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Souplesse et modulation dans la ventilation tertiaire

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Souplesse et modulation dans la ventilation tertiaire

Cocoon E-control est une centrale double flux à haut rendement de récupération de chaleur (> 90%) destinée à la maison individuelle. Ce sont les premiers pas de France Air dans le double-flux à haut rendement, en attendant des solutions tertiaires.

© (Doc. France Air.)

Depuis la RT 2000, les déperditions par renouvellement d’air entrent en compte dans le calcul de la performance énergétique en tertiaire. Une imposition qui amène les fabricants à développer des technologies pour la ventilation tertiaire, la modulation des débits et le double-flux à haut rendement de récupération de chaleur.

En France, la ventilation évolue au rythme de la réglementation : pas de règlement, pas de marché. La VMC (ventilation mécanique ­contrôlée) en ­logement est née de la première réglementation, en 1969. La RT 2000 a installé la ventilation hygroréglable (A et B) comme solution de base de ventilation en construction neuve. Autant en logement, le terme de ventilation est clair, autant en tertiaire, des problèmes de frontière existent entre ventilation, traitement d’air et protection incendie. On peut tenter de définir cette dernière en remarquant qu’elle se contente de filtrer l’air neuf introduit, puis de le réchauffer suffisamment pour le porter à température de confort (18-20°C). Alors qu’une CTA (centrale de traitement d’air) combat de surcroît les déperditions du bâtiment et assure son chauffage en soufflant à 35°C. De plus, les débits des caissons de ventilation plafonnent à 12-15 000 m3/h, tandis que ceux des CTA peuvent dépasser 100 000 m3/h. Les caissons de protection incendie, eux, sont capables d’extraire ou d’insuffler plusieurs ­dizaines de milliers de m3/h. La prise en compte réglementaire des déperditions par renouvellement d’air en tertiaire est très récente et provient du croisement de deux mécanismes indépendants :

– la RT 2000 qui incorpore le ­renouvellement d’air au calcul des déperditions totales d’un bâtiment neuf ;

– trois textes principaux, le règlement sanitaire départemental type (RSDT), le code du travail et la loi Evin qui expriment des exigences en termes « d’entrée d’air » et de « sortie d’air » (donc des débits minimum de ventilation), pour chaque type de local dans diverses sortes de bâtiment (voir encadré).

Dans le même temps, la RT 2000 admet que l’ouverture d’une fenêtre constitue une solution de ventilation à part entière. Certes, elle pénalise cette méthode du point de vue thermique, mais pas suffisamment pour que les maîtres d’ouvrage soient conduits à mettre en place des systèmes de ventilation mécanique.

Deux options techniques : récupérer ou moduler

Pourtant, il est très probable, voire certain, qu’une école conçue avec une ventilation par ouverture des fenêtres dans les classes sera ­extrêmement mal ventilée.

En hiver, il fera trop froid, sans compter que tout au long de l’année, en fonction de l’implantation de l’établissement, le bruit extérieur peut aussi empêcher l’ouverture des fenêtres. Pourtant, l’idée de la qualité de l’air intérieur fait son chemin (voir encadré) et commence à influer sur les choix des prescripteurs et des maîtres d’ouvrage. Pour répondre à ce nouveau contexte – RT 2000 et qualité de l’air intérieur – les constructeurs ont mis au point deux grandes technologies destinées au tertiaire : la modulation des débits en fonction de l’occupation, et le double-flux à haut rendement de récupération de chaleur.

Tous estiment néanmoins que le double-flux deviendra un jour la solution normale. En renforçant la performance de l’enveloppe des bâtiments, les durcissements prévus de la RT jusqu’en 2015 vont proportionnellement accroître la part des déperditions par renouvellement d’air dans les déperditions totales. Récupérer la chaleur deviendra ­logique. La NRA (nouvelle réglementation acoustique) joue aussi un rôle. En vertu de la protection contre les sources de bruits extérieurs, si une façade d’immeuble doit atteindre un affaiblissement acoustique de l’ordre de 38 à 40 dB(A) ou davantage, une ventilation par simple extraction, avec entrées d’air en façade, devient tout-à-fait impraticable. Le double-flux, avec son entrée d’air centralisée, se révèle aussi la solution la plus simple et la moins coûteuse. L’entrée d’air centralisée du double-flux ou des systèmes d’insufflation mécanique facilite par ailleurs la ­filtration de l’air neuf et contribue à la qualité de l’air intérieur.

Pour le grand tertiaire, les problématiques gérées par les CTA

Deux constructeurs sur le marché français, Aldès et Helios, sont en tête en matière de double-flux à ­récupération de chaleur à haut rendement pour le petit tertiaire. Pour le grand tertiaire, on peut estimer que les problématiques seront traitées pour l’instant par des CTA, en même temps que le chauffage et la climatisation. Helios propose des caissons double-flux KWL dont les débits d’air s’étendent de 350 à 1800 m3/h. Ils sont destinés à des locaux de 250 à plus de 1 000 m2 et affichent des taux de récupération de chaleur qui peuvent atteindre 90 %. Helios dispose aussi d’une gamme de centrales double-flux de faible épaisseur CDFW, dont les débits varient de 950 à 5 200 m3/h. Aldès, de son côté, présente DFT 3 Temperation, un ventilateur double-flux thermodynamique pour les petits locaux (300 à 600 m3/h) jusqu’à 800-900 m2. Il dispose également de centrales double-flux à échangeur statique ADF (250 à 3 500 m3/h pour un taux de récupération minimal de 60 %), et d’une gamme DFS à la plage de débits plus étendue (100 à 8 000 m3/h), mais dont le rendement plafonne à 60 %.

Modulation du débit, la véritable innovation

En attendant l’avènement du double-flux, les constructeurs parient sur la modulation des débits en fonction de l’occupation. Seuls trois constructeurs ont développé la ventilation modulée en tertiaire : Aldès et Atlantic Ventilation & Climatisation disposent de solutions étoffées, France Air met en avant un seul système pour l’instant.

Lorsqu’un caisson unique dessert plusieurs zones, un module de variation de débit – un volet motorisé – est présent dans chaque gaine alimentant une zone, de manière à individualiser leur traitement. Le ventilateur dans le caisson, de plus, s’adapte à la variation générale de la demande de débit en maintenant une pression constante. Deux principes, le « tout ou peu » et le « proportionnel », régissent la modulation. Atlantic estime qu’une solution « tout ou peu » réduit de 35 % les débits de renouvellement d’air annuels par rapport à une solution classique à débit fixe, tandis que les systèmes asservis ou proportionnels les diminuent jusqu’à 70 %. Le débit « peu », utilisé en mode inoccupation, correspond à 10 % du débit nominal, ce qui assure la protection du bâti. En cas de détection, l’installation passe en débit nominal. Aldès propose trois grandes gammes de détection, donc de modulation : « Présence » (tout ou peu), « Agito » (proportionnel à l’activité) et « CO2 » (proportionnel au taux de CO2). Selon la conception de la ventilation, la détection pilote soit un ventilateur pour les locaux monozone, soit un terminal spécifique pour les locaux multizone. Selon Aldès, Présence convient à de petits locaux (un bureau), Agito s’adapte mieux à une salle de réunions, tandis que la détection de CO2 est recommandée pour les grands locaux à occupation intermittente (salles de spectacle…). Atlantic dispose de deux types de détection et 6 systèmes de modulation des débits. Atlantic Visiovent est une famille de systèmes « tout ou peu » avec détection par capteur de présence, tandis que Atlantic Varivent est un système proportionnel avec détection de CO2.

Des solutions à l’image des puits canadiens

Les systèmes de ventilation modulée en tertiaire sont couverts par des Avis techniques (Atec). Ceux-ci énumèrent très précisément le type de locaux pris en compte, le mode de détection ­associé à chaque local et l’organe de modulation commandé. Le texte de l’Atec comporte donc un tableau indiquant les coefficients de réduction de débit en fonction du système et de la destination des locaux. Valeurs que l’on prend en compte dans un calcul RT 2000. Les locaux énumérés dans tous les Atec sont les salles de réunions, les ­bureaux de 3 personnes maximum, les bureaux paysagers de plus de 3 personnes, les locaux d’enseignement primaire et secondaire, les locaux d’enseignement supérieur, les salles de restaurant et les cinémas. Pour les « autres locaux » non cités, si les solutions ­visées par l’Atec sont mises en œuvre, on applique pour le calcul RT 2000 une réduction forfaitaire de 20 % des débits de renouvellement d’air pour les systèmes « tout ou peu » et de 30 % pour les systèmes asservis. Si le prescripteur retient un matériel de ventilation modulante non couvert par un Atec, les réductions forfaitaires applicables à tous les locaux ne sont plus que de 10 % pour les systèmes « tout ou peu » et de 20 % pour les systèmes asservis.

Si, comme annoncé, la RT 2005 « n’ouvre pas droit à consommer pour la climatisation des bâtiments neufs », ou en tout cas de la majorité d’entre eux à l’exception des hôpitaux et des maisons de retraites, le paysage technologique de la ventilation en construction neuve tertiaire changera encore dans deux ans. Il faudra des solutions encore plus innovantes, à l’image du puits canadien systématisé en tertiaire neuf en Allemagne.

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