Quelques rappels sur la ventilation
Pourquoi ventiler ?
La première raison de la ventilation est liée à l’évolution de l’utilisation des maisons :
- Elles sont de plus en plus isolées pour conserver la chaleur et de ce fait, sont de plus en plus étanches à l’air (condition de la performance de l’isolation). Ainsi, l’humidité produite par les appareils et métabolismes est confinée dans les pièces chauffées et conduisent à des risques de prolifération bactérienne et fongique (moisissures, champignons…) sur le bâti.
- Les personnes consomment l’air des pièces et doit être renouvelé pour être maintenu sain. La respiration diminue la quantité de dioxygène disponible et augmente le CO2 et l’humidité de la pièce.
La deuxième raison est liée aux pollutions de l’air:
- Liées aux matériaux utilisés pour la construction de la maison (colles, solvants, émanations post séchage… voir dossier « La maison toxique »), aux matériels de production de chauffage (monoxyde de carbone), aux produits dispersés volontairement (pesticides, désodorisants…).
- Liées à l’environnement sur lequel est situé le bâti. Le radon par exemple est un gaz radioactif naturel susceptible de remonter du sol dans la maison par les fuites d’étanchéité et de s’accumuler dans l’air ambiant en cas de déficit de ventilation.
Comment ventiler ?
On retrouve dans les maisons deux grandes familles de ventilation :
- La ventilation par pièces séparées : Fenêtres de grande dimension, grilles de ventilation placées en bas et en haut d’une pièce, extracteurs fonctionnant avec un interrupteur, mise en route manuelle ou sur hygrostat, détecteur de présence, minuterie.
Dans ce principe, toutes les pièces de vie et d’eau ont un moyen de renouveler leur volume d’air, soit manuellement (ouverture des fenêtres, extracteurs), soit naturellement par les effets du vent et du tirage thermique (non étanchéité des ouvrants, grilles de ventilation). Ce système n’est plus autorisé sur la construction neuve – il ne permet pas d’assurer des débits de ventilation minimum d’un point de vue sanitaire en toute saison, et génère des consommations d’énergie importantes.
La ventilation par balayage : L’air neuf pénètre par des entrées d’air dans les pièces de vie, transite dans le logement à travers les passages de transit, l’air vicié est extrait dans les pièces de services par les bouches d’extraction, et est rejeté à l’extérieur. Le débit d’air neuf est proche du débit d’air repris, et est fixé réglementairement. La ventilation peut être naturelle (tirage thermique) ou mécanique (VMC).
Si la VMC (ventilation mécanique contrôlée) est dite à simple 
flux –un simple réseau d’extraction-, des entrées d’air sont positionnées au dessus des fenêtres, elles sont autoréglables (à débit constant), ou hygroréglables (dépendant de l’hygrométrie des pièces).
Si la ventilation est dite à simple flux par insufflation (VMI) –un simple réseau d’insufflation-, des bouches d’extraction statiques sont positionnées dans les pièces de service (cuisine, salle d’eau, wc).
Si la ventilation est dite à double flux –un réseau d’extraction et un réseau d’amenée d’air centralisé-, l’air est prélevé à l’extérieur par un ventilateur qui va amener l’air dans les pièces de vie, l’air vicié étant extrait par un autre ventilateur, à débit similaire. Les ventilations double flux sont pourvues d’un échangeur de chaleur, système qui va récupérer les calories de l’air évacué pour réchauffer l’air rentrant (avec des rendements de 60% pour des échangeurs à courants croisés et 80-90% pour les échangeurs à contre courant et les échangeurs rotatifs).
La ventilation doit pouvoir satisfaire toutes ses problématiques.
La ventilation est déterminée en volume/heure pour représenter le taux de renouvellement d’air. Le volume considéré est le volume chauffé. Les débits d’air sont mesurés en m3/h.
Ventiler, une perte d’énergie ?
D’un point de vue énergétique, le renouvellement d’air compte parmi les sources de déperditions préjudiciables du logement, il constitue un point névralgique sur les bâtiments modernes et à rénover. En effet :
Dans un bâtiment bien isolé, il s’échappe autant de chaleur par les murs que par l’aération, on ne peut pas faire un logement efficace si l’on doit remplacer toutes les 2 heures l’air chauffé par de l’air froid extérieur. Donc si l’on ne veut pas qu’une chaudière puissante tourne pour réchauffer continuellement la température du logement, il faut réfléchir au moyen d’optimiser le renouvellement d’air, afin que le logement soit sain, sans être déperditif.
Dans un logement bien isolé, l’étanchéité à l’air conditionne le bon fonctionnement des matériaux isolants (en plus d’améliorer le confort thermique). On sait par exemple que si un pare vapeur est censé protéger une laine minérale, et que celui ci n’est pas jointif, le passage d’air dans l’isolant augmente la conductivité thermique, et l’humidité de même, voire à partir d’un certain niveau d’humidité relative conduit à des développements fongiques. Un mur qui n’est pas étanche à l’air n’isole pas. On ne peut donc pas ne pas se préoccuper de cette question, ou considérer qu’elle ne concerne que les logements passifs.
Mais l’amélioration de l’enveloppe étanche du bâtiment ne doit pas se traduire par une absence de qualité de l’air, parce que les fuites ventilaient le logement. Il faut donc créer des entrées d’air dédiées placées judicieusement pour effectuer cet office. Et la logique de réduction des déperditions va suivre plusieurs axes :
– Ventiler plus, ventiler mieux : avoir un débit d’air suffisant, au moment ou les occupants en ont besoin
– Préchauffer l’air entrant (avec un puits canadien, en récupérant la chaleur et l’humidité de l’air extrait)
Schéma récapitulatif réalisé par Energie Wallonie
Classement des différents systèmes de ventilation pour les économies d’énergie l’hiver, du moins bon au meilleur :
|
Coût |
Qualité d’air |
Déperdition |
Avis |
|
| Ventilation naturelle |
* |
** |
***** |
Débits variables selon le tirage thermique naturel et le vent. Pas d’ajustement selon l’utilisation du bâtiment. |
| VMC simple flux Autoréglable |
* |
**** |
**** |
Débits constants réglés en usine, consommation d’énergie importante, très bon marché. |
| VMC simple flux hygroréglable |
** |
** |
*** |
Fait varier les débits d’air en fonction du besoin d’extraction. Soit la VMC est équipée d’une sonde hygrométrique, soit les bouches le sont. Un peu plus cher que la VMC classique. Vous permet d’économiser de 10 à 35% sur vos pertes par ventilation. |
| VMI (ventilation mécanique par insufflation) |
** |
**** |
**** |
La maison est en surpression. Débits constants, consommation d’énergie importante, est généralement accompagné d’une batterie pour chauffer l’air dans les pièces de vie. |
| Le puits canadien+VMC simple flux |
*** |
**** |
** |
Vous insufflez de l’air préchauffé dans les pièces de vie. Débits constants. La maison est en légère surpression. Rafraîchissement en été. |
| La VMC Double flux |
*** |
**** |
* |
Son échangeur de chaleur intégré vous permet de récupérer une partie de la chaleur de l’air sortant pour réchauffer l’air entrant. Préférer les échangeurs haut rendement. |
| puits canadien+VMC double flux |
**** |
**** |
– |
Le puits canadien évite le givrage de l’échangeur de la VMC. L’effet du puits canadien l’hiver est anecdotique, sauf fortes amplitudes de températures l’hiver. Rafraîchissement en été. |
| VMC double flux thermodynamique |
**** |
**** |
* |
VMC avec pompe à chaleur sur air extrait. Dans une maison passive, la VMC est le système de chauffage. Rafraîchissement en été. |
Tous ces systèmes agissent au niveau de la ventilation. Ils ne préchauffent pas, ils diminuent les pertes thermiques causées par le renouvellement d’air
Ne pas avoir besoin de climatiser sa maison
La plupart des problèmes de surchauffes pourraient ne pas exister si les maisons étaient réfléchies par rapport aux contraintes climatiques qu’elles ont à supporter. L’association d’un thermicien dès la conception du projet permet de visualiser les problèmes de conception et d’apporter des solutions passives pour limiter l’évolution des températures lors de périodes de canicule et par extension le recours à un système mécanique de climatisation.
Les surchauffes sont dues à quatre phénomènes :
L’excédent d’apports solaires passifs. L’orientation solaire des vitrages et leur inclinaison déterminera les calories récupérées en été. Leur position, les protections solaires (masques, occultations) sont déterminantes. L’inertie thermique des façades extérieures déterminera le déphasage thermique de la paroi: si le matériau isolant est dense, il fera barrière à la pénétration de chaleur sur les parois opaques.
L’excédent d’apports internes. Le fonctionnement continu d’appareils électroménagers contribue à réchauffer l’air ambiant. Des pièces éclairées artificiellement en continu ou contenant un nombre important d’appareillages peuvent être problématiques pour le confort d’été. La chaleur dégagée par les métabolismes est une autre cause de surchauffe dans les écoles, bureaux…
Le manque d’inertie thermique : La masse thermique de la maison détermine sa capacité à amortir les excédents de chaleur intérieure. Il est nécessaire d’apporter de l’inertie par des cloisons (parpaing plein, brique de terre cuite ou crue) et dalles massives. Cette masse limitera l’élévation des températures dans le bâtiment. Une maison construite uniquement avec des matériaux légers n’a aucune capacité d’amortissement de l’onde thermique.
La gestion de la ventilation. Renouveler l’air par de l’air extérieur conduit à réchauffer la maison en été. La ventilation peut être réalisée par un puits canadien pour traiter le problème. La maison doit pouvoir être surventilée par des ouvrants judicieusement placés pour évacuer facilement les excédents de chaleur la nuit.
Pour conclure : le sujet de la ventilation est complexe et doit être abordé le plus tôt possible sur le projet. Le puits canadien peut apporter un rafraichissement en été mais est-il nécessaire ou est-ce que le bâtiment de par sa conception est déja frais ? Comment en hiver rendre le bâtiment le plus efficace possible ? Le puits canadien peut y contribuer mais cela va dépendre du concept énergétique retenu. La reflexion autour du puits canadien est dépendante de l’analyse du projet menée en amont.
