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QAI et économies d’énergie est-ce compatible ?

Rubrique : Actualités, Construction rénovation

Les dernières informations sur les campagnes de mesures de la Qualité de l’Air Intérieur (QAI) dans les logements et autres locaux à occupations longues, ainsi que les relevés de fonctionnalités des installations de ventilation mécanique nous révèlent et/ou nous confirment que :

  1. L’air des espaces clos est presque partout plus pollué que l’air extérieur.
  2. Les installations mécanisées de ventilation sont, pour plus de 50% d’entre-elles, défaillantes.
  3. Les pathologies respiratoires signalées sont en augmentation constante.

Les constats que nous pouvons aisément retenir :

A- Nous savons que les taux de renouvellement d’air hygiénique réglementaires sont, en France, parmi les plus faibles, en regard de ceux des autres pays occidentaux. Nos réglementations pour l’habitat, pour les locaux à présence humaine ou ceux concernés par le code du travail sont forts anciens.

Comparatif des débits de renouvellement d’air hygiénique réglementaire en regard de 3 types de locaux – Extrait d’une communication élaborée par le comité technique AICVF de Mai 2016

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Rappelons que ces valeurs de débits unitaires ont été définies, au moins en France, en regard du seul taux de concentration en CO2 (indice de confinement). La seule évolution a été limitée aux interdictions liées à la présence de fumeurs (la Loi dite Evin). Aujourd’hui, ce sont les particules fines qui vont devoir être prise en compte et traitées.
Pour rappel :
• Ventilation en habitat avec les Exemples de solution du CSTB d’Octobre 1969 et l’édition de l’AM du 24.03.1982.
• Le Règlement Sanitaire Départemental Type avec sa circulaire du 9 Août 1978.
• Le code du travail avec le Décret Ministériel du 7 Décembre 1984.

B- Nous avons connu des sauts réglementaires successifs visant à réduire les consommations énergétiques pour les besoins de chauffage et de rafraîchissement. Si les débits unitaires devaient augmenter, nous pourrions sortir de l’épure des perspectives de réduction des consommations énergétiques (Le facteur 4 pour notre horizon de 2050).

Evolutions contradictoires des exigences réglementaires liées à la consommation Énergétique et au besoin de QAI – Evocations présentées par l’association AIR’H

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C – Encore très récemment sont apparus, des étiquettes informatives ou des pictogrammes, permettant de choisir des produits d’entretien, de revêtements pour les murs et les sols ou encore concernant les meubles et qui font référence à leur propre volatilité toxique, immédiate ou différée.

Les pistes / options qui permettraient d’améliorer la QAI :
Question A1- Pouvons-nous envisager une interdiction totale d’utilisation, de mise en vente et donc de fabrications de tous ces produits à dispersions toxiques ?
Réponse A1 – Les industries liées aux processus de leurs fabrications ou de leurs mises en œuvre vont contrer tout environnement législatif qui irait en ce sens. Même si cela pouvait être envisagé, un laps de temps, pour une telle application, serait nécessairement très (et trop) long.
Nous avons quand même progressé avec la production des fiches déclaratives pour l’environnement et la santé.
Aujourd’hui les vacataires en charge du lot SPS (Sécurité et Protection de la Santé) sont attentifs à leur récupération. De nouveaux pictogrammes informatifs sont disponibles.

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Question B1- Pouvons-nous faire en sorte que les installations de ventilation soient fonctionnelles, au moins à leur livraison ? C’est-à-dire : Si les débits réglementaires étaient obtenus, quelle serait l’état de la QAI résultante ?
Réponse B1- Nous nous devons de rappeler l’existence de la NF DTU.68-3 de Juin 2013.

Préexistaient les DTU 68-2 de Mai 1993 et 68-1 de Juillet 1995. Le premier a été édité pour normaliser les bonnes pratiques pour la mise en œuvre des installations de VMC.

Le second a été édité par un fort besoin de réduire les nuisances sonores engendrées par la VMC – Ce qui a été longtemps l’un des premiers reproches justifié fait à la VMC.

Il était sous-tendu par la volonté de garantir le respect des niveaux sonores en logements, donc des niveaux des dépressions existantes tout au long des réseaux et bouches d’extraction. Nous étions aussi contraints au respect des réglementations visant l’acoustique en habitat.

Pour rappel : La NRA d’Octobre 1994 et l’Arrêté de Juin 1999

Les logiciels de calculs mixent les calculs aérauliques et acoustiques. Ils définissent tel ou tel type de caisson d’extraction et son réglage. Ils embarquent une extension permettant de connaitre :
• Les résultantes acoustiques des reliefs sonores des bouches d’extraction
• Les transmissions par les réseaux des émergences acoustiques des caissons ventilateurs.
Maintenant nous savons que la saisie informatique n’est pas souvent le reflet des géométries des réseaux et que de trop nombreuses modifications, en cours d’installation, ne sont pas reprises avec de nouvelles saisies modificatrices.

Pourrions-nous envisager que ce lot ventilation soit l’objet d’un contrôle systématisé (obligatoire ?) au niveau de son étude, puis de son exécution et enfin à sa réception ?

Actuellement, il n’est que trop rarement établi un procès-verbal de réception incluant un relevé des pressions (et/ou débits) obtenues et corrélées à celles de l’étude (dont essentiellement les valeurs à mesurer sur tous les pieds et têtes des colonnes ainsi que dans l’enceinte des centrales d’air).

En association, il y a lieu de rendre obligatoire la maintenance et pour une périodicité au plus de 5 ans.

Question B2- Pouvons-nous envisager une évolution notable à la hausse des valeurs des débits réglementaires ? Pouvons-nous envisager une modulation des débits en fonction de critères liés à la QAI ?

Réponse B2- Nous ne connaissons pas les réels ordres de grandeur des émissions des polluants domestiques et autres COV. De fait, comment estimer le nécessaire accroissement des débits unitaires ?

Il est certain que le niveau d’étanchéité des enveloppes de nos constructions neuves, mais aussi de celles ayant été rénovées, a supprimé la majorité des infiltrations sauvages. Nous pourrions au moins les compenser et ainsi permettre une augmentation d’autant sur les débits unitaires réglementaires. Ce qui serait parfaitement sans effet visible comme l’illustre le résumé très partiel de l’étude conduite par Cécilia Minne-Azamberti.

Retrouverions-nous alors un taux de dilution des polluants suffisant ?

Ce n’est pas du tout certain. C’est au moins un facteur multiplicateur de 2 ou 3 qu’il nous faudrait atteindre pour être dans la plage d’une QAI intermédiaire entre Excellente et Bonne.

Débit d’air hygiénique nécessaire, par personne, en fonction de la concentration au CO2 recherchée

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Extraction partielle de l’étude de recherches effectuées par Madame Cécilia Minne-Azamberti
INSA Strasbourg et L’Ese SERUE Ingénierie – Prix Roger Cadiergues 2015 remis par l’AICVF

Il pourrait être possible, sans un trop fort impact sur les calculs des consommations énergétiques, d’envisager une augmentation au moins sur les débits dits de pointe.

Par exemple pour une salle de bain permettre un débit de pointe de l’ordre de 60 ou 75 m3/h (au lieu d’un 30m3/h fixe) et en cuisine un 180 ou 250 m3/h (au lieu des 105 ou 120 m3/h en 3Pièces ou 4Pièces). Bien entendu avec une minuterie pour retrouver un débit de croisière de manière automatique. Notons que les bouches d’extraction hygro-régulantes peuvent assez aisément atteindre ces types d’amplitudes.

Reste à envisager une complémentarité ou une autre configuration que les admissions actuelles d’air neuf. La Société ALDES a développée en ce sens une vanne de compensation à l’admission d’air neuf, entre autre pour permettre la mise en œuvre d’une sur-ventilation (de facteur 3 à 5) et avec un traitement du pont phonique engendré.

Reste également à bien prendre en compte une nouvelle et forte contrainte pour le dimensionnement des réseaux aérauliques. Les extracteurs, à courbe caractéristique plate, permettent aujourd’hui de résoudre aisément ces hautes variations des dépressions.

A prendre également en compte l’arrivée récente de caissons de ventilation disposant d’une courbe caractéristique d’allure montante. Ceux-ci apportent une baisse considérable de la consommation électrique, facteur de gain énergétique pouvant, pour partie, compenser l’accroissement des débits unitaires.
Dans le tertiaire, le pilotage des installations intègre aujourd’hui un possible asservissement à une valeur de QAI qui permet d’être évolutive. Il est même devenu courant de graduer les débits d’air hygiéniques sur une détection de la présence humaine, de la détection d’un niveau variable de C02 ou de concentration pour certains COV.

Des avis techniques sont attribués à chacune de ces techniques en définissant des coefficients de réductions sur les impacts énergétiques dans les calculs thermiques réglementaires. Ces réductions peuvent atteindre jusqu’à 50%, ce qui permet déjà une bonne possibilité de hausse des débits unitaires.
Mais en habitation, nous ne disposons pas de telles dispositions. D’ailleurs le modèle économique lié au résidentiel semble ne pas être en capacité de supporter ces incontournables augmentations des coûts, pour le poste renouvellement d’air.

Le simple flux en extraction ne représente qu’une faible partie du coût global des constructions, que même le double flux n’arrive pas aujourd’hui à concurrencer.

Ce qui ne devrait pas être le cas dans un avenir prochain. Des solutions compactes et individuelles de double flux avec échangeur de chaleur sont proposées en habitat collectif. L’installation collective de la VMC, avec ses colonnes verticales et encombrements en gaines techniques, pourrait disparaître et ainsi permettre un gain de surface au sol.

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 Le Dee Fly Cube d’Aldes présente un encombrement de type électroménager

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InspirAir d’Aldes se pose indifféremment en placard ou faux plafond

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Le système ConfoAir180 de Zehnder prend la place d’un élément haut de de rangement en cuisine. Il est conformé pour ne nécessiter qu’une seule traversée de paroi sur l’extérieur : Entrée et sortie d’air ponctuelles sous un même « capotage pare pluie »

 Question C1- Dans notre quotidien nous sommes informé de l’évolution des quantités de poussières en suspension dans l’air ?

Des informations alarmantes nous sont présentées à propos de l’évolution des maladies respiratoires. Les villes dotées d’analyseurs de leur QAI ambiante, font état de la quantité et de la dimension des poussières (Les PM 10, 5 ou 2,5). Dans les résidences pourvues d’entrées d’air sur les pièces de vie, nous constatons bien souvent des obturations complètes de celles-ci, par accumulations des poussières. Si ce n’est quand elles n’ont pas été masquées, de manière volontaire, car ces veines d’air salissaient les voilages !

Réponse C1- De suite et découlant de ce qui précède, certains pensent que le simple flux par insufflation avec filtration est la bonne solution. La mise en surpression, par soufflage dans les pièces de vie, doit empêcher la pénétration des poussières extérieures. Quant à la ventilation des pièces humides, elle est réalisée par un échappement «calibré» vers l’extérieur.

Nous sommes dans une inversion de la VMC classique. Sauf qu’il est nécessaire de réchauffer cet air neuf avant son introduction dans le logement et bien entendu de disposer une filtration de qualité F6 ou F7.

Il est proposé sur le marché une technique qui consiste à souffler en vrac dans un dégagement avec pour chacune des pièces principales un passage de transfert ainsi qu’une « grille » pour échappatoire vers l’extérieur. Ceci conduit, pour la réalisation du renouvellement d’air dans les pièces humides, à mettre en œuvre un débit global (doublé-triplé) bien plus élevé qu’en VMC. La solution avec soufflage direct dans chacune des pièces principales semble alors incontournable. C’est ici qu’il faut envisager une généralisation d’un véritable double-flux, avec épuration des particules fines et récupération de la chaleur vers l’air neuf et froid.

Dans tous les cas, surtout en présence d’une utilisation de gaz, il faudra envisager de conserver une Ventilation Basse « VB » en cuisine car, en cas de panne de l’insufflateur, il ne restera que l’éventuel tirage naturel pour le conduit de ventilation haute de cette pièce et l’éventuelle évacuation des gaz brûlés.

Cette VB implique alors d’augmenter d’autant les débits à l’insufflation. Cette solution n’est guère envisageable en habitat collectif, même s’il préexistait des conduits individuels dans les constructions antérieures aux années 1955. Il n’est pas acceptable de mettre en surpression des anciens conduits qu’ils soient dits CF (Conduit de Fumées) ou de VH (Ventilation Haute).

Je pense que cette technologie reste valable en présence d’une émanation de gaz radon venant du sol. Mais également pour une rénovation qui impliquerai de conserver un appareil gaz raccordé en tirage naturel sur conduit de fumées.

Question C2- Mais alors la solution ne serait-ce pas la généralisation de la technique du Double-flux ?

Réponse C2- Assurément et c’est la solution qui agrège toutes les questions précédentes (hormis la question PRIX).

Augmenter les débits, les filtrer efficacement, et pour compenser les surconsommations du système récupérer l’énergie thermique contenue dans l’air vicié extrait. Le système permet de maintenir une légère sur pression au soufflage dans toutes les pièces principales pour le régime croisière et une réelle dépression pour le régime des pointes en pièces humides.

Certains industriels nous parlent ainsi de système épurateur d’air et non plus de double-flux! C’est dire.

Pierre Bardou

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https://www.dunod.com/sciences-techniques/pratique-ventilation-en-41-fiches-outils

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