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Faire varier le débit d'air, la vitesse de soufflerie ou la pression d'air d'un ventilateur est confortable. Plutôt que de supporter le souffle et le bruit permanent d'un climatiseur fonctionnant à pleine puissance, adapter la ventilation à la pièce permet non seulement d'éviter des désagréments (courants d'air, bruit) mais aussi de limiter les dépenses en énergie. Avec un variateur de ventilateur, on peut moduler la vitesse et la puissance en fonction du type d'occupation et de l'heure de la journée ou de la nuit.
Variateur de ventilateur, le principe
Qu'il s'agisse d'un ventilateur sur une climatisation, une VMC, d'une ventilation centralisée ou d'un ventilateur, le débit d'air, la vitesse du flux d'air et sa puissance dépendent des différentes caractéristiques de la machine : diamètre des pales, nombre et inclinaisons de ces pales puis vitesse de rotation du moteur. Pour régler le débit d'un ventilateur ou d'une turbine de ventilation, on ne peut agir que sur la vitesse de rotation puisque les autres données (diamètre, nombre et inclinaisons des pales) sont fixes.
Variateur de ventilateur : que se passe-t-il ?
Varier la vitesse de rotation d'un ventilateur a plusieurs conséquences.
Le débit d'air mesuré en m³/h varie proportionnellement à la vitesse de rotation du ventilateur. Le flux ou débit permet de remplir plus ou moins et plus ou moins rapidement d'air frais (ou chaud) un volume donné, ce qui est appréciable en termes de temps de mise en confort d'une pièce ou d'un logement.
La pression de l'air (mesurée en hectopascals ou en bars) varie proportionnellement au carré de la vitesse de rotation du ventilateur. La pression est ce qui permet une couverture plus ou moins étendue de la zone climatisée.
La puissance (en Watts) varie proportionnellement au cube de la vitesse de rotation du moteur du ventilateur. Or la puissance influe sur la consommation en énergie électrique, donc sur les dépenses en énergie.
Comment varier la vitesse de rotation du moteur ?
Puisque tous les ventilateurs domestiques ont des moteurs électriques, on ne peut faire varier la vitesse de rotation d'un moteur qu'en fonction de quelques paramètres :
- La fréquence du courant électrique qui les alimente. Plus la fréquence (en Hertz) est élevée, plus vite tournera le moteur. Il suffit alors de faire varier cette fréquence pour obtenir une vitesse de rotation plus ou moins élevée.
- Le nombre de pôles du moteur électrique. Un moteur électrique fonctionne par mise en rotation d'un rotor au sein d'un stator via les champs électro-magnétiques d'aimants (pôles). En alimentant ou en isolant électriquement quelques pôles d'un moteur, on peut diviser ou multiplier sa vitesse de rotation (mais toujours par facteur pair : 2 ou 4).
- Le glissement est l'écartement entre les aimants et les bobinages du rotor et du stator. Au fur et à mesure qu'on écarte les uns des autres, la tension du champ électromagnétique diminue, ce qui fait chuter la vitesse de rotation.
Les appareils et modules variateurs pour ventilateur
Si le moteur du ventilateur est conçu pour un type de variation précis (2 ou plus bobinages séparés, nombre de pôles commutables ou à glissement) il est généralement équipé de son propre variateur. En cas de panne, le variateur devra être démonté, identifié et obligatoirement remplacé à l'identique (marque, modèle, référence ou numéro de série).
Par contre, pour tous les moteurs de ventilateur non équipés en usine d'un variateur à commutation de pôles ou à glissement, un variateur de fréquence peut être remplacé et un module variateur peut même être ajouté sur des ventilateurs non équipés en usine d'un variateur. Toutefois, le convertisseur de fréquence est un appareil à part entière qui consomme de l'énergie, y compris en veille (comme un variateur de lampe halogène) et qui dégage des ondes électromagnétiques. Il permet toutefois un couplage avec une centrale de régulation et/ou un thermostat connecté afin de réguler automatiquement le débit, la pression et la puissance en fonction de la température, de la pression ou des variations de ces valeurs.
Bon à savoir : un variateur de ventilateur pour moteur à pôles commutables dispose de 2 ou plus vitesses de rotation préprogrammées correspondant au nombre de pôles alimentés (2 ou 4). Alors qu'un variateur à glissement est équipé d'une mollette de réglage qui permet une variation en continu sans vitesses préprogrammées.
Achat et prix d'un variateur de ventilateur
Hormis le cas où l'on remplace un variateur à glissement ou un variateur commandant la commutation de pôles, on distingue 3 grandes catégories de variateurs à fréquence pour ventilateur :
- Les variateurs muraux s'installent en encastrement comme des interrupteurs et variateurs d'éclairage. En général, leur pose a été prévue dès l'installation de la climatisation, de l'aération forcée ou de la ventilation (VMC réglables). Ce type de variateur se vend entre 20 € et 30 € environ en coloris standards et bien plus dans des décors plus sophistiqués.
- Les variateurs nomades sont des blocs prise électrique qui s'intercalent entre la fiche du cordon d'un ventilateur et la prise murale. Un bouton de réglage permet de faire varier la vitesse de rotation du ventilateur connecté sur le variateur. Ces dispositifs sont très utiles pour les ventilateurs de table et climatiseurs mobiles, ils s'achètent entre 15 € et 20 € environ.
- Les variateurs à télécommande disposent d'un module variateur qui s'installe dans l'appareil et sont pilotés par une télécommande déportée. Ces dispositifs sont très utiles dans les climatiseurs splits et consoles d'entrée de gamme qui ne disposent pas toujours d'un variateur de ventilation efficace. À partir de 30 €, on trouve des modèles d'entrée de gamme mais il faut alors s'assurer de leur encombrement et de l'espace disponible pour insérer le module dans l'appareil à piloter.
Un variateur de ventilateur s'achète aussi bien sur internet que chez un distributeur de climatisation ou chez quelques équipementiers électriques. À moins de remplacer un variateur existant par un modèle parfaitement identique, sauf au cas où on confie sa pose à un installateur thermique, il est recommandé de s'assurer qu'on pourra échanger un variateur ne fonctionnant pas avec son ventilateur ou sa climatisation.
Bon à savoir : quel que soit le type de variateurs à fréquence, un matériel de mauvaise qualité peut générer des harmoniques dans le courant, ce qui provoque des perturbations et une élévation de température (effet Joule). Il est indispensable de s'assurer de la mention CE sur l'appareil attestant sa conformité à la directive européenne EMC.