Les méthodes de calculs des débits en cuisines professionnelles

Le calcul des débits d’air doit satisfaire deux exigences spécifiques :

• Assurer le transfert vers l’extérieur des chaleurs sensibles et latentes dégagées par les appareils de cuisson.
• Permettre l’évacuation des polluants générés par la cuisson après captation et filtration de ceux-ci.

Il existe plusieurs types de méthodes pour calculer les débits d’air d’extraction: la méthode officielle et la méthode traditionnelle.

Méthode officielle 

Réglementation rsdt 64-2 révisée le 20 janvier 1983.
Cette méthode prescrit le débit d’air neuf minimum à introduire en cuisine suivant le nombre de repas servis simultanément :

Cette méthode est simple et peut être utilisée en avant projet.
Les inconvénients sont nombreux :

• Ne tient pas compte des appareils de cuisson installés.
• Ne tient pas compte des différentes zones de cuisson.
•  Ne tient pas compte des systèmes aérauliques choisis.

Conclusion

Cette méthode n’est en fait que peu utilisée malgré son caractère officiel.

Méthode traditionnelle

Descriptif 

Cette méthode dite “traditionnelle” consiste à calculer le débit à extraire en fonction d’une vitesse de passage (V) dans la surface libre comprise entre le bas de la hotte et le plan de cuisson.

Cas d’application

Hotte à extraction seule (sans induction) et éléments de cuisson à mettre en œuvre inconnus.

Paramètres et calcul

Afin de limiter le débordement de polluants au pourtour de la hotte,  la vitesse d’entraînement de 0,25 m/s est conseillée. Cette valeur correspond à la vitesse nécessaire pour l’entraînement des polluants les plus lourds (grills / friteuses).

Formule de calcul

Méthode traditionnelle

Conclusion

Cette méthode est très simple à mettre en œuvre et assure une captation suffisante quelque soit le volume de polluants dégagés. Cependant, cette méthode est très énergivore et surdimensionne les réseaux de ventilation.

Calcul des débits selon la norme NF EN 16 282 – 1

Descriptif 

Le calcul des débits selon la Norme NF EN 16 282 -1 se base sur les dégagements calorifiques et le flux convectif de chaque appareil de cuisson. Cette méthode consiste à calculer le débit d’extraction à mettre en œuvre en fonction des dégagements de chaleur sensible et latente (émission de vapeur d’eau) et s’apparente à un bilan thermique réalisé par bloc de cuisson.
Le débit d’extraction à mettre en œuvre est la somme de l’ensemble des besoins de débits d’extraction des blocs de cuisson qui composent la cuisine.

Cas d’application

Cette méthode est utilisée pour l’étude des calculs de débits à mettre en œuvre pour l’utilisation d’une hotte d’extraction, ou d’induction, ou d’un plafond et des appareils de cuisson dont l’ensemble des caractéristiques est connu. C’est une méthode à utiliser dans les projets en cours d’exécution, permettant de définir de la manière la plus exacte le besoin en débit d’extraction de la cuisine.
Ce dimensionnement au plus juste, garantit l’efficacité du système de ventilation, tout en optimisant sa consommation d’énergie.

Paramètres et calcul

Le calcul du débit est établi à partir de deux formules permettant de définir les débits à mettre en œuvre afin de traiter la chaleur sensible et la chaleur latente (émission de vapeur d’eau) par bloc de cuisson qui compose la cuisine.

Débit d’extraction suivant la chaleur sensible :

q_ext,s = k x (Σ^m_j=i Q_s,k x φ)^1/3 x (z + 1,7d_hydr)^5/3 x r x a 

k : valeur empirique =18 m^4/3W^-1/3h^-1
φ : le coefficient de simultanéité du bloc est le rapport de la consommation en utilisation maximale divisée par la puissance totale des appareils
z : distance haut piano / bas de la hotte
Dhydr = 4S / P du bloc
r : facteur de réduction du flux d’air thermique
a : facteur de diffusion d’air
Q_s,k = P x Q_s x 0.5

Débit d’extraction suivant la chaleur latente :

Q_ext,l = Σ^m_j=i(Q_m x φ) / (x_ext – x_sup) x ρ

φ : le coefficient de simultanéité du bloc est le rapport de la consommation d’énergie réelle divisé par la puissance totale des appareils
ρ = 1,2kg / m³
(xext – xsup) = 6g / kg d’air sec avec x_ext ≤ 16,5 g / kg d’air sec

Une fois le calcul établi, afin de définir les besoins en débits d’extraction pour la chaleur sensible et la chaleur latente de chaque bloc de cuisson qui compose la cuisine, le débit d’extraction total de la cuisine se définit comme suit :

• Débit extraction bloc = MAX (sensible ; vapeur d’eau) bloc.
• Débit extraction Total = SOMME (MAX bloc).
• Débit de compensation : Qcomp = 0,9 x Qext.

Conclusion 

Cette méthode est plus complexe, car elle nécessite la prise en compte de nombreux paramètres. Cependant elle se révèle être particulièrement adaptée aux exigences de performance énergétique. En effet, avec cette méthode, le calcul des débits est optimisé, de manière à conserver une efficacité de captation, tout en réduisant la consommation énergétique.Attention, aucune méthode ne permet à elle seule de répondre parfaitement aux exigences des cuisines professionnelles.

Aujourd’hui, la seule méthode réglementaire est le RSD 64-2. La norme NF EN 16282-1 basée sur le guide VDI 2052 fournit une base normée de la méthode de calcul des débits de la profession, elle est aujourd’hui la méthode la plus pertinente.

La norme Européenne NF EN 16282 – 1 : système pour la ventilation des cuisines professionnelles. Cette norme européenne, composée de 8 textes, est la première norme offrant un cadre pour les dimensionnements et les installations en cuisine professionnelle. Elle défini des exigences générales et une méthode de calcul pour les éléments de ventilation en cuisine professionnelle, ainsi que des exigences sur la structure des éléments de ventilation et traitement de l’air utilisés dans les cuisines professionnelles (hottes, plafonds, diffuseurs, filtres, traitements des fumées et des odeurs….)
Les textes publiés depuis janvier 2017 sont publiés et disponibles
sur le site de l’AFNOR.

Le principe de Haute Efficacité

La nouvelle gamme de hottes à air pulsé

Les objectifs

La méthode de dimensionnement, étudiée spécialement pour la nouvelle génération de hotte à air pulsé, vise deux objectifs principaux :

• L’optimisation de l’efficacité globale de la ventilation de la cuisine.
• La maîtrise des dépenses énergétiques.

Méthode de calcul

La technique à air pulsé intégrée aux hottes France Air permet de diminuer les débits d’extraction jusqu’à 30 %.

• Débit extraction hotte air pulsé = Qext x 0,7.

Laverie

Le débit à mettre en œuvre est fonction du matériel de laverie installé.

Dans le cas de tunnels de lavage à condensation, France Air recommande à minima d’avoir un taux de brassage dans la pièce de 35 vol/h.

Débits conseillés en gaines de cuisine