Les éléments d’Ingénierie technique

1. Les éléments d’Ingénierie technique Sources : - Ingénierie hôtelière et de restauration, B.MOULART Cabinet d’Ingénierie DEMETER, VILLEURBANNE (69) Traité d’Ingénierie, JP. POULAIN, LARROSE Sites Internet

2. Préambule Ce chapitre va permettre de définir et d’analyser les éléments techniques d’un projet d’établissement tels que : • Les énergies, • L’éclairage, • L’eau, • La ventilation • Le froid,

3. 1. Les énergies Les entreprises hôtelières et de restauration se voient offrir 2 possibilités concernant le choix des énergies : • Bi-énergie (électrique + gaz) • Tout électrique

4. 1.1 L’Électricité • L’électricité est la seule source d’énergie capable de répondre à tous les besoins d’une entreprise. • Dans le cadre d’un choix « tout électrique », il convient de maîtriser les tarifications et les consommations.

5. 1.1.1 Généralités • Le courant électrique : Le courant électrique est matérialisé par un flux d’électrons (protons (+), neutrons (-)) qui se déplace. On distingue le courant continu (DC ) et le courant alternatif (AC ) Certains matériaux sont dits « conducteurs », c’est-à-dire que leur structure permet de conduire l’électricité (métaux, eau, alliages) et d’autres sont dits « isolants », c’est-à-dire qu’ils ne laissent pas circuler le courant (bois, verre, linoléum…). Cette donnée a une importance lors de la conception de locaux.

6. 1.1.1 Généralités • Le courant électrique peut être définit selon plusieurs caractéristiques : • L’intensité (symbole I) Exprimée en Ampères (A), l’intensité représente le débit de charges électriques passant dans une section. De l’intensité va dépendre le diamètre des sections afin d’éviter les chutes de tension (section trop grande) ou l’échauffement (section trop petite)

7. 1.1.1Généralités • La tension électrique (symbole U) La tension correspond à la force électromotrice du champ électrique. On peut la comparer à la pression de l’eau dans une canalisation. Les cuisines professionnelles sont alimentées en courant 220/240 volts (standard) et en 380/400 volts pour les appareils plus importants.

8. 1.1.2 L’Installation électrique • L’installation électrique regroupe l’ensemble des éléments qui permet de diffuser l’électricité dans l’établissement. • L’installation électrique doit être organisée en circuits différenciés (par zone) indépendants afin d’éviter de perturber l’ensemble du réseau en cas d’incident sur une zone.

9. Voici à présent les principaux composants d’une installation électrique : • Les câbles électriques et conducteurs : Nécessaire au transport de l’électricité, la nature des câbles est définie au niveau français (norme UTE) et également au niveau européen (norme CENELEC). Ces normes imposent des cahiers des charges précis en fonction des installations. Selon leur fonction, les câbles ont une couleur normalisée (bleu clair pour le neutre, bicolore jaune-vert pour la liaison à la terre et les autres couleurs pour les phases.

10. Les disjoncteurs Ils permettent la coupure automatique et instantané du courant lorsque ce dernier atteint la valeur limite déterminée lors de l’installation. C’est un dispositif de sécurité. • Les coupe circuits (fusibles) • Le système d’arrêt d’urgence (coup de poing) • La mise à la terre Permet de relier à la terre les masses métalliques susceptibles d’être mises accidentellement sous tension. Elle est matérialisée par le câble bicolore vert-jaune relié à une pièce métallique enfouie dans le sol (2m).

11. 1.1.2 L’Installation électrique • Il est à noter que les installations électriques sont sévèrement réglementées (décrets, règlements etc…) et que leur conception est réalisée par des professionnels (Bureau Etudes Thermiques fluides).

12. 1.1.3 Les Puissances • La puissance nominale La puissance nominale est la puissance nécessaire au fonctionnement d’un appareil. Elle est indiquée sur une plaque située au dos de l’appareil, exprimée en W ou kW Ex : Four polycuiseur : 42 kW • La puissance installée C’est la somme des puissances nominales de tous les appareils de l’établissement.

13. 1.1.3 Les Puissances • La puissance maximum appelée C’est la somme des puissances nominales de tous les appareils qui sont susceptibles de fonctionner en même temps. Elle peut être calculée grâce au cœfficient de foisonnement. • Cœfficient de foisonnement C’est le rapport entre la puissance installée et la puissance maximum appelée. Ce cœfficient varie de 50% (tout électrique) à 75 % (bi énergie)

14. Un petit exemple… • La puissance nominale Four 42Kw Plaque radiante 28 Kw Bain marie 10 Kw La puissance installée Soit 42+28+10= 80 Kw La puissance maximum appelée (puissance installée x coef. foisonnement) Soit 80 x 0,5= 40 Kw

15. 1.1.3 Les Puissances • La puissance souscrite C’est la puissance mise à disposition par le fournisseur (EDF). Elle est dépendante des puissances évoquées précédemment, mais également des saisons, des pointes d’activité ou encore des tarifs.

16. 1.1.4 La Consommation d’électricité • La consommation est exprimée en kW.h, elle dépend donc de deux facteurs : - la puissance en kW - le temps d’utilisation en heures • La société EDF propose 3 types de tarifs, qui évoluent en fonction de la puissance souscrite : - Tarif bleu : 3 à 36 kW adapté aux ménages - Tarif jaune : 36 à 250 kW adapté aux PME - Tarif vert : + de 250 kW.

17. 1.1.4 La Consommation d’électricité • Les tarifs varient ensuite selon les saisons et les heures de fonctionnement. On distingue ainsi* : • HPE (Heures Pleines Été) • HPH (Heures Pleines Hiver) • HCE (Heures Creuses Été) • HCH (Heures Creuses Hiver) La tarification est composée de deux éléments : • l’abonnement • La consommation *Env. 8 cts € en heure creuse et 13 cts en heure pleine

18. 1.1.4 La Consommation d’électricité • Après analyse des tarifs, il convient donc d’optimiser les périodes de fonctionnement des appareils. Pour cela, il est possible de mettre en place différents systèmes : • Programmation de l’eau chaude • Gestion centralisée du chauffage et de la climatisation • Programmation des appareils de cuisson • Mise en place de dispositifs basse consommation: ampoules fluo-compactes, LED etc…

19. 1.2 Le gaz Utilisé dans le cadre de la bi-énergie (par opposition au tout électrique), le gaz est encore beaucoup utilisé dans les entreprises hôtelières, notamment dans les locaux de production. Même si beaucoup de chefs d’entreprise ont aujourd’hui opté pour le tout électrique, plus propre et moins dangereux, certains chefs sont très attachés au travail sur le fourneau au gaz.

20. 1.2.1 Les différents types de Gaz Il existe deux grandes familles de gaz : • Le gaz naturel • Le gaz de pétrole liquéfié (GPL) Le tableau suivant vous présente les caractéristiques et les présentations commerciales de ces gaz.

21. 1.2.1 Les différents types de Gaz

22. 1.2.2 La consommation de gaz La consommation de gaz est exprimé en volume (m3). La quantité d’énergie fournie par ce gaz est calculée à partir du pouvoir calorifique du gaz. Ce pouvoir calorifique correspond à l’énergie, exprimée en Kw.h dégagée par la combustion d’un m3 de gaz. Ce pouvoir calorifique varie selon le type de gaz :

23. 1.2.2 La consommation de gaz

24. 1.2.2 La consommation de gaz • Exemple : Un four d’une puissance de 42Kw, qui fonctionne 2 heures au gaz naturel aura consommé : • 42 x 2 = 84 Kw.h • 84/10 = 8.4 m3

25. 1.2.3 L’installation du Gaz • Tout comme l’electricité, la sécurité d’une installation de gaz est très réglementée. • La conception des installations sont généralement confiées à un BET spécialisé (BET fluides)

26. Contrôle et économies de gaz • Mise en place de veilleuses ou brûleurs séquentiels • Entretien régulier pour une combustion parfaite • Purge périodique du système

27. 2. L’Éclairage • L’éclairage tient un rôle important dans une entreprise car il agit sur différents facteurs d’ordre technique, économique te même psychologique. • Il est nécessaire de l’intégrer au projet dès la phase de conception.

28. 2.1 Les différents types d’éclairage • Éclairage normal : • Éclairage normal • Éclairage ponctuel (lampes d’appoint) • Éclairage occasionnel (spots, projecteurs) • Éclairage de remplacement (fonctionne en cas de défaillance du système normal) • Éclairage de sécurité Obligatoire dans les ERP, il est composé d’un éclairage de balisage et un éclairage d’ambiance

29. 1.3.2 Vocabulaire spécifique • Photométrie : Étude des grandeurs liées à la lumière • Lumière: Radiations visibles par l’œil humain. On appelle « source de lumière », tout système qui émet des rayons lumineux. • Flux lumineux : C’est la quantité de lumière émise par une source lumineuse, exprimée en lumen (lm) • Éclairement : Résultat de l’éclairage, sa mesure s’exprime en lux (lx). Un lux est égal à un flux lumineux de 1 lumen par m2. Les niveaux d’éclairement requis sont liés aux activités.

30. 1.3.3 Comment éclairer un espace ? • Afin d’obtenir un éclairage satisfaisant, il est possible d’agir sur deux facteurs : • le choix de la source lumineuse • Le type de diffusion de l’éclairage De manière générale, l’étude de l’éclairage étant un domaine très spécifique, il est conseillé de confier sa conception à un éclairagiste professionnel, qui tiendra compte de tous les paramètres (température des couleurs, réflexion, confort visuel etc…)

31. 1.3.3.1 Les sources lumineuses • Privilégier la lumière naturelle • L’Incandescence : apporte une lumière diffuse, ressentie comme agréable • L’Incandescence aux halogènes : D’une durée de vie importante, ces ampoules propose une lumière proche de la lumière du jour • La fluorescence : Très peu esthétiques, ces tubes permettent un éclairage important, et une durée de vie très longue nouvelle génération: fluocompacte • Les lampes à décharge : Utilisées à l’extérieur ou dans les halls (gymnases etc…), ces lampes proposent une lumière de faible qualité, de couleur jaune orangée. • Les tubes luminescents : Utilisés pour les enseignes lumineuses colorées • Les lampes LED: 75% du marché d’ici 2020 Durée de vie 3 fois sup. à Fluocompacte et 50 fois supérieure à incandescence.

33. 1.3.3.2 Les types de diffusion de l’éclairage • Le type de diffusion de l’éclairage aura des conséquences sur le confort des clients mais également sur la mise en valeur de la décoration et des volumes architecturaux de l’établissement. • Il peut agir également sur la fatigue des employés

34. 1.3.3.2 Les types de diffusion de l’éclairage • Éclairage direct : La lumière est dirigée directement vers les zones à éclairer. La lumière peut être ressentie comme agressive et peu agréable. • Éclairage indirect : La lumière est dirigée totalement vers le plafond ou un mur et agit par réflexion • Éclairage mixte : C’est une combinaison des 2 précédents

35. 1.3.3.4 Les niveaux d’éclairements requis • Rappel : 1 lux = 1 lumen par m2

37. 3. L’Eau • Dans le cadre de la conception d’un projet, il convient d’étudier l’eau afin de résoudre les problématiques suivantes : • Évaluation des besoins d’une entreprise en eau chaude • Choix du matériel de production d’eau chaude • Intérêts de l’investissement d’un adoucisseur d’eau • Évacuation des eaux usées (obligations légales) Il est a noter que le circuit des eaux ainsi que le calcul des besoins sont conçus par des BET spécialisés (BET plomberie ou BET fluides)

38. 3.1 Estimation des besoins • Les équipements doivent être aménagés de façon à satisfaire les besoins journaliers, en garantissant une température égale, y compris en période de pointe (6 – 10 heures et 18 – 22 heures). • L’eau chaude est généralement produite entre 60 et 90°c, et distribuée à 45/50°c pour éviter toutes brûlures. • Les besoins dépendent de plusieurs critères :

39. 3.1 Estimation des besoins • Pour les hôtels : • Catégorie de l’établissement • Capacité d’accueil • Équipements sanitaires (jacuzzi, baignoire ou simple douche) • Pour les restaurants : • Type de prestation • Nombre de couverts • Consommation des matériels

40. 3.1 Estimation des besoins • Les besoins en eau chaude peuvent être déterminés selon deux méthodes : 1) En appliquant des ratios de la profession :

41. 3.1 Estimation des besoins 2) Par le calcul On appliquera une formule pour estimer les besoins de chaque utilisation Besoin en eau chaude = (C – A) * B D - A A : Température d’eau froide d’alimentation B : Nombre de litre d’eau nécessaire pour l’opération C : Température de puisage D : Température de stockage

43. 3.1 Estimation des besoins • Exemple : Besoin pour l’eau nécessaire un hôtel de 40 chambres. Moyenne 2 douches par chambre Température de puisage : 37°c Température de stockage : 60°c Durée moyenne : 5 minutes Température de l’eau froide : 8°c Besoin en eau chaude (à 60°c) = (37 – 8)*(5*15) 60 – 8 = 41.82 litres

44. 3.2 Le matériel de production d’eau chaude • Le tableau suivant va préciser les avantages et inconvénients des 3 systèmes de production : - la production par hydro –accumulation - la production instantanée - la production semi instantanée

45. 3.2 Le matériel de production d’eau chaude

46. 3.3 Pourquoi et comment adoucir l’eau? • On classe l’eau en fonction de sa dureté. • La dureté correspond à la quantité de sels minéraux dissous dans celle-ci. Elle sont classées en 4 catégories : • Très douces • Douces • Dureté moyenne • Très dures

47. 3.3 Pourquoi et comment adoucir l’eau? • Les sels minéraux présents dans l’eau ont pour principales conséquences : • Un dépôt de tartre qui obstrue les tuyauteries et qui finissent par réduire leur diamètre. • Un dépôt sur les résistances et au fond des appareils (chauffe eau, four polycuiseur, machines de laverie) qui perturbe les montées en température, ce qui a pour conséquence de faire « forcer » les appareils. • Ces dépôts ont également l’inconvénient de réduire les performances des appareils et d’accélérer leur usure perte financière

48. 3.3 Pourquoi et comment adoucir l’eau? • Ces problèmes peuvent être évités par l’achat d’un adoucisseur d’eau. • Il représente un investissement supplémentaire mais compte tenu des avantages indéniables qu’il apporte, son prix est largement amorti à moyen et long terme. • L’adoucisseur se place entre la sortie de l’eau et ses points de distribution.

49. 3.4 L’Évacuation des eaux usées • Les eaux usées d’un établissement sont évacuées dans le réseau de traitement des eaux usées par des caniveaux de sols qui sont reliés par gravité et qui évacuent les eaux par le collecteur d’évacuation des eaux usées.

50. 3.4 L’Évacuation des eaux usées • Le travail en hôtellerie restauration, notamment en cuisine nécessite des traitements préalables lors de l’évacuation des eaux usées. En effet, il est nécessaire de retenir 2 matières qui nuisent à l’efficacité de l’évacuation « classique » : - la graisse qui peut figer et entraver le passage des eaux - la fécule qui fermente rapidement et qui provoque des odeurs désagréables