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L’optimisation de la ventilation est indispensable, ce pour trois raisons : préserver un air intérieur de qualité, éviter les dégradations du bâti et limiter les pertes d’air chaud par renouvellement d’air. La ventilation deviendra encore plus cruciale lorsqu’on aura atteint une perméabilité optimale.

Pourquoi ventiler ?

Qualité de l’air intérieur

De nombreuses études ont montré que l’air intérieur des logements contient une quantité de polluants bien souvent supérieure à l’air extérieur. Diverses sources causent cette pollution : particules en suspension (COV : émis par l’ameublement, la peinture, etc.), spores de moisissures, formaldéhydes, tabac, benzène, monoxyde de carbone, produits chimiques (détergents), radon  , etc..
Les conséquences peuvent aller de la simple gêne au développement de pathologies respiratoires.
Par conséquent, il importe d’évacuer ces polluants en incorporant de l’air neuf dans le logement : c’est le rôle de la ventilation.

Prévenir les pathologies du bâtiment

L’air contient de la vapeur d’eau. Plus l’air est chaud, plus il peut contenir de l’humidité. On considère qu’une humidité relative de l’ordre de 30 à 70 % est optimale pour qu’il n’y ait pas d’inconfort. Mais ce taux peut être largement dépassé, suscitant un inconfort pour les occupants. Mais ce n’est pas tout : cette humidité sous forme de vapeur d’eau peut se transformer en eau liquide lorsqu’une paroi froide est rencontrée, c’est le phénomène de condensation.
Cette eau va être alors susceptible d’entraîner moisissures et dégradation du bâti (décrépitude, dégradation des isolants, voire effondrement dans certains cas bien particuliers). Une ventilation adéquate permettra de prévenir la saturation en humidité.

Maitriser les débits de ventilation

Ventiler suffisamment est très important. Mais attention à bien ventiler et à ne pas trop ventiler. En effet, le renouvellement d’air non maîtrisé (ventilation naturelle) peut entraîner un renouvellement trop important des volumes d’air. Cela signifie que cet air chaud est gaspillé au profit d’un air neuf et sain, mais froid. Les systèmes de VMC permettent de maîtriser les débits et de trouver l’équilibre entre renouvellement suffisant et limitation des pertes d’air chaud.
Aérer son logement par l’ouverture des fenêtres est intéressant pour renouveler ponctuellement l’air. Mais c’est insuffisant pour assurer un renouvellement suffisant. De plus, une grande quantité d’air chaud est gâchée par cette ouverture. Seule la ventilation apporte des réponses satisfaisantes.

Les différents systèmes

Depuis l’arrêté de mars 1982, l’aération générale et permanente d’un logement, par le biais d’une ventilation mécanique contrôlée, spécifiquement dans les pièces de services (cuisine, salle de bain, WC) est obligatoire pour des raisons d’hygiène. Quel que soit le système choisi, des débits réglementaires sont exigés, compris entre 0,3 et 0,7 volume / heure (1 volume / heure correspond au renouvellement global de l’air du bâtiment en une heure). Il existe une multitude de systèmes de marques et de fournisseurs.
À noter que cette obligation n’est valable que pour les logements construits après mars 1982.

La ventilation naturelle

Ce système renouvelle trop ou trop peu d’air. Il est généralement peu optimal. Le renouvellement d’air se fait par les « courants d’air », des conduits spécifiques et l’ouverture des fenêtres dans des proportions bien supérieures à ce qui est nécessaire. De plus, cette technique altère l’isolation phonique et thermique. Elle s’effectue par un tirage naturel dû aux différences de température et de pression entre l’extérieur et l’intérieur. Cela pose de nombreux problèmes en mi-saison, en période de pluie, ou encore en cas d’inoccupation d’un logement. Les débits minimum de ventilation ne peuvent alors être respectés.

La ventilation naturelle assistée ou hybride

Ventilation naturelle assistée, extracteur Maxivent®
Ventilation naturelle assistée, extracteur Maxivent®

Ce type de ventilation s’installe uniquement en logement collectif. C’est un compromis entre ventilation naturelle et ventilation mécanique. Grâce à son principe de fonctionnement, il réduit les consommations énergétiques des auxiliaires de ventilation comme les ventilateurs. Il permet d’utiliser au mieux les forces naturelles : vents, pression, humidité, et différence de température, comme principal moteur pour assister la ventilation naturelle. Un fonctionnement mécanique est utilisé lorsque ces dernières forces climatiques sont insuffisantes pour assurer le renouvellement d’air naturellement. Ces systèmes, adaptables en construction, sont particulièrement intéressants en réhabilitation, lorsque le logement possède un système à tirage naturel existant en bon état.
Par ailleurs, ce système peut être associé à des bouches d’extraction hygroréglables.

La ventilation basse pression

Ventilation basse pression (MVN) - MVN
Ventilation basse pression (MVN)
MVN

Ce type de ventilation s’installe uniquement en logement collectif. La ventilation basse pression s’installe uniquement en rénovation de conduit shunt en bâtiment collectif. Chaque souche de conduit shunt est raccordée à un caisson d’extraction par un réseau aéraulique.
il existe des ventilations basse pression hygroréglable ou autoréglable.
L’avantage de la ventilation basse pression est la réutilisation des conduits de ventilation existants sans travaux d’amélioration de l’étanchéité. Ce système permet également de maintenir un débit d’extraction constant.

La ventilation mécanique contrôlée (VMC) simple flux

Un groupe d’extraction comprenant un ventilateur aspire l’air des pièces humides (salles de bain, cuisines, WC) par des conduits. L’air neuf entre dans les pièces de vie (salon, chambres, etc.) par entrées d’air, souvent situées au-dessus des fenêtres. Cette circulation assure que l’air humide ou chargé d’odeurs ne circule pas dans le reste du logement. Un balayage de tout le logement est ainsi assuré.

Schéma de fonctionnement d’uneVMC simple flux
Schéma de fonctionnement d’uneVMC simple flux

Elle peut être :

  • Autoréglable : les débits d’air sont maintenus constants quelles que soient les conditions extérieures (vent, pluie) et intérieures (nombre d’occupants, humidité). IL s’agit du système de VMC le plus répandu, mais il est peu satisfaisant d’un point de vue thermique.
  • Hygroréglable : les débits d’air extraits sont modulés de manière mécanique en fonction de l’humidité ambiante. Il en existe deux variantes : l’hygro A et l’hygro B :
  • pour l’hygro A : bouches d’extraction hygroréglables et entrées d’air autoréglables
  • pour l’hygro B : bouches d’entrée et d’extraction d’air hygroréglables.

Les débits d’air réduits génèrent des économies de chauffage. Néanmoins, pour les raisons citées dans le paragraphe santé, il n’est pas forcément conseillé de réduire les débits de ventilation.
Afin de limiter le « gâchis » de calories, un chauffe-eau thermodynamique peut être placé au niveau de l’extracteur de VMC (autoréglable ou hygroréglable), puisant ainsi les calories de l’air vicié, pour contribuer à produire l’eau chaude sanitaire.

La ventilation mécanique contrôlée (VMC) double flux

Dans ce système, l’extraction et l’entrée d’air sont mécanisées. Les débits d’extraction et d’insufflation sont ainsi contrôlés. La VMC double flux permet : un renouvellement d’air à haut débit permanent, une répartition homogène de l’air entrant, une récupération de la chaleur sur l’air sortant, une filtration de l’air entrant et une meilleure isolation acoustique.

VMC Double Flux
VMC Double Flux

En hiver, l’air vicié extrait est chaud donc chargé en calories. Cet air passe dans un échangeur de chaleur qui récupère ces calories et les transfère à l’air neuf entrant. Pour l’été , il est indispensable que le caisson de ventilation soit équipé d’un système "by-pass" qui permet l’introduction de l’air frais nocturne sans qu’il soit réchauffé au contact de l’échangeur.
Une VMC double flux utilise deux moteurs, l’un pour extraire et l’autre pour insuffler. Il est primordial de choisir des modèles équipés de moteurs à faible puissance. Par ailleurs pour une meilleure performance, il est fortement recommandé de placer l’échangeur dans le volume chauffé.
Attention : les filtres d’une VMC double flux, où transite l’intégralité de l’air entrant doivent être remplacés régulièrement (en milieu urbain, ce remplacement doit être effectué a minima tous les trimestres). Pour cela, il est nécessaire de prévoir un accès aux filtres facilité.
Pour plus de détails, vous pouvez consulter la fiche descriptive de ce système en cliquant sur le lien ci dessous :

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VMC double flux
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La ventilation mécanique répartie (VMR)

Ce sont des aérateurs individuels placés pièce par pièce. Ils sont placés dans les pièces humides et nécessite des bouches d’entrées d’air dans les pièces principales. Ils peuvent fonctionner par intermittence. C’est même souhaitable, sinon on multiplie d’autant la consommation électrique des ventilateurs. Ces systèmes conviennent particulièrement bien à la rénovation lorsque la mise en place d’un système complet est impossible ou trop onéreuse.

Points de vigilance :

  • un système de ventilation doit être entretenu : nettoyage des bouches d’entrées d’air, d’extraction et conduits ;
  • un système de ventilation adapté et bien posé permettra d’apporter un meilleur confort acoustique, d’éviter les zones de formation de condensation et la surconsommation du ou des moteurs ;
  • un système de ventilation mécanique apportera un meilleur confort estival, grâce à la sur-ventilation nocturne ;
  • une VMC n’interdit pas d’ouvrir les fenêtres quelques minutes, mais si l’on ouvre trop longtemps les fenêtres en hiver le logement va se refroidir.

Voici la liste de professionnels pouvant intervenir dans le Rhône :

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Liste de fournisseurs de VMC double flux et de puits climatiques
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Les puits climatiques

Puiser les calories du sol pour préchauffer l’air entrant

Un principe simple qui nécessite des installations soignées

Schéma de principe du puits climatique - BatirBio
Schéma de principe du puits climatique
BatirBio

Il s’agit d’une technique ancestrale dont le principe repose sur le fait que la température du sol, au-delà de 2 m de profondeur, ne varie que de quelques degrés au cours de l’année (5-15°C), contrairement à la température extérieure (-20 à +34°C). L’air neuf extérieur circule grâce à un ventilateur dans des canalisations enterrées avant d’être insufflé dans le bâtiment (Figure 1). En hiver, l’air se réchauffe au contact du sol pour atteindre une température hors-gel. Les besoins de chauffage liés au renouvellement d’air des locaux sont alors limités. En été, l’air extérieur profite de la fraîcheur du sol pour se refroidir. Pendant l’intersaison, un système de by-pass court-circuite le puits climatique lorsque les températures de confort sont atteintes (entre 18 et 24°C).

Sur le principe, rien de plus simple. Dans la mise en œuvre, il convient de veiller à soigner de nombreux détails de conception et d’utilisation. Quelques points de vigilance :

Le dimensionnement

Le dimensionnement peut varier en fonction de :

  • la nature du sol,
  • la nature du tuyau,
  • la performance thermique de l’habitation.

Une étude thermique se justifie pour éviter un mauvais dimensionnement et des investissements financiers inappropriés. Consultez la liste d’installateurs spécialisés sur le Rhône ;

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Liste de fournisseurs de VMC double flux et de puits climatiques
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De manière générale, il est conseillé d’enterrer les tuyaux à au moins 2 m de profondeur afin d’éviter des variations de température trop importante du sol. Le système doit être dimensionné en adéquation avec la totalité du système aéraulique du logement. Le débit d’air influe beaucoup sur les performances du système. Pour arriver à un optimum, il est préférable d’avoir un haut débit l’été (1-2 vol/h) et un faible l’hiver (0.5 vol/h).

La qualité de l’air

Pour assurer la qualité sanitaire de l’air, certaines précautions doivent être prises. La bouche d’aspiration doit être munie d’une grille fine contre les rongeurs, insectes et oiseaux et équipée d’un filtre pour protéger des entrées de pollen ou autres pollutions extérieures. Ces filtres doivent être changés régulièrement, 3-4 fois par an en moyenne. Elle doit être placée le plus loin possible des sources de pollution (parkings, routes...) et des arbres. Elle doit être placée à une hauteur d’environ 1,4 m (au min 1,1 m) pour éviter tout encrassement prématuré, un chapeau de protection permettra d’éviter les infiltrations d’eau de pluie à l’intérieur du puits. Pour éviter tout risque de condensation, de formation et de diffusion de moisissure ou de bactérie, l’intérieur du tuyau doit être lisse et posséder une pente de 2-3 % pour l’évacuation de l’eau des condensats  . Un récupérateur de ces condensats facile d’accès doit être prévu. D’autres mesures spécifiques doivent être prises dans les zones où le radon est présent en grande quantité.

Les performances

Les performances vont varier avec d’autres facteurs, tels que : les performances du bâtiment, son niveau d’isolation, d’étanchéité à l’air, le dimensionnement et la mise en œuvre du réseau aéraulique, le système de ventilation associé, le coût d’investissement et surtout la zone climatique du logement. Si bien qu’il est extrêmement difficile de tirer une généralité sur le temps de retour de cette technique. Ce que l’on peut retenir à la lecture de plusieurs ouvrages ou études c’est que :

  • pour les particuliers : à moins d’être situé dans une zone climatique soumise à de fortes amplitudes climatiques, il semblerait que le puits climatique ne soit pas une priorité. Ils sont donc appropriés dans les zones très froides en hiver ou très chaudes en été avec peu de possibilités de rafraîchissement nocturne. Néanmoins pour des maîtres d’ouvrage qui auraient des besoins de rafraîchissement particuliers, pour certaines rénovations ou pour ceux dont l’aspect financier n’est pas la priorité, les puits climatiques apporteront des gains thermiques évidents.
  • pour les équipements tertiaires pouvant avoir des besoins de rafraîchissements avérés, tels que les salles de spectacle, maisons de retraite, ou bureaux, le puits climatique constitue une excellente alternative à la climatisation. Dans tous les cas, il est impératif qu’il soit associé à des bâtiments performants et suivi par une équipe d’ingénierie compétente.

Une variante pertinente : le puits climatique à eau

Au lieu de faire circuler l’air dans un tuyau qui sera soufflé directement dans le logement, des capteurs à eau récupèrent la chaleur ou la fraîcheur du sol. Ces capteurs à eau sont des tuyaux comme ceux utilisés en géothermie (PE, diamètre 32, remplit d’eau glycolée  ). Associés obligatoirement à une ventilation double flux, les calories sont récupérées par le biais d’un échangeur air-eau. Les principaux avantages sont :

  • la facilité de mise en œuvre : plus de pente à respecter, pas de regard de visite, pas de siphon donc une planéité du terrassement moins importante ;
  • des problèmes sanitaires liés à la qualité de l’air très limités du fait de l’échange de calories via l’échangeur air/eau.

Pour aller plus loin :

Pour les particuliers :

Le puits canadien, Bruno Herzog, édition Eyrolles.
Fraicheur sans clim’, Claude Aubert-Thierry Salomon, édition Terre Vivante

Pour la maîtrise d’œuvre et l’ingénierie :

Analyse, modélisation, validation d’un modèle de simulation dynamique pour les puits « canadiens » ou « provençaux ». Étude réalisée dans le cadre du Prébat Ademe   Région Languedoc Roussillon, par Izuba, Solarte, Ecole des Mines de Paris.

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Le dimensionnement du puits climatique
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