Application sanitaire

La simulation pour un monde plus sain et durable

L’eau est une ressource précieuse que nous devons préserver pour un monde durable. La simulation peut nous y aider, même en faisant notre toilette ou lors de notre douche matinale. En effet, les fabricants comme Hansgrohe et Geberit, spécialistes dans les produits de salle de bains et du sanitaire, leaders sur leur marché, qui opèrent avec un focus particulier sur la responsabilité sociale, la protection de l’environnement et l’orientation durable.

Ces fabricants ont réussi à tirer parti des différents avantages de la simulation et ont développé des produits innovants de pointe favorisant l’économie d’eau et d’énergie en un minimum de temps.

Découvrez en les résultats des simulations numériques appliquées aux produits sanitaires !

Conception d’une cuvette de toilettes asymétrique

Chez Geberit, les simulations sont utilisées tout au long du processus de développement. De la phase de conception, en passant par le développement de produits et l’ingénierie des processus jusqu’à l’analyse des produits faisant l’objet d’une plainte. La simulation permet à Geberit de répondre aux exigences élevées imposées à ses produits qui doivent fonctionner sans entretien pendant 50 ans

TurboFlush : une technologie dernièrement développée, basée sur une géométrie interne asymétrique de la cuvette des toilettes développée et brevetée par Geberit. Elle aurait été inenvisageable sans logiciel de CFD. TurboFlush assure un rinçage totalement efficace et silencieux de la cuvette des toilettes. Cela permet de réduire la consommation d’eau, car tout est généralement propre en une seule fois. L’objectif était de mettre au point une géométrie de toilettes capable d’utiliser l’eau de remplissage d’un réservoir aussi efficacement que possible lors de l’activation de la chasse d’eau. Pour cela, l’eau doit d’abord entrer dans la cuvette sans perte de débit afin qu’elle puisse y développer pleinement sa puissance de rinçage, en utilisant un chemin sans obstacles pour l’eau, ce qui signifie, dans la mesure du possible, aucune collision à l’entrée de la cuvette en céramique et lors de son cheminement et bien sûr aucune collision de l’eau avec elle-même pour éviter les turbulences.

En utilisant divers outils CFD, les développeurs de Geberit ont pu tester virtuellement plus de cent variantes de leurs conceptions avant de décider de construire des prototypes pour valider l’état de chaque version. La simulation et les tests de prototype ont donné la préférence à la conception asymétrique avec une entrée d’eau latérale. Il en résulte une performance de rinçage unique tout en utilisant moins d’eau pour le rinçage avec une valeur nominal allant jusqu’au 3,0 litres par rapport à 12,0 litres utilisés pour tirer la chasse dans le passé. Tout le monde sait qu’après avoir tiré la chasse une première fois, il y a encore des particules ou du papier dans le siphon. Ou que la brosse des toilettes doit être utilisée pour éliminer toute trace. TurboFlush rend ces rinçages superflus ou les réduit au minimum.

Avec la chasse d’eau TurboFlush, la nouvelle géométrie de la cuvette sans bord – la saleté et le tartre pouvant adhérer sous le bord – garantit un flux d’environ 2,0 litres par seconde, idéalement guidé sur les surfaces. Cela permet de réduire considérablement les traces restantes dans la cuvette et d’obtenir une impulsion maximale dans le siphon par lequel les solides sont évacués.

Les ingénieurs de Geberit ont pu, grâce aux simulations, concevoir une chasse d’eau qui fonctionne beaucoup plus silencieusement. Les réductions de bruit ont été obtenues, entre autres, par un guidage du flux à faible turbulence de l’eau de rinçage, qui est donc moins mélangée à l’air que dans les concepts de rinçage classiques.

Grâce à la simulation, un cycle complet de variantes a pu être réalisé en seulement 24 heures. Cela comprend les changements de géométrie discutés avec le département de conception ainsi que les modifications nécessaires du prototype virtuel. Les nouveaux calculs sont effectués pendant la nuit, de sorte que les résultats de simulation sont disponibles et analysés au matin.

La simulation a permis une analyse localisée du débit de l’eau tout au long de son cheminement. Dans un laboratoire réel, l’opération de chasse d’eau est terminée en cinq secondes environ. Bien que le délai puisse être ralenti avec les caméras à grande vitesse, on est toujours limité à un seul angle de vue. Alors que la simulation permet de visualiser le modèle sous n’importe quel angle et à tout moment. On a également des indications sur les conditions d’écoulement qui ne peuvent être observées lors d’essais avec une véritable cuvette de toilettes, car la cuvette n’est pas transparente

Une cuvette de conception asymétrique
avec une entrée d’eau sur le côté

Une cuvette de toilettes sans bord est
facile à nettoyer

Le modèle de simulation peut être visualisé sous n’importe quel angle et à n’importe
quel moment

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