Systèmes de déshumidification pour entrepôts : comment protéger les marchandises et les équipements de l’humidité

Auteur : département technique Mycond

Un contrôle efficace de l’humidité dans les entrepôts est essentiel pour préserver la qualité des produits et réduire les coûts d’exploitation. Les pertes annuelles dues aux dommages causés par un niveau d’humidité relative inapproprié dépassent souvent le coût d’un système de déshumidification d’un facteur 3 à 5, ce qui rend l’investissement dans des systèmes de contrôle de l’humidité économiquement justifié.

Les problèmes typiques liés à une humidité élevée dans les entrepôts incluent la corrosion des produits métalliques, entraînant des rebuts et des retours, la diminution de la résistance des emballages en carton au‑delà de 65 % d’HR, ainsi que la formation de condensation sur les surfaces froides, créant un danger pour le personnel et endommageant les marchandises.

Pour concevoir efficacement un système de déshumidification, il est nécessaire de comprendre la différence entre deux types d’entrepôts : passifs et actifs. Les entrepôts passifs se caractérisent par un accès peu fréquent du personnel et un mouvement minimal des marchandises. Ils comprennent des archives, des réserves de musées, des parcs d’équipements militaires en stockage longue durée. Les entrepôts actifs, au contraire, présentent un flux constant de personnel, des opérations de chargement-déchargement fréquentes et des ouvertures de portes répétées. Cette classification impose des approches de conception fondamentalement différentes pour le système de déshumidification.

Définition des objectifs du projet et des niveaux de consigne d’humidité

Lors de la conception d’un système de déshumidification d’entrepôt, il est important de formuler clairement un objectif précis, et pas seulement de chercher à abaisser l’humidité. Par exemple, il y a eu un cas où, dans un entrepôt de produits métalliques, un taux d’humidité relative de 40 % était maintenu conformément au cahier des charges, mais de la condensation se formait tout de même sur la toiture métallique la nuit, lorsque la température du toit tombait en dessous du point de rosée de l’air. L’erreur résidait dans le fait que l’objectif du projet était de maintenir une humidité relative donnée, et non d’empêcher la condensation sur les surfaces.

Niveaux d’humidité relative recommandés pour le stockage de différents types de produits :

• Produits en acier et fonte : maximum 40 % à une température de 18-22°C
• Aluminium et métaux non ferreux : jusqu’à 50 %
• Emballages en carton : 45-55 % pour conserver 80 % de résistance
• Électronique et circuits imprimés : 30-45 %
• Produits pharmaceutiques : 30-40 % selon le type

Pour les entrepôts frigorifiques, le contrôle s’effectue sur le point de rosée, et non sur l’humidité relative. Le point de rosée de l’air doit être de 2 à 3°C en dessous de la surface la plus froide pour éviter la formation de condensation. La méthode consiste à mesurer la température des surfaces avec un thermomètre infrarouge et à calculer le point de rosée requis.

Comparaison des entrepôts passifs et actifs

Les entrepôts passifs se caractérisent par de faibles charges d’humidité. Les principales sources d’humidité sont la perméabilité à la vapeur des parois et une infiltration minimale par les fuites. Pour ce type d’entrepôt, le système de déshumidification peut être compact, avec une faible capacité.

Les entrepôts actifs, tels que les centres de distribution, hubs logistiques et zones tampons de production, subissent des charges dynamiques élevées dues aux ouvertures fréquentes des portes, aux déplacements des chariots élévateurs, à la présence du personnel et à l’arrivée de marchandises humides. Exemple comparatif : un entrepôt de 3000 m³ avec une ouverture de porte par heure nécessite un déshumidificateur d’environ 2-3 kg/h, tandis que le même entrepôt avec 20 ouvertures par heure nécessite 15-25 kg/h. La différence est de 8 à 10 fois pour des dimensions de local identiques.

Calcul des charges d’humidité

Lors de la conception d’un système de déshumidification pour un entrepôt, il faut correctement hiérarchiser les sources d’humidité. Pour un entrepôt actif, la principale source de charge d’humidité est l’ouverture des portes, représentant 60 à 80 % de la charge totale.

Considérons un exemple de calcul pour une porte de 4×3,5 m, avec des conditions extérieures de 28°C et 75 % d’humidité relative (teneur en humidité d’environ 18 g/kg) et des conditions intérieures de 18°C et 45 % d’humidité relative (teneur en humidité d’environ 6 g/kg). À une vitesse d’écoulement d’air à travers la porte ouverte de 0,8 m/s et un temps d’ouverture de 2 minutes, une ouverture apporte environ 1,2-1,5 kg d’eau. À 15 ouvertures par heure, cela représente 18-22 kg/h, constituant la charge dominante.

Autres sources de charge d’humidité et leur importance typique :

• Infiltration par les fentes et défauts d’étanchéité : 10-25 % de la charge
• Perméabilité à la vapeur des murs, du sol et du toit : moins de 5 % de la charge totale
• Charge due au personnel : 40-100 g/h par personne selon l’intensité du travail physique
• Dégagement d’humidité par les marchandises : dépend de l’hygroscopicité des matériaux

Il est important de noter que de nombreux concepteurs surestiment le rôle de la perméabilité à la vapeur des parois et engagent des dépenses importantes pour une barrière vapeur supplémentaire, alors que même un doublement de la perméabilité des parois n’augmente la charge totale que de 3 à 4 %. Il est plus économique d’investir dans la gestion des ouvertures de portes.

Choix du type de système de déshumidification

Le marché propose différents types de déshumidificateurs industriels, dont le choix dépend des conditions d’exploitation et des exigences de résultat :

Déshumidificateurs à condensation optimaux lorsque la température de l’air est supérieure à 15°C et que le point de rosée cible est supérieur à 7-10°C. Leur coefficient de performance (COP) est de 2,0 à 4,0, ce qui les rend économiques pour des charges d’humidité élevées et des exigences de sécheresse modérées. Leur limite est la formation de givre sur l’évaporateur à basse température, ce qui réduit fortement la capacité.

Déshumidificateurs par adsorption nécessaires lorsque la température de l’air est inférieure à 15°C ou que le point de rosée cible est inférieur à 5°C. Ils sont indispensables pour les entrepôts frigorifiques, les chambres basse température et les locaux soumis à des exigences strictes d’humidité. Il faut noter qu’un déshumidificateur par adsorption élève la température de l’air en sortie de 10 à 15°C en raison de la chaleur d’adsorption, ce qui doit être pris en compte dans le bilan thermique du local.

Systèmes combinés qui conjuguent les avantages des deux technologies. Un schéma typique comprend un prérefroidissement de l’air avant le module d’adsorption. Par exemple, refroidir l’air neuf de 32°C et 20 g/kg à 18°C et 12 g/kg réduit la charge sur le déshumidificateur par adsorption de 40 %, ce qui diminue sa taille et la consommation d’énergie pour la régénération.

Mesures architecturales et organisationnelles de réduction des charges

Les mesures architecturales et organisationnelles qui réduisent la charge d’humidité sur le système de déshumidification sont souvent les plus rentables :

• Portes rapides réduisant le temps d’ouverture de 120-180 secondes typiques à 20-30 secondes, ce qui diminue la charge d’humidité de manière proportionnelle.
• Rideaux d’air créant une barrière entre l’air extérieur et intérieur avec une efficacité de 70 à 85 % si bien dimensionnés et installés. La vitesse du flux d’air doit être de 8-12 m/s, avec un angle d’inclinaison de 15-20° vers l’extérieur.
• Rideaux à lanières plastiques particulièrement importants pour les ouvertures de plus de 3 mètres de hauteur, où un flux convectif intense apparaît en raison de la différence de densité entre l’air froid et l’air chaud.
• Sas à double porte efficaces pour les locaux soumis à des exigences strictes d’humidité.

Les mesures organisationnelles apportent également un effet significatif. Par exemple, réduire le temps moyen d’ouverture des portes de 3 à 1 minute diminue la charge d’humidité de 72 % sans aucun investissement, uniquement grâce au briefing du personnel et à l’installation d’une alarme sonore. Il est aussi recommandé de concentrer les opérations de chargement-déchargement à des heures déterminées, ce qui permet au déshumidificateur de fonctionner plus efficacement lors des périodes de pic.

Distribution de l’air déshumidifié et automatisation

Le principe clé de la distribution de l’air déshumidifié consiste à acheminer l’air le plus sec là où il est le plus nécessaire. Par exemple, dans un entrepôt avec une chambre froide intégrée, le positionnement des diffuseurs d’air sec directement près de la porte de la chambre a réduit la charge sur le déshumidificateur interne de la chambre froide de 35 %, car l’air entrant lors de l’ouverture de la porte était déjà asséché.

Les recommandations de placement des diffuseurs incluent leur disposition le long du mur avec les portes et près des ouvertures vers les zones froides. Pour un contrôle efficace du système, il est recommandé d’installer les capteurs d’humidité à 1,5 m du sol dans une zone à bonne circulation d’air, à au moins 2 m des portes, des sources de chaleur ou de froid et des diffuseurs de soufflage.

Erreurs de conception typiques

Lors de la conception de systèmes de déshumidification pour entrepôts, les erreurs suivantes sont fréquemment commises :

1. Focalisation excessive sur l’étanchéité des parois au lieu de la gestion des ouvertures de portes. Exemple : 40 000 euros dépensés pour une barrière vapeur supplémentaire et l’étanchéité des murs n’ont réduit la charge que de 6 %, tandis que l’installation de portes rapides pour 12 000 euros l’a réduite de 45 %.
2. Dimensionnement sur des charges moyennes et non de pointe, ce qui conduit à une capacité insuffisante du système lors des périodes critiques.
3. Ignorer le séchage initial, lorsque les bâtiments neufs et les marchandises fraîchement livrées peuvent émettre de l’humidité pendant des semaines.
4. Absence de coordination avec le service d’exploitation. Le meilleur système ne fonctionne pas si le personnel laisse les portes ouvertes.
5. Pilotage sur l’humidité relative sans tenir compte de la température des surfaces. Un niveau de 40 % d’humidité relative atteint formellement n’empêche pas la condensation sur les éléments froids des structures.

Foire aux questions (FAQ)

Quel taux d’humidité relative est nécessaire pour éviter la corrosion des produits en acier ?

Maximum 40 % à une température stable de 18-22°C pour une protection fiable contre la corrosion des métaux.

En quoi la conception diffère-t-elle fondamentalement pour un entrepôt passif et un entrepôt actif ?

Par une différence de charges d’humidité d’un facteur 5 à 10, ce qui conditionne le choix d’équipements de puissances différentes et une configuration de système adaptée.

Quand faut-il impérativement utiliser des déshumidificateurs par adsorption ?

Lorsque la température de l’air est inférieure à 15°C ou lorsqu’il faut atteindre un point de rosée inférieur à 5°C, ce qui est particulièrement pertinent pour les entrepôts frigorifiques.

Qu’est-ce qui est le plus efficace pour réduire l’humidité : l’étanchéité des parois ou la fermeture rapide des portes ?

La gestion des ouvertures de portes est généralement 5 à 10 fois plus efficace pour réduire la charge d’humidité totale que l’étanchéité supplémentaire des murs.

Conclusions

La réussite de la conception d’un système de déshumidification pour entrepôts repose sur trois principes clés :

1. Définir l’objectif réel du projet, et non de simples indicateurs formels d’humidité.
2. Calculer les charges avec les bonnes priorités, où les portes priment sur les parois.
3. Choisir le système en fonction des conditions de température et du point de rosée requis.

Les mesures organisationnelles et architecturales sont souvent plus efficaces que des équipements coûteux. Une approche par étapes est recommandée : mettre d’abord en œuvre des mesures organisationnelles, en évaluer l’effet, puis sélectionner les équipements en fonction de la charge réelle et non seulement théorique.

Un système de déshumidification correctement conçu garantit non seulement des conditions de stockage optimales, mais réduit significativement les coûts d’exploitation, prévient les dommages aux produits et améliore l’efficacité globale de l’entrepôt.