La ventilation industrielle - 5.Hottes

Ce document fait partie d'une série de documents traitant de la ventilation industrielle et fournit des renseignements généraux sur les hottes.

1. Introduction 
2. Unités de mesure 
3. Conduits 
4. Ventilateurs
5. Hottes
6. Filtres et dépoussiéreurs 
7. Installation et maintenance – généralités 
8. Diagnostic de panne 
9. Glossaire 

Une hotte – correctement appelée hotte à évacuation – est le dispositif par lequel l'air contaminé est entraîné à l'intérieur du système de ventilation. Les dimensions et les formes des hottes sont déterminées par les fonctions à accomplir ou les conditions précises observées sur place. La vitesse de l'air (la vélocité) à l'entrée de la hotte et à l'intérieur de celle-ci doit être suffisante pour capter ou extraire et acheminer les contaminants de l'air. Pour être plus efficace, une hotte doit entourer ou confiner entièrement la source de contaminants ou encore être située aussi près que possible de celle-ci.

Les trois catégories courantes de hottes sont :

• les hottes fermées
• les hottes de réception
• les hottes de captation

Les hottes fermées

Les hottes fermées, ou hottes de laboratoire fermées, sont celles qui entourent le processus ou l'endroit où les contaminants sont générés. Les exemples de hottes complètement fermées (fermées de tous les côtés) sont les enceintes appelées « boîtes à gants » et les hottes servant pour le meulage. Les exemples de hottes semi-fermées (fermées sur deux ou trois côtés) sont les hottes de laboratoire ou les cabines de peinture par pulvérisation. Il est toujours préférable d'utiliser une hotte fermée.

Les hottes de réception

Ces hottes sont conçues pour recueillir ou pour capter les émanations générées par une source à une certaine vitesse ou en mouvement. Par exemple, un type de hotte de réception appelée sorbonne reçoit un flux d'air chaud et des gaz, tel que le montre la figure 2. On peut voir par exemple une sorbonne placée au dessus d'un four de fusion.

Les hottes de captation

Ces hottes sont placées près d'une source d'émanations sans toutefois l'entourer (l'enfermer) par une enceinte. Citons en guise d'exemples la hotte rectangulaire installée le long d'un réservoir (comme le montre la figure 3), la hotte montée sur une table de soudage ou d'affûtage (figure 4) et la hotte d'extraction à tirage par le bas surplombant une table d'affûtage à la main (figure 5).

Le système de ventilation extrait les contaminants en « tirant » l'air (et les contaminants) à l'intérieur de la hotte à évacuation (hotte d'extraction) et les éloigne ainsi du travailleur ou de la source. Le flux d'air à l'orifice d'admission de la hotte doit être rapide et suffisamment élevé pour « capter et transporter » les contaminants jusqu'à ce qu'ils atteignent la hotte et les conduits. La vitesse de l'air requise est appelée « vitesse de captation ».

Tout mouvement de l'air à l'extérieur de la hotte et dans l'espace environnant peut influencer la circulation de l'air vers la hotte. Le système de ventilation nécessitera une vitesse de l'air plus élevée afin de surmonter les turbulences ou les mouvements de l'air ambiant. Autant que possible, les autres sources de mouvement dans l'air doivent être minimisées ou éliminées pour assurer le fonctionnement efficace du système de ventilation.

Les sources externes courantes de mouvement de l'air sont :

• les courants thermiques, particulièrement ceux causés par les procédés à chaud ou par les opérations générant de la chaleur
• les mouvements de la machinerie comme celui des meules, des transporteurs à courroie, etc.
• les déplacements ou les transferts de matériaux, lors de la vidange et du remplissage par exemple
• les déplacements des opérateurs
• Les courants d'air dans la pièce (qui sont habituellement de 50 pieds par minute (pi/min), mais qui pourraient être beaucoup plus importants).
• les mouvements rapides de l'air causés par le refroidissement ou le réchauffement localisé de l'équipement

Lorsque le contaminant est rejeté dans une pièce où il n'y a presque aucun autre courant d'air, la vélocité de captation recommandée est généralement d'environ 0,5 m/s (100 pieds par minute ou ppm). Comment se représenter cette vitesse? En soufflant légèrement sur ses mains, le mouvement de l'air qu'on peut à peine sentir est d'environ 100 pi/min. Il est facile de comprendre qu'il suffit d'un très léger mouvement de l'air venant d'autres sources pour perturber le bon fonctionnement d'une hotte de captation des contaminants (voir la figure 6).

Dans certaines situations, par exemple lors de l'utilisation d'une meule, où des contaminants sont rejetés dans l'air à une grande vitesse et où il y a une circulation rapide de l'air dans la pièce, la vélocité de captation nécessaire peut être 5 à 10 fois plus élevée.

Dans le cas de hottes partiellement fermées, la vitesse de capture est mesurée à l'ouverture de la hotte et est appelée vitesse frontale.

La forme, les dimensions et l'emplacement de la hotte, de même que la vitesse de l'air, jouent tous un rôle important lors de la conception d'une hotte. Chaque type de hotte possède des exigences spécifiques, mais plusieurs principes généraux s'appliquent à toutes les hottes :

• La hotte doit être placée le plus près possible de la source de contamination et, de préférence, elle doit la confiner. Plus la source est entièrement confinée, moins grand sera l'apport d'air nécessaire pour la contrôler. Le débit d'air requis varie selon le carré de la distance séparant la hotte de la source, tel que le montre la figure 7.
• L'air doit circuler de la source des contaminants jusqu'à l'intérieur de la hotte à une vitesse suffisante pour capter correctement l'ensemble des contaminants.
• La hotte doit être située de façon à ce que l'opérateur ne se tienne jamais entre celle-ci et la source des contaminants.
• Les mouvements naturels des contaminants doivent être pris en considération. Par exemple, une hotte doit être placée au-dessus des procédés à chaud pour saisir la chaleur et les gaz qui s'élèvent. Une meule et une machine à bois doivent être équipées d'une hotte semi-fermée pour saisir immédiatement toutes les particules projetées.
• Des joues et des volets doivent être utilisés autour de l'admission de la hotte afin d'augmenter l'efficacité de la captation et de réduire les exigences en matière de ventilation de l'air.

 

Si une hotte située à 2 pouces de la source est déplacée à 4 pouces de celle-ci (deux fois plus loin), le débit d'air requis devra être quatre fois plus important pour assurer la même aspiration.

La hotte doit être choisie en fonction des caractéristiques du processus afin de minimiser l'exposition du travailleur aux émanations de contaminants.

Le tableau suivant compare les trois types de hottes.

Le test ASHRAE 110 est la méthode reconnue pour évaluer le rendement des hottes de captation des fumées. Le test doit cependant être effectué par une personne qualifiée.