventilateur, nous vous proposons le modèle le plus adapté à l'application et une offre actualisée.