Soyez Prêts À Réagir Face Au Vieillissement De Votre Système HVAC

Mais aucun système, aussi cher et performant qu'il soit, ne peut durer éternellement. Que se passe-t-il lorsque les différents composants et sous-ensembles d'un système commencent à s'user ? Comment savoir s'il faut remplacer ou s'il faut réparer ? Et comment étendre la durée de vie de votre système HVAC pour éviter l'inévitable ? 

Comment fonctionne un système HVAC ? 

Le fonctionnement d'un système HVAC (chauffage, ventilation, climatisation d'air) s'appuie sur les principes du transfert thermique, de la thermodynamique et de la mécanique des fluides. Le but est de contrôler la température intérieure, notamment de chauffer et de refroidir des pièces à des températures agréables, de surveiller la température dans des centres de données et autour des équipements de salles de contrôle afin d'éviter la surchauffe, mais aussi d'évacuer l'air vicié et d'acheminer de l'air frais dans un bâtiment.

Le terme de HVAC couvre donc un vaste champ d'application qui va des climatiseurs de particuliers aux systèmes complexes installés dans les bureaux, les hôpitaux, les écoles et les bâtiments industriels. 

Comment les systèmes HVAC ont-ils évolué au fil du temps ?

Le climatiseur moderne date de 1902, lorsque Willis Carrier conçoit les plans d'un système permettant de refroidir les ateliers de production dans l'imprimerie dans laquelle il travaille, afin d'empêcher que les livres ne s’abîment au cours du processus. 

Le principe de fonctionnement des premiers modèles consiste à refroidir l'air en le faisant passer à travers des bobines dans lesquelles circule de l’eau froide. Puis, au fil du temps, le système a été amélioré : les fluides frigorigènes remplacèrent l'eau froide, la taille des climatiseurs, des tuyaux et des évacuations diminua, la consommation d'énergie devint de plus en plus efficace, et les produits chimiques qui détruisaient la couche d'ozone furent remplacés par des réfrigérants plus respectueux de l'environnement. 

Récemment, avec l'apparition d'Internet des Objets et des nouvelles technologies associées, il est désormais possible de contrôler le système à distance, d'utiliser l'énergie de façon intelligente, et de surveiller les performances. De nos jours, les systèmes HVAC coûtent beaucoup moins cher à exploiter et sont bien moins voraces en énergie qu'avant. 

Quels sont les types de systèmes HVAC existants actuellement ? 

Dans les grands bâtiments, les systèmes HVAC commerciaux utilisent un compresseur pour augmenter la pression et la température du réfrigérant. Le compresseur aspire ensuite de l'air chaud de l'extérieur et le souffle sur le condenseur pour liquéfier le fluide frigorigène, avant que la vanne d'expansion ne le transforme en un liquide froid à basse pression. Puis, l'évaporateur transfère la chaleur en transformant le liquide froid en gaz, dont la température est suffisamment élevée pour qu'il puisse être transporté. 

Il existe donc différents modèles selon le type de réfrigérant, l'utilisation d'électricité ou de gaz pour alimenter les bobines de chauffage, selon que le conduit d'air ou le circuit hydraulique fournisse de la chaleur ou du froid, et en fonction de si un système de ventilation spécifique est installé. 

En fonction du bâtiment, le système peut également intégrer des tours de refroidissement, des groupes froids, des chaudières, des radiateurs et des pompes à chaleur qui extraient la chaleur de l'air ou de l'eau, et/ou des systèmes installés sur le toit qui acheminent l'air climatisé à l'intérieur du bâtiment.

Ces systèmes fonctionnent soit avec des centrales de traitement de l'air (CTA) raccordées à des tuyaux qui vont fournir la chaleur et l'air frais autour du bâtiment, soit avec plusieurs petits systèmes indépendants mais raccordés les uns aux autres, par exemple une ventilation mécanique, des radiateurs de chauffage et des unités de refroidissement installés tout autour de la zone. La plupart de ces systèmes essaient aussi d'intégrer des formes « passives » de ventilation afin de réduire les frais d'exploitation et la consommation d'énergie.  

Que se passe-t-il quand ces systèmes vieillissent ?

Quand les groupes froids, les CTA, les climatiseurs et les autres sous-ensembles d'un système HVAC commencent à s'user, ils deviennent moins fiables. Bien entretenus, les systèmes HVAC sont conçus pour durer entre 10 et 30 ans, 20 ans étant la moyenne avant qu'ils ne commencent à tomber en panne. 

Concrètement, il y a près de 6000 hôpitaux aux États-Unis, soit près de 900 000 lits pour un budget total cumulé d'environ 1 milliard de dollars. Chaque hôpital est équipé d'un système HVAC. Cette très vaste infrastructure contribue à la santé et au bien-être de notre nation. Des pannes de ces systèmes ont donc des conséquences négatives évidentes. 

Lorsque le coût de la maintenance proactive ou des réparations d'urgence devient équivalent à environ 5 % du coût de remplacement, il est alors important de bien réfléchir pour savoir s'il ne serait pas plus économique de simplement racheter un appareil.

Le but n'est pas uniquement d'éviter de payer 20 interventions de réparation, il faut également tenir compte du fait que, pendant que vous êtes occupé à réparer des parties du système, votre performance globale est sûrement aussi en baisse, provoquant ainsi une hausse de vos frais d'exploitation. Si vous devez absolument disposer d'un système HVAC pour réaliser certaines opérations, le fait de laisser cette situation se prolonger peut provoquer des pannes imprévues et des arrêts de la production qui peuvent vous coûter très cher.

Cela concerne également les petits sous-ensembles raccordés à un vaste système complexe. En général, un système HVAC est basé sur votre système électrique et/ou de plomberie, donc si un câblage est mal réalisé, si l'équipement électrique est ancien, ou si les tuyaux ne sont pas entretenus, cela peut provoquer des fuites, voire une explosion et donc de gros dégâts.

Le fait de remplacer des systèmes ou des unités vieillissants peut être très compliqué, surtout s'ils sont installés sous terre, sur des toits ou dans des endroits difficiles d'accès. Et si vous oubliez de vous occuper de ces systèmes pendant des années, vous vous retrouvez parfois face à des réseaux de vieux câbles ou de vieux tuyaux emmêlés et imbriqués, ce qui peut rendre la navigation extrêmement délicate sans causer de dégâts !

Que puis-je faire ?

Le mot clé ici est « maintenance préventive ». En vérifiant régulièrement le système HVAC de votre bâtiment, en organisant régulièrement des audits pour contrôler que tous les équipements fonctionnent bien, ou pour savoir si vous devez remplacer certains composants. 

Pour commencer, observez la pompe à eau, les siphons et les compresseurs. Quel est leur niveau d'usure ? Avez-vous l'impression qu'ils sont arrivés en fin de vie ? 

Pour éviter tout risque de dégât des eaux dans un bâtiment, concevez un planning de maintenance et d'inspection de l'équipement, avec des tâches à accomplir chaque mois, chaque trimestre, et chaque année. 

Par ailleurs, assurez-vous de disposer de toutes les informations sur les composants du système HVAC, notamment la date d'installation (et la date de remplacement prévue), les spécifications de chaque élément de l'équipement (avec le modèle et le numéro de série), les rapports et les fiches d'intervention sur l'équipement (avec les dates d'installation et de réparation), la liste de pièces détachées dont vous pourriez avoir besoin, et où se les procurer, les rapports sur l'équilibrage de l'air et les spécifications du débit, ainsi que des plans et des emplacements des systèmes mécaniques, électriques et de plomberie permettant au système de fonctionner. 

Si une grande partie de votre équipement est usée, réfléchissez-bien à s'il ne serait pas moins cher à long terme de moderniser tout le système, ou de louer un équipement plus performant au lieu de débourser une grosse somme d'argent en en achetant un neuf.

Que vous choisissiez de moderniser, de louer ou d'entretenir votre système, le plus important est que vous agissiez suffisamment tôt pour gérer tout éventuel problème lié à votre système HVAC dans votre bâtiment. Non seulement cela vous évitera une panne de l'équipement qui serait catastrophique, mais cela réduira aussi vos frais d'exploitation au quotidien. Ça vaut le coup d'investir dès maintenant !