Maîtrise de l'humidité dans les patinoires : solutions d'ingénierie pour prévenir la condensation et économiser l'énergie

Auteur : département technique Mycond

La gestion de l'humidité dans les patinoires est l’une des tâches d’ingénierie les plus complexes pour les concepteurs de systèmes de microclimat. Le phénomène de condensation de l’humidité sur la surface froide de la glace, à une température de -3°C à -7°C, se produit par contact avec l’air de la halle, dont la température est de +10°C à +15°C. Sans contrôle adéquat de l’humidité, des problèmes sérieux apparaissent : formation de brouillard au-dessus de la glace, dégradation de la visibilité, augmentation de la charge sur le système frigorifique, corrosion des structures métalliques et détérioration de la qualité de la surface de glace.

Une erreur de conception typique consiste à ne dimensionner que la ventilation, sans tenir compte du fait qu’en cas d’humidité élevée de l’air extérieur, accroître le débit d’air neuf ne fait qu’aggraver la situation. Dans cet article, nous examinons en détail les principes d’ingénierie du contrôle de l’humidité, la méthode de calcul des déshumidificateurs et les moyens d’assurer l’efficacité énergétique du système.

Physique de la condensation dans les patinoires : conditions psychrométriques

Le transfert de masse de vapeur d’eau vers la surface froide de la glace se fait par diffusion et convection. D’un point de vue psychrométrique, si l’air est à +12°C avec une humidité relative de 60 %, la température de rosée est d’environ +4°C, bien au-dessus de la température de la glace (-5°C). Cela signifie que la condensation est inévitable.

Le mécanisme de condensation se déroule en deux étapes. D’abord, la vapeur d’eau se condense à la surface de la glace, libérant la chaleur de condensation (environ 2500 kJ/kg). Ensuite, le condensat gèle, libérant la chaleur latente de solidification (335 kJ/kg). La chaleur totale, environ 2835 kJ/kg d’eau, crée une charge supplémentaire pour le système frigorifique, en plus du maintien de la température de la glace.

La conséquence visuelle de la condensation est la formation de brouillard. Cela se produit lorsque l’air au-dessus de la glace se refroidit en dessous de la température de rosée, et que l’humidité se condense en fines gouttelettes qui restent en suspension. Plus l’humidité relative est élevée, plus le brouillard est dense.

Pour une évaluation quantitative : avec une teneur en humidité de l’air de la halle de 6 g/kg et une température de +12°C, la température de rosée est d’environ +4°C. La différence avec la température de la glace (-5°C) est de 9°C, la condensation est donc intense. Avec une teneur en humidité de 4 g/kg, la température de rosée baisse à -2°C, la différence n’est plus que de 3°C et la condensation est minimale. Ces valeurs servent de repères d’ingénierie et dépendent des conditions spécifiques.

Outre la formation de brouillard, la condensation provoque la corrosion des structures métalliques et altère la qualité de la glace par la formation d’irrégularités dues au gel du condensat, ce qui gêne le déplacement des patineurs et accroît la charge sur l’équipement frigorifique.

Sources d’apport d’humidité dans une patinoire : analyse quantitative

Pour concevoir correctement le système de déshumidification, il faut prendre en compte toutes les sources d’apport d’humidité. Examinons-les en détail avec des estimations quantitatives.

Émissions d’humidité des spectateurs : un adulte au repos émet environ 50 g/h d’humidité par la respiration et la peau. Pour une patinoire de 1000 spectateurs, cela représente environ 50 kg/h. Pour un événement de 2 à 3 heures, l’apport total peut atteindre 100 à 150 kg. Ces valeurs sont des estimations destinées aux calculs.

Émissions d’humidité de la surfaceuse de glace : l’arrosage et le resurfaçage de la glace utilisent de l’eau chaude à environ +60°C. Versée sur une surface froide, une partie de l’eau s’évapore intensément. On estime que pour une charge de 300 litres, 5 à 10 % du volume peuvent s’évaporer, soit 15 à 30 kg par opération. La surfaceuse sort 2 à 3 fois par jour, ajoutant 30 à 90 kg d’humidité quotidiennement. Valeurs indicatives.

Infiltration d’air extérieur : les portes pour l’entrée de la surfaceuse et la sortie des sportifs s’ouvrent périodiquement. Lors de l’ouverture de portes de 12 m² pendant 2 à 3 minutes en conditions hivernales (air extérieur -5°C, 80 % HR, humidité absolue environ 2 g/kg), de l’air froid faiblement humide pénètre. Mais en été (air extérieur +25°C, 70 % HR, humidité absolue environ 14 g/kg), chaque ouverture apporte 30 à 50 m³ d’air humide, équivalant à 0,4 à 0,7 kg d’eau par ouverture. Les valeurs dépendent des conditions réelles.

Émissions d’humidité des locaux annexes : les vestiaires avec douches émettent beaucoup d’humidité. Une douche — jusqu’à 200 g/min. Si la ventilation est insuffisante, l’humidité est chassée vers la halle. Avec 20 joueurs pendant 15 minutes, jusqu’à 60 kg d’humidité peuvent être émis.

Méthodologie de calcul des émissions totales : les émissions totales d’humidité sont la somme des spectateurs + surfaceuse + infiltration + douches. Pour une patinoire type de 1000 spectateurs en pleine charge lors d’un match de hockey, c’est approximativement : 50 kg/h (spectateurs) + 10 kg/h (surfaceuse, lissé) + 5 kg/h (infiltration) + 15 kg/h (douches, lissé) = 80 kg/h. Valeur indicative à préciser pour chaque projet.

Balance psychrométrique : détermination de la teneur en humidité cible de l’air

La teneur en humidité cible de l’air est définie par la condition suivante : la température de rosée de l’air doit être inférieure à la température de surface de la glace d’au moins 2 à 3°C pour prévenir de manière fiable la condensation.

L’algorithme de détermination de la teneur en humidité cible comprend les étapes suivantes :

1. Déterminer la température de surface de la glace (typiquement de -3°C à -7°C, selon le sport : hockey — environ -5°C, patinage de vitesse — jusqu’à -7°C, patinage artistique — environ -4°C).
2. Fixer une marge de sécurité : la température de rosée doit être inférieure à la température de la glace de 2 à 3°C. Si la glace est à -5°C, la température de rosée cible est de -7°C à -8°C.
3. À l’aide du diagramme psychrométrique, pour la température de la halle (par exemple +12°C) et une température de rosée de -8°C, déterminer la teneur en humidité cible — environ 3,5 à 4 g/kg.
4. Comparer avec la teneur actuelle. Si l’actuelle est de 6 g/kg, il faut extraire 2 à 2,5 g d’eau de chaque kilogramme d’air de la halle.

Le bilan d’humidité se décrit ainsi : les apports d’humidité sont égaux aux émissions totales, et l’extraction d’humidité est égale à la capacité du déshumidificateur plus l’évacuation par la ventilation d’extraction. Condition de bilan : l’extraction doit être supérieure ou égale aux apports.

Le rôle de la ventilation est important. Si l’air extérieur a une teneur en humidité inférieure à l’intérieur, l’air neuf aide à extraire l’humidité. Par exemple, en hiver, air extérieur -10°C, 80 % HR, humidité absolue ~1,5 g/kg ; air intérieur +12°C, 6 g/kg. Chaque m³/h de soufflage évacue (6 - 1,5) × 1,2 / 1000 = 0,0054 kg/h d’eau.

Cependant, en été, lorsque l’air extérieur est à +25°C, 70 % HR, 14 g/kg (nettement supérieur à l’intérieur), augmenter l’air neuf aggrave la situation en ajoutant de l’humidité. Dans ce cas, une recirculation de l’air à travers le déshumidificateur est nécessaire. Tous les chiffres dépendent des conditions spécifiques du projet.

Méthodologie de calcul de la capacité nécessaire du déshumidificateur

Déterminer la capacité nécessaire d’un déshumidificateur pour une patinoire exige une approche systémique qui prend en compte toutes les sources d’humidité et les modes d’exploitation.

Étape 1 : Détermination du déficit d’extraction d’humidité. Si les émissions totales sont de 80 kg/h et que la ventilation extrait 20 kg/h en conditions hivernales à faible humidité extérieure, le déficit est de 60 kg/h. Ce déficit doit être couvert par le déshumidificateur.

Étape 2 : Prise en compte du mode de fonctionnement. Si le déshumidificateur fonctionne en continu, la capacité requise est égale au déficit. S’il fonctionne uniquement pendant les événements, par exemple 8 h/jour, et que les émissions d’humidité sont concentrées sur cette période, la capacité nécessaire correspond au déficit pendant ces heures. Toutefois, si l’humidité s’accumule au cours de la journée (surfaceuse, infiltration) et que le fonctionnement est limité, il faut augmenter la capacité ou le temps de fonctionnement. Algorithme : si l’apport quotidien est de 500 kg/j et que le déshumidificateur fonctionne 16 h, la capacité minimale nécessaire est 500 ÷ 16 = 31 kg/h.

Étape 3 : Réserve de puissance. Le déshumidificateur ne doit pas fonctionner à sa limite. Une réserve typique est de 20 à 30 % de la puissance calculée pour compenser les charges imprévues (événements avec plus de spectateurs, journées estivales humides avec forte infiltration). Si la capacité calculée est de 60 kg/h, la puissance installée recommandée est 60 × 1,25 = 75 kg/h. Toutes les valeurs sont indicatives et dépendent du projet.

Étape 4 : Répartition de la puissance. Pour les grandes patinoires, il est pertinent d’utiliser plusieurs déshumidificateurs plutôt qu’un seul très puissant. Cela améliore l’uniformité de distribution de l’air, assure une redondance en cas de panne d’un appareil et permet un réglage par paliers de la capacité selon la charge de la halle.

Exemple chiffré détaillé : patinoire avec 2000 m² de glace, volume de halle 15000 m³, 1000 spectateurs. Émissions totales pendant l’événement — 80 kg/h. La ventilation hivernale évacue 20 kg/h. Déficit — 60 kg/h. L’événement dure 3 heures. Le déshumidificateur fonctionne 12 h/j (avant, pendant et après l’événement). Apport quotidien d’humidité : 80 × 3 (pendant l’événement) + 15 × 21 (surfaceuse et infiltration le reste du temps) = 555 kg/j. Capacité nécessaire : 555 ÷ 12 = 46 kg/h. Avec 25 % de réserve : 46 × 1,25 = 58 kg/h. Recommandation : 2 déshumidificateurs de 30 kg/h ou 3 de 20 kg/h pour une régulation flexible et une redondance. Tous les chiffres sont indicatifs pour cet exemple.

Interaction des systèmes de ventilation, de chauffage et de déshumidification

Un contrôle efficace de l’humidité dans une patinoire requiert la coordination de tous les systèmes techniques. La ventilation et la déshumidification ne sont pas des alternatives, mais des systèmes complémentaires : la ventilation assure l’apport d’air neuf conforme aux normes sanitaires pour les spectateurs (environ 20 à 30 m³/h par personne), et la déshumidification contrôle l’humidité.

L’algorithme d’interaction des systèmes peut se décrire ainsi :

• Si la teneur en humidité de l’air extérieur est inférieure à la teneur intérieure cible, augmenter l’air neuf aide à extraire l’humidité. On peut maximiser le débit jusqu’aux normes sanitaires, voire légèrement au-dessus.
• Si la teneur en humidité de l’air extérieur est proche ou supérieure à l’intérieur, l’air neuf est limité au minimum sanitaire. L’extraction d’humidité principale est assurée par le déshumidificateur en recirculation.
• Si l’air extérieur est très humide (journées estivales humides), il est pertinent de réduire l’air neuf au minimum sanitaire et d’augmenter la puissance ou le temps de fonctionnement du déshumidificateur.

La recirculation de l’air via le déshumidificateur s’organise ainsi : l’appareil est en mode recirculation, aspire l’air en zone haute de la halle, plus chaud et plus humide (apports des spectateurs et évaporation de la glace), le déshumidifie, le réchauffe grâce à la chaleur libérée par la condensation, puis le réinjecte dans la halle. Le taux de recirculation typique via le déshumidificateur est de 1 à 2 volumes de halle par heure pour un mélange et une déshumidification efficaces.

La compensation de chaleur du déshumidificateur est un aspect important. Un déshumidificateur à condensation rejette la chaleur de condensation de l’humidité (environ 2500 kJ/kg extrait) plus la chaleur du compresseur. Si l’appareil extrait 60 kg/h d’eau, la puissance thermique est de 60 × 2500 ÷ 3600 ≈ 42 kW. Cette chaleur est apportée à la halle et peut augmenter la température de l’air. Si la température de la halle ne doit pas dépasser +15°C, il faut coordonner le fonctionnement du déshumidificateur avec le chauffage ou la production de froid : réduire le chauffage ou augmenter la puissance frigorifique pour compenser la chaleur du déshumidificateur. Toutes les valeurs sont indicatives.

La méthode pour déterminer le rapport optimal inclut un calcul mensuel à partir des données climatiques régionales de teneur moyenne en humidité de l’air extérieur et la construction d’un graphique (axe X — mois, axe Y — rapport de l’extraction d’humidité par la ventilation à l’extraction totale). En hiver, ce rapport peut être de 30 à 50 % (la ventilation contribue significativement), en été — 0 à 10 % (la ventilation aide très peu). Les valeurs dépendent du climat.

Efficacité énergétique de la prévention de la condensation : économies de puissance frigorifique

La physique des pertes énergétiques dues à la condensation est la suivante : quand l’humidité se condense sur la glace, elle libère la chaleur de condensation (2500 kJ/kg), puis le condensat gèle, libérant la chaleur latente de solidification (335 kJ/kg). La chaleur totale de 2835 kJ/kg d’eau sollicite le système frigorifique. Cette chaleur doit être évacuée par la machine frigorifique pour maintenir la température de la glace.

Évaluation quantitative de la charge supplémentaire : si 80 kg/h d’humidité pénètrent dans la halle et que tout se condense sur la glace, la charge thermique additionnelle est de 80 × 2835 ÷ 3600 = 63 kW. Pour un système frigorifique avec un COP d’environ 2,5–3 (typique des patinoires), cela signifie une consommation électrique supplémentaire de 63 ÷ 2,7 ≈ 23 kW. Sur 10 h par jour, cela représente 230 kWh/j ou environ 7000 kWh par mois. Toutes les valeurs sont indicatives à titre d’illustration.

Économie en prévenant la condensation : si l’on installe un déshumidificateur qui extrait 60 kg/h d’humidité avant qu’elle n’atteigne la glace, il ne reste que 20 kg/h à se condenser. La charge du système frigorifique baisse à 20 × 2835 ÷ 3600 = 16 kW, la consommation électrique — 6 kW. L’économie est de 23 - 6 = 17 kW, soit 170 kWh par jour.

Bilan entre la consommation du déshumidificateur et l’économie de froid : un déshumidificateur à condensation consomme de l’électricité pour le compresseur. La consommation spécifique d’un appareil typique est d’environ 0,6 à 0,8 kW par 1 kg/h de capacité. Pour 60 kg/h, la consommation est d’environ 40 kW. L’économie sur le système frigorifique — 17 kW. À première vue, le bilan énergétique est négatif ; cependant, la chaleur du déshumidificateur (environ 42 kW pour 60 kg/h) compense partiellement les besoins de chauffage de la halle ou réduit la charge du système de chauffage. Si la halle doit être maintenue à +12°C et qu’il fait -10°C dehors, la chaleur du déshumidificateur réduit les besoins de chauffage supplémentaires. Toutes les valeurs sont indicatives et dépendantes des conditions.

La méthodologie d’évaluation de l’économie globale prend en compte trois composantes :

1. Réduction de la consommation électrique du système frigorifique
2. Diminution des besoins de chauffage de la halle (apport de chaleur du déshumidificateur)
3. Réduction des pertes thermiques par l’enveloppe avec la baisse de l’humidité relative (diminution des flux thermiques grâce à la réduction des condensations dans l’épaisseur des parois)

Un bilan énergétique détaillé doit intégrer ces trois composantes et être établi pour le projet spécifique. À titre indicatif, l’économie globale peut représenter 20 à 40 % de la consommation du déshumidificateur, selon le climat et le mode d’exploitation.

Avantages supplémentaires de la prévention de la condensation : prolongation de la durée de vie des structures métalliques (réduction de la corrosion), amélioration de la qualité de la glace (absence d’irrégularités dues au gel du condensat), meilleure visibilité pour les sportifs et les spectateurs (absence de brouillard).

Erreurs de conception typiques lors de la conception des systèmes de contrôle de l’humidité

Erreur 1 : Sous-estimation des émissions d’humidité des spectateurs lors des événements de masse. Les concepteurs se basent souvent sur un taux de remplissage moyen (50–60 %) sans considérer les charges de pointe en pleine capacité lors des finales ou événements populaires. Conséquence : le déshumidificateur ne suit pas la charge de pointe, du brouillard se forme et la visibilité se dégrade.

Erreur 2 : Ignorer l’infiltration par les portes en été. Les concepteurs établissent le bilan d’humidité pour l’hiver, lorsque l’air extérieur est sec, et ne vérifient pas les conditions estivales à forte humidité extérieure. Conséquence : en été, à l’ouverture des portes, un grand volume d’air humide pénètre, le déshumidificateur ne parvient pas à le traiter.

Erreur 3 : Absence de coordination entre ventilation et déshumidification. Les systèmes de ventilation et de déshumidification sont conçus par des prestataires différents ou à des moments différents sans coordination. La ventilation fonctionne en débit maximal toute l’année, apportant en été de l’air extérieur humide qui accroît la charge sur le déshumidificateur ou rend le contrôle impossible. Conséquence : inefficacité des deux systèmes, forte consommation d’énergie, déshumidification insuffisante.

Erreur 4 : Absence de contrôle automatique de l’humidité et d’intégration des systèmes. Le déshumidificateur et la ventilation sont pilotés manuellement ou par minuteries séparées sans retour des capteurs d’humidité. Conséquence : mode non optimal, surconsommation d’énergie ou déshumidification insuffisante en cas de variation des conditions.

Erreur 5 : Réserve de puissance du déshumidificateur insuffisante. L’appareil est dimensionné au plus juste, sans marge. En cas d’augmentation de la charge de la halle ou de conditions météorologiques défavorables, il fonctionne à la limite et n’y parvient pas. Conséquence : formation périodique de brouillard et de condensation.

Erreur 6 : Mauvais emplacement des prises et soufflages d’air du déshumidificateur. La prise d’air est située en zone basse près de la glace, où l’air est froid et moins chargé en humidité. Le soufflage est dans la même zone. Conséquence : court-circuit d’air, le déshumidificateur traite l’air de la couche limite inférieure, déjà froid et sec, sans impact sur l’air chaud et humide en zone haute.

Erreur 7 : Ignorer les émissions d’humidité de la surfaceuse. Les concepteurs ne prennent pas en compte l’évaporation intense de l’eau chaude lors de l’arrosage, la considérant négligeable ou ponctuelle. Conséquence : après le passage de la machine, l’humidité de l’air augmente brusquement, un brouillard se forme pendant 30 à 60 minutes avant la déshumidification progressive.

Limites d’application des approches standard : quand corriger la méthodologie

Très basses températures de glace (patinage de vitesse) : Pour le patinage de vitesse, la température de la glace peut descendre à -10°C ou moins afin d’assurer une surface très dure. À cette température, l’écart entre la glace et la rosée augmente, la condensation s’intensifie. La méthode standard peut sous-estimer la capacité nécessaire. Correction : augmenter la capacité calculée de 30 à 50 % ou abaisser la teneur en humidité cible de l’air à 2,5–3 g/kg au lieu de 3,5–4 g/kg typiques. Valeurs indicatives.

Patinoires avec toitures ouvertes ou grandes surfaces vitrées : Les bâtiments anciens ou atypiques peuvent présenter de grandes surfaces froides, en plus de la glace, où l’humidité se condense (toiture non isolée, grandes fenêtres en période froide). La méthode standard ne considère que la condensation sur la glace. Correction : calculer la condensation supplémentaire sur les autres surfaces froides selon une méthodologie similaire et l’ajouter au bilan global d’humidité.

Salles polyvalentes transformables : Si la halle sert à la fois de patinoire et de salle de concert ou de sport (glace recouverte), le régime d’humidité change fortement. Sans glace, pas de surface froide, le besoin de déshumidification diminue ou disparaît. Un déshumidificateur à capacité fixe est inefficace. Correction : prévoir une régulation par paliers ou continue de la capacité, avec possibilité d’arrêt complet en mode sans glace.

Bâtiments anciens très perméables à l’air : Les constructions anciennes peuvent présenter une forte infiltration par les fuites de l’enveloppe (anciennes fenêtres et portes). L’apport d’humidité calculé par infiltration peut être largement sous-estimé. Correction : réaliser un diagnostic d’étanchéité à l’air du bâtiment, corriger le calcul d’infiltration. Il peut être plus pertinent d’améliorer d’abord l’étanchéité, puis de sélectionner le déshumidificateur.

Régions à climat extrêmement humide : Dans les régions tropicales ou subtropicales, l’air extérieur peut avoir 18–22 g/kg en été. Même une petite infiltration ou un faible air neuf apportent de grandes quantités d’humidité. La ventilation n’aide pas à extraire l’humidité ; une recirculation complète via le déshumidificateur est nécessaire. La méthode standard peut sous-estimer l’ampleur du problème. Correction : minimiser l’air neuf au minimum sanitaire absolu, prévoir une capacité supplémentaire de déshumidification, envisager des déshumidificateurs à adsorption (plus efficaces à hautes températures extérieures).

Contraintes normatives sur l’humidité de l’air : Certaines régions ou normes peuvent imposer une humidité relative minimale pour le confort des spectateurs, par exemple pas moins de 30–35 %. À +12°C et 30 % HR, la teneur en humidité est d’environ 2,5 g/kg, la rosée près de -10°C. Si la glace est à -5°C, la marge de 5°C est suffisante. Mais si la norme exige 40 % HR, la teneur en humidité passe à 3,5 g/kg, la rosée à -4°C, la marge n’est plus que de 1°C — la condensation est possible. Correction : convenir avec les autorités de la possibilité d’abaisser l’humidité relative pour les patinoires ou élever la température de la halle pour augmenter la marge. Toutes les valeurs sont indicatives et dépendent des normes.

Foire aux questions (FAQ)

Peut-on remplacer le déshumidificateur en augmentant la ventilation ?

Cela dépend de la teneur en humidité de l’air extérieur. Si elle est inférieure à la teneur cible intérieure (typiquement en hiver 1–2 g/kg à l’extérieur, 3,5–4 g/kg à l’intérieur), augmenter l’air neuf aide à extraire l’humidité. Cependant, les débits nécessaires peuvent être très élevés.

Exemple chiffré : il faut extraire 60 kg/h d’eau. Si l’air extérieur est à 1,5 g/kg et l’intérieur à 6 g/kg, la différence est de 4,5 g/kg. Pour extraire 60 kg/h, le débit d’air neuf requis est : 60 ÷ 4,5 ÷ 1000 ÷ 1,2 = 11111 m³/h. Pour une halle de 15000 m³, c’est un taux de renouvellement de 11111 ÷ 15000 = 0,74 h⁻¹ — assez élevé. Il faut chauffer ce grand débit d’air de -10°C à +12°C, soit une puissance d’environ 82 kW — coûteux.

En été, lorsque la teneur extérieure est supérieure à l’intérieur, augmenter l’air neuf aggrave la situation. Le déshumidificateur est donc un élément indispensable. Toutes les valeurs sont indicatives.

Quelle est l’humidité relative optimale dans une patinoire ?

La question est mal posée. Ce n’est pas l’humidité relative qui est optimale, mais la teneur en humidité. L’humidité relative dépend de la température de l’air et ne détermine pas la condensation de manière univoque. Le critère pour prévenir la condensation est la température de rosée.

Algorithme pour déterminer la teneur optimale : glace à -5°C, par exemple. La température de rosée doit être inférieure d’au moins 2 à 3°C : de -7°C à -8°C. Température de la halle, par exemple, +12°C. Selon le diagramme psychrométrique pour +12°C et une rosée de -8°C, la teneur en humidité est d’environ 3,5 g/kg. L’humidité relative correspondante est d’environ 33 %.

Si l’on porte la halle à +15°C à teneur constante de 3,5 g/kg, l’humidité relative baisse à environ 28 %, mais la rosée reste à -8°C — la condition de prévention de condensation est respectée. Le paramètre optimal est donc 3–4 g/kg, et non l’humidité relative. Toutes les valeurs sont indicatives.

Combien de temps faut-il pour déshumidifier la halle après un événement de masse ?

Cela dépend de l’excès d’humidité accumulé, de la capacité du déshumidificateur et du volume de la halle. Méthode d’estimation : calculer l’excès de teneur en humidité et le volume d’air à traiter.

Exemple chiffré : volume de halle — 15000 m³, densité de l’air — 1,2 kg/m³, masse d’air — 18000 kg. Après l’événement, la teneur passe de 3,5 g/kg (cible) à 6 g/kg, l’excès — 2,5 g/kg. Masse d’eau excédentaire dans l’air : 18000 × 2,5 ÷ 1000 = 45 kg. Si le déshumidificateur a une capacité de 60 kg/h et travaille uniquement à la réduction de l’humidité (pas de nouveaux apports), le temps de déshumidification est : 45 ÷ 60 = 0,75 h, soit 45 minutes.

En pratique, le déshumidificateur ne traite pas tout le volume en un seul passage, mais en recirculation. L’efficacité dépend du degré de mélange de l’air. Si le taux de recirculation via l’appareil est de 1 volume de halle par heure, 1,5 à 2 heures peuvent être nécessaires pour un mélange et une déshumidification efficaces. Toutes les valeurs sont indicatives.

Le type de glace (hockey, patinage artistique, curling) influence-t-il le choix du déshumidificateur ?

Oui, mais indirectement, via la température de la glace. Le hockey nécessite une glace dure à environ -5°C, le patinage artistique — une glace plus tendre à -3°C...-4°C pour une meilleure accroche des lames, le curling — une glace très spécifique à reliefs (“pebble”) à -5°C...-7°C.

Plus la glace est froide, plus l’écart avec la rosée est important, plus la condensation est intense et plus la teneur en humidité cible de l’air doit être basse. Pour le curling, avec une glace à -6°C, la rosée cible doit être d’environ -9°C, ce qui correspond à ~3 g/kg à +12°C dans la halle. Pour le patinage artistique à -3°C, la rosée cible est -6°C, ~4 g/kg.

Donc, à conditions égales, le curling exige une capacité de déshumidification plus élevée ou des émissions d’humidité plus faibles que le patinage artistique. Toutes les valeurs sont indicatives.

Quel est l’impact de la qualité d’isolation du toit et des murs sur la condensation dans la halle ?

La qualité de l’isolation a un impact significatif sur la condensation. Dans des bâtiments non isolés ou mal isolés, la surface intérieure des parois de l’enveloppe peut se refroidir bien en dessous de la température de l’air intérieur, surtout en période froide. Si la température de surface intérieure du toit ou des murs descend sous la rosée intérieure, une condensation s’y produit également.

Exemple chiffré : à -20°C extérieur et sans isolation, la surface intérieure du toit peut être à +2°C...+5°C (selon le coefficient de transmission thermique). À +12°C dans la halle et 40 % HR, la rosée est d’environ -1°C. Comme la surface est plus chaude que la rosée, pas de condensation. Mais si l’humidité relative monte à 60 %, la rosée est d’environ +4°C, supérieure à la surface — la condensation se produit.

Une isolation de qualité assure une température de surface intérieure plus élevée des parois, réduisant le risque de condensation, voire l’éliminant. De plus, elle diminue les pertes thermiques du bâtiment et la charge du système de chauffage, améliorant l’efficacité énergétique globale.

Conclusions

Le contrôle de l’humidité dans les patinoires est une tâche d’ingénierie critique qui ne peut être résolue par la seule ventilation en raison des variations saisonnières de la teneur en humidité de l’air extérieur. Le paramètre clé n’est pas l’humidité relative, mais la teneur en humidité de l’air et la température de rosée. La rosée doit être inférieure à la température de la glace d’au moins 2 à 3°C pour prévenir la condensation de manière fiable.

La méthode de sélection du déshumidificateur repose sur le bilan d’humidité. Il faut calculer toutes les sources d’apport (spectateurs, surfaceuse, infiltration, douches), déterminer la contribution de la ventilation à l’extraction selon la saison et couvrir le déficit par le déshumidificateur avec une réserve de 20–30 %.

Le déshumidificateur et la ventilation doivent fonctionner de manière coordonnée, et non comme des systèmes concurrents. En hiver, la ventilation aide à extraire l’humidité ; en été, la charge principale repose sur le déshumidificateur en recirculation. La chaleur du déshumidificateur compense partiellement les besoins de chauffage de la halle, et la prévention de la condensation réduit la charge du système frigorifique. Un bilan énergétique détaillé peut montrer une économie globale de 20 à 40 % de la consommation du déshumidificateur.

Des erreurs de conception typiques (sous-estimation des pics d’émissions, ignorance de l’infiltration estivale, absence de coordination des systèmes) conduisent à la formation de brouillard, à la corrosion des structures et à une consommation énergétique accrue. Les approches standard nécessitent des corrections pour les régimes extrêmes (très basses températures de glace, bâtiments anciens très infiltrants, climat humide).

Il est recommandé aux ingénieurs de réaliser un calcul détaillé du bilan d’humidité pour toutes les saisons et modes d’exploitation, de prévoir une réserve de capacité du déshumidificateur, d’assurer une coordination automatique de la ventilation et de la déshumidification basée sur des capteurs d’humidité, et de considérer l’efficacité énergétique de manière globale (production de froid + chauffage + déshumidification).

Toutes les valeurs numériques utilisées dans l’article sont des repères d’ingénierie, dépendant des conditions spécifiques du projet.