La CTA double flux, ou centrale de traitement d’air double flux, est un équipement essentiel dans les installations de ventilation professionnelles.
On la retrouve dans les bureaux, les écoles, les hôpitaux, les hôtels, les laboratoires, les bâtiments tertiaires, les centres commerciaux, les parkings et certaines industries.
Quand on regarde une CTA double flux pour la première fois, on peut vite être impressionné. On voit des filtres, des batteries, des ventilateurs, un échangeur de chaleur, des silencieux, des registres, des gaines et parfois beaucoup de sondes et de capteurs.
Au début, tout semble compliqué. Pourtant, le principe est assez simple : une CTA double flux sert à renouveler l’air d’un bâtiment tout en traitant cet air avant de l’envoyer dans les locaux.
Elle permet d’introduire de l’air neuf, d’extraire l’air vicié, de filtrer, de chauffer, de refroidir, d’humidifier parfois, de récupérer de l’énergie et d’améliorer la qualité d’air intérieur.
Dans cet article, nous allons expliquer simplement le fonctionnement d’une CTA double flux. Nous allons voir les 4 flux d’air, les principaux composants et le chemin de l’air dans la machine.
L’objectif est simple : après cette lecture, vous devez être capable de regarder un schéma de CTA double flux et de comprendre la logique générale de fonctionnement.
Si vous préférez la vidéo, j’en parle aussi sur YouTube :
Qu’est-ce qu’une CTA double flux ?
Une CTA signifie Centrale de Traitement d’Air.
C’est une machine qui permet de traiter l’air avant de l’envoyer dans un bâtiment. Selon sa conception, elle peut filtrer l’air, le chauffer, le refroidir, l’humidifier, le déshumidifier ou récupérer de l’énergie.
On parle de CTA double flux parce que la machine gère deux grands circuits d’air :
- un circuit d’air neuf et d’air soufflé ;
- un circuit d’air repris et d’air rejeté.
Autrement dit, la CTA fait entrer de l’air extérieur propre dans le bâtiment et évacue en même temps l’air intérieur vicié.
C’est cette présence de deux flux principaux qui donne le nom double flux.
Il ne faut donc pas confondre. Une CTA n’est pas appelée double flux parce qu’elle possède une batterie chaude, une batterie froide ou un humidificateur. Ces composants servent à traiter l’air, mais le terme double flux vient surtout de la présence de deux circuits d’air : l’entrée d’air neuf et la sortie d’air repris.
Pourquoi utiliser une CTA double flux ?
Dans un bâtiment occupé, l’air intérieur se dégrade progressivement.
Les occupants respirent, produisent du CO₂, apportent de l’humidité, des odeurs et parfois des polluants. Dans certains locaux, il peut aussi y avoir des poussières, des émissions de produits, des vapeurs ou des besoins spécifiques de qualité d’air.
Sans ventilation, l’air intérieur devient inconfortable.
Une CTA double flux permet donc de renouveler l’air. Elle extrait l’air vicié et introduit de l’air neuf.
Cependant, elle ne se contente pas d’ouvrir une fenêtre. Elle prépare l’air avant de l’envoyer dans les locaux.
Elle peut par exemple :
- filtrer l’air extérieur ;
- récupérer de la chaleur sur l’air extrait ;
- chauffer l’air en hiver ;
- refroidir l’air en été ;
- réduire le bruit grâce aux silencieux ;
- adapter le débit d’air ;
- améliorer le confort ;
- communiquer avec une GTB ou une régulation.
Ainsi, la CTA double flux joue un rôle important dans le confort, la qualité d’air et la performance énergétique du bâtiment.
Les 4 flux d’air dans une CTA double flux
Pour comprendre une CTA double flux, il faut d’abord comprendre les 4 flux d’air.
C’est la base.
Sur un schéma de ventilation, ces flux sont souvent représentés avec des flèches et des couleurs différentes. Ils permettent de suivre le parcours de l’air dans la machine.
| Abréviation | Nom | Explication simple |
|---|---|---|
| AN | Air neuf | Air extérieur qui entre dans la CTA |
| AP | Air de pulsion | Air traité et soufflé vers les locaux |
| AR | Air de reprise | Air extrait depuis les pièces |
| REJ | Air rejeté | Air évacué vers l’extérieur |
Air neuf : AN
L’air neuf est l’air qui vient de l’extérieur.
Il entre dans la centrale de traitement d’air pour être filtré et traité.
Cet air extérieur peut être froid en hiver, chaud en été, humide, sec ou chargé en poussières selon les conditions extérieures.
La CTA doit donc le préparer avant de l’envoyer dans les locaux.
Par exemple, si l’air extérieur est à 5 °C et que l’on veut souffler un air confortable dans un bureau, il faudra le réchauffer avant de l’envoyer dans la pièce.
Air de pulsion : AP
L’air de pulsion est l’air envoyé vers les locaux après traitement.
C’est l’air qui arrive dans les bureaux, les salles de réunion, les chambres, les laboratoires ou les zones ventilées.
Cet air est généralement filtré, parfois chauffé, parfois refroidi, parfois humidifié ou déshumidifié selon les besoins.
Quand l’air neuf traverse la CTA et passe par les différents composants, il devient progressivement un air préparé. Une fois envoyé dans les locaux, on parle d’air de pulsion ou d’air soufflé.
Air de reprise : AR
L’air de reprise est l’air repris dans les pièces.
C’est l’air intérieur qui a déjà été respiré par les occupants. Il peut contenir du CO₂, de l’humidité, des odeurs ou des polluants.
Cet air est aspiré depuis les locaux et revient vers la CTA.
Dans une CTA double flux, cet air de reprise peut servir à récupérer de l’énergie avant d’être rejeté dehors.
Air rejeté : REJ
L’air rejeté est l’air évacué vers l’extérieur.
Après avoir été repris dans les locaux, l’air traverse une partie de la CTA. Une partie de son énergie peut être récupérée par l’échangeur de chaleur. Ensuite, il est rejeté dehors.
C’est le dernier flux du circuit d’extraction.
À retenir :
AN = air qui entre depuis l’extérieur.
AP = air traité envoyé dans les locaux.
AR = air repris dans les locaux.
REJ = air évacué vers l’extérieur.
Si vous comprenez ces 4 flux, vous avez déjà compris une grande partie du fonctionnement d’une CTA double flux.
Le chemin de l’air neuf jusqu’à l’air de pulsion
Maintenant que les 4 flux sont clairs, regardons le chemin de l’air neuf.
L’air neuf entre dans la centrale depuis l’extérieur. Ensuite, il traverse plusieurs composants avant d’être soufflé dans les locaux.
Le parcours peut varier selon les machines, mais on retrouve souvent cette logique :
air neuf → filtre → échangeur de chaleur → batterie chaude → batterie froide → humidificateur → silencieux → ventilateur de soufflage → filtre final éventuel → air de pulsion
Voyons maintenant le rôle de chaque composant.
Le filtre d’air neuf
Le premier composant important est le filtre.
Quand l’air extérieur entre dans la CTA, il contient souvent des poussières, pollens, insectes, particules ou impuretés.
Le filtre sert à retenir ces éléments.
Son rôle est double.
D’abord, il protège les occupants en améliorant la qualité de l’air envoyé dans les locaux.
Ensuite, il protège les composants internes de la CTA. Sans filtre, les batteries, l’échangeur, les gaines et les ventilateurs pourraient s’encrasser plus rapidement.
Un filtre sale peut provoquer une baisse de débit, une augmentation de la consommation du ventilateur et une mauvaise qualité d’air.
C’est pourquoi on surveille souvent l’encrassement des filtres avec un pressostat différentiel ou une sonde de pression.
À retenir : un filtre propre protège la CTA et améliore la qualité de l’air.
L’échangeur ou récupérateur de chaleur
Après le filtre, l’air neuf peut passer par un échangeur de chaleur, aussi appelé récupérateur de chaleur.
Son rôle est de récupérer une partie de l’énergie de l’air extrait.
En hiver, l’air repris dans les locaux est généralement plus chaud que l’air extérieur. Si cet air chaud était rejeté directement dehors, on perdrait beaucoup d’énergie.
Grâce à l’échangeur, une partie de cette chaleur peut être transférée à l’air neuf.
Par exemple, si l’air extérieur arrive à 5 °C et que l’air repris est à 22 °C, l’échangeur peut préchauffer l’air neuf avant la batterie chaude.
Ainsi, la batterie chaude aura moins de travail à faire.
Cela permet de réduire les besoins de chauffage et d’améliorer le rendement global de la CTA.
En été, selon les conditions, l’échangeur peut aussi aider à limiter les apports de chaleur.
Il existe plusieurs types d’échangeurs :
- échangeur à plaques ;
- échangeur rotatif ;
- système à batteries ;
- récupérateur avec by-pass.
À retenir : l’échangeur permet de récupérer de l’énergie et de réduire la consommation.
La batterie chaude
La batterie chaude sert à chauffer l’air.
Elle est utilisée surtout en hiver ou lorsque l’air soufflé doit être réchauffé pour atteindre la température souhaitée.
La batterie chaude est généralement alimentée par de l’eau chaude venant d’une chaudière, d’une pompe à chaleur ou d’un réseau de chaleur.
Quand l’air traverse la batterie chaude, il se réchauffe.
Par exemple, si l’air après échangeur arrive à 14 °C et que l’on souhaite souffler de l’air à 22 °C, la batterie chaude vient compléter le chauffage.
Elle ne fonctionne pas toujours à pleine puissance. Elle est régulée selon la température de soufflage demandée.
La régulation peut ouvrir ou fermer une vanne pour ajuster la quantité d’eau chaude qui circule dans la batterie.
À retenir : la batterie chaude permet d’amener l’air soufflé à une température confortable en hiver.
La batterie froide
La batterie froide sert à refroidir l’air.
Elle est utilisée en été ou dans les bâtiments qui ont besoin de climatisation.
Elle peut être alimentée par de l’eau glacée, par une pompe à chaleur réversible ou par un circuit frigorifique direct selon le type d’installation.
Quand l’air chaud traverse la batterie froide, il se refroidit.
Mais il se passe aussi autre chose : si l’air est humide, la batterie froide peut provoquer de la condensation.
L’humidité de l’air se transforme alors en eau sur la batterie. C’est pourquoi une batterie froide doit généralement être équipée d’un bac à condensats et d’une évacuation.
La batterie froide peut donc agir sur la température, mais aussi sur une partie de l’humidité de l’air.
À retenir : la batterie froide refroidit l’air et peut participer à la déshumidification.
L’humidificateur
Dans certaines CTA, on trouve un humidificateur.
Son rôle est d’ajouter de l’humidité dans l’air lorsque celui-ci est trop sec.
Cela peut être important dans certains bâtiments comme les hôpitaux, les laboratoires, les musées, les industries ou certains locaux sensibles.
En hiver, l’air extérieur froid peut devenir très sec après chauffage. Si l’air soufflé est trop sec, il peut provoquer de l’inconfort, des irritations ou des problèmes sur certains procédés.
L’humidificateur permet donc de maintenir une humidité relative adaptée.
Il peut fonctionner avec de la vapeur, de l’eau pulvérisée ou un système adiabatique selon les installations.
À retenir : l’humidificateur permet de corriger un air trop sec.
Les silencieux
Les silencieux servent à réduire le bruit.
Dans une CTA, les ventilateurs, les vitesses d’air et les gaines peuvent générer du bruit.
Si rien n’est prévu, ce bruit peut se propager dans les réseaux et arriver jusque dans les locaux.
Les silencieux permettent de limiter cette transmission sonore.
Ils peuvent être placés sur le soufflage, sur la reprise ou à différents endroits du réseau.
Dans les bureaux, hôtels, écoles ou hôpitaux, le confort acoustique est important. Les silencieux jouent donc un rôle essentiel.
À retenir : les silencieux réduisent le bruit transmis par la ventilation.
Le ventilateur de soufflage
Le ventilateur de soufflage pousse l’air traité vers les locaux.
Sans ventilateur, l’air ne pourrait pas circuler correctement dans les gaines.
Le ventilateur donne l’énergie nécessaire pour faire avancer l’air dans le réseau.
Dans les installations modernes, il est souvent piloté par un variateur de vitesse. Cela permet d’adapter le débit d’air aux besoins réels.
Par exemple, si une salle est peu occupée, le débit peut être réduit. Si le taux de CO₂ augmente, le débit peut être augmenté.
Le ventilateur de soufflage est donc un composant central dans le fonctionnement d’une CTA double flux.
À retenir : le ventilateur de soufflage envoie l’air traité vers les pièces.
Le filtre final
Certaines installations possèdent un filtre final après le ventilateur ou avant l’envoi de l’air dans les locaux.
Ce filtre permet d’obtenir une qualité d’air plus élevée.
On le retrouve notamment dans les hôpitaux, laboratoires, salles propres ou locaux sensibles.
Son rôle est de retenir les dernières particules avant le soufflage.
À retenir : le filtre final améliore la qualité de l’air envoyé dans les locaux.
Le circuit d’extraction : de l’air repris à l’air rejeté
Après avoir vu le chemin de l’air neuf, regardons maintenant le circuit d’extraction.
L’air repris vient des locaux. Il est aspiré depuis les pièces et revient vers la CTA.
Son parcours peut ressembler à ceci :
air repris → filtre → silencieux → ventilateur de reprise → silencieux → échangeur de chaleur → air rejeté
Le but est simple : extraire l’air vicié, récupérer une partie de son énergie, puis le rejeter dehors.
Le filtre sur l’air repris
Dans certaines CTA, l’air repris traverse aussi un filtre.
Ce filtre protège la machine contre les poussières venant des locaux.
Il peut aussi protéger l’échangeur, le ventilateur et les gaines.
L’air repris peut contenir des fibres, poussières ou particules intérieures. Le filtre évite que ces éléments encrassent la CTA.
Le ventilateur de reprise
Le ventilateur de reprise, aussi appelé ventilateur d’extraction, aspire l’air vicié des locaux.
Son rôle est de ramener l’air intérieur vers la centrale, puis de l’envoyer vers le rejet.
Il fonctionne souvent en coordination avec le ventilateur de soufflage.
Pourquoi ? Parce qu’il faut équilibrer les débits.
Si on souffle trop d’air sans extraire assez, le bâtiment peut être en surpression.
À l’inverse, si on extrait trop d’air sans souffler suffisamment, le bâtiment peut être en dépression.
La CTA double flux doit donc gérer correctement le soufflage et l’extraction.
À retenir : le ventilateur de reprise extrait l’air vicié des locaux.
La récupération d’énergie sur l’air extrait
L’air repris contient encore de l’énergie.
En hiver, il est souvent chaud. En été, il peut être plus frais que l’air extérieur.
Avant de le rejeter dehors, la CTA peut récupérer une partie de cette énergie grâce à l’échangeur.
Cela permet de réduire les besoins de chauffage ou de refroidissement.
Par exemple, en hiver, si l’air repris est à 22 °C et que l’air neuf est à 5 °C, l’échangeur permet de préchauffer l’air neuf.
La batterie chaude doit alors fournir moins d’énergie.
C’est l’un des grands avantages d’une CTA double flux par rapport à une simple ventilation sans récupération.
Air de pulsion et température de confort
Une fois l’air traité, il devient de l’air de pulsion.
Cet air est soufflé dans les locaux avec une température adaptée.
Par exemple, si l’objectif est de maintenir une pièce à 22 °C, la CTA peut envoyer un air proche de cette température ou adapté à la stratégie de régulation.
La température exacte dépend du type de bâtiment, du débit d’air, des besoins thermiques, de la régulation et des conditions extérieures.
Il ne faut pas oublier que la CTA ne travaille pas seule. Elle peut être liée à un système de chauffage, de refroidissement, à une GTB ou à une régulation locale.
Les points clés à retenir
Pour comprendre une CTA double flux, retenez ces points :
- Une CTA double flux gère deux circuits d’air : air neuf/soufflage et air repris/rejet.
- Les 4 flux principaux sont : AN, AP, AR et REJ.
- L’air neuf est filtré avant d’être envoyé dans la machine.
- L’échangeur récupère une partie de l’énergie de l’air extrait.
- La batterie chaude chauffe l’air en hiver.
- La batterie froide refroidit l’air en été.
- L’humidificateur corrige un air trop sec.
- Les silencieux réduisent le bruit.
- Le ventilateur de soufflage envoie l’air traité vers les locaux.
- Le ventilateur de reprise extrait l’air vicié.
- L’air rejeté est évacué vers l’extérieur après récupération éventuelle d’énergie.
Exemple simple de fonctionnement en hiver
Prenons un exemple.
Il fait 5 °C dehors. L’air extérieur entre dans la CTA comme air neuf.
Il passe d’abord par le filtre. Ensuite, il traverse l’échangeur de chaleur.
L’air repris venant des locaux est à environ 22 °C. Grâce à l’échangeur, une partie de cette chaleur est transférée à l’air neuf.
L’air neuf peut alors sortir de l’échangeur à une température plus élevée, par exemple 14 °C.
Ensuite, la batterie chaude complète le chauffage pour atteindre une température de soufflage confortable.
Le ventilateur de soufflage envoie alors cet air traité vers les locaux.
Pendant ce temps, l’air repris traverse la CTA, cède une partie de son énergie dans l’échangeur, puis est rejeté vers l’extérieur.
Ce fonctionnement permet de renouveler l’air tout en limitant les pertes d’énergie.
Exemple simple de fonctionnement en été
En été, le principe reste le même, mais les besoins changent.
L’air extérieur peut être chaud. La CTA doit alors éviter d’envoyer un air trop chaud dans les locaux.
Selon l’installation, l’air peut être refroidi par une batterie froide.
Si l’air est humide, la batterie froide peut aussi provoquer une condensation et réduire une partie de l’humidité.
L’échangeur peut également aider selon les conditions, par exemple si l’air extrait est plus frais que l’air extérieur.
Le but est toujours le même : envoyer un air confortable dans les locaux tout en limitant les consommations.
CTA double flux et régulation
Une CTA double flux moderne fonctionne avec une régulation.
La régulation reçoit des informations provenant de plusieurs capteurs :
- température extérieure ;
- température de soufflage ;
- température de reprise ;
- pression dans les gaines ;
- pression différentielle des filtres ;
- taux de CO₂ ;
- humidité ;
- état des ventilateurs ;
- position des registres.
Ensuite, elle commande les actionneurs :
- ventilateurs ;
- variateurs de vitesse ;
- vannes des batteries ;
- registres motorisés ;
- humidificateur ;
- by-pass de l’échangeur ;
- alarmes ;
- communication GTB.
La régulation permet donc à la CTA de s’adapter aux besoins réels.
Par exemple, si le taux de CO₂ augmente dans une salle de réunion, la CTA peut augmenter le débit d’air neuf.
Si la température de soufflage est trop basse, la régulation peut ouvrir davantage la vanne de la batterie chaude.
Si le filtre est encrassé, elle peut envoyer une alarme.
La régulation est donc le cerveau de la CTA.
Les erreurs fréquentes à éviter
Confondre air neuf et air de pulsion
L’air neuf vient de l’extérieur. L’air de pulsion est l’air traité envoyé vers les locaux.
Ce n’est pas exactement la même chose.
Confondre air repris et air rejeté
L’air repris vient des pièces. L’air rejeté est évacué vers l’extérieur après son passage dans la CTA.
Penser que double flux signifie chauffage et refroidissement
Double flux signifie deux circuits d’air. La présence d’une batterie chaude ou froide ne définit pas le double flux.
Oublier l’échangeur de chaleur
L’échangeur est un composant essentiel, car il permet de réduire les pertes d’énergie.
Négliger les filtres
Des filtres encrassés peuvent réduire le débit, augmenter la consommation des ventilateurs et dégrader la qualité d’air.
Ignorer la régulation
Une CTA double flux n’est pas seulement une machine mécanique. Elle fonctionne avec des capteurs, des actionneurs et une logique de régulation.
FAQ sur la CTA double flux
Que veut dire CTA ?
CTA signifie Centrale de Traitement d’Air. C’est une machine qui traite l’air avant de l’envoyer dans un bâtiment.
Pourquoi dit-on CTA double flux ?
On parle de CTA double flux parce que la machine gère deux circuits d’air : l’air neuf/soufflage et l’air repris/rejet.
Quelle est la différence entre air neuf et air de pulsion ?
L’air neuf vient de l’extérieur. L’air de pulsion est l’air traité envoyé dans les locaux.
Quelle est la différence entre air repris et air rejeté ?
L’air repris vient des pièces. L’air rejeté est l’air évacué vers l’extérieur après passage dans la CTA.
À quoi sert l’échangeur de chaleur ?
L’échangeur récupère une partie de l’énergie contenue dans l’air extrait pour préchauffer ou prétraiter l’air neuf.
À quoi sert la batterie chaude ?
La batterie chaude chauffe l’air soufflé lorsque l’air est trop froid.
À quoi sert la batterie froide ?
La batterie froide refroidit l’air et peut aussi participer à la déshumidification.
Pourquoi y a-t-il des filtres dans une CTA ?
Les filtres retiennent les poussières, pollens, particules et impuretés. Ils protègent les occupants et les composants de la CTA.
Conclusion
La CTA double flux peut sembler complexe au premier regard, mais son principe est logique.
Elle sert à renouveler l’air d’un bâtiment en introduisant de l’air neuf et en extrayant l’air vicié.
Pour la comprendre, il faut d’abord identifier les 4 flux d’air : air neuf, air de pulsion, air de reprise et air rejeté.
Ensuite, il faut suivre le chemin de l’air dans la machine.
L’air neuf est filtré, récupère éventuellement de l’énergie, passe par les batteries, peut être humidifié, traverse les silencieux et est poussé par le ventilateur de soufflage vers les locaux.
De l’autre côté, l’air repris est extrait des pièces, filtré, envoyé vers l’échangeur, puis rejeté à l’extérieur.
Grâce à cette organisation, la CTA double flux permet d’améliorer la qualité d’air, le confort et la performance énergétique du bâtiment.
Si vous débutez en CVC, HVAC, ventilation ou régulation, comprendre le fonctionnement d’une CTA double flux est une base essentielle.