Systèmes de ventilation

Plusieurs solutions techniques existent pour assurer le renouvellement d’air d’un bâtiment. Ces systèmes sont équipés de composants qui assurent leur régulation afin de concilier les besoins de renouvellement d’air et les économies d’énergies. On notera que les réglementations applicables à chaque type de bâtiment ont une influence importante dans le choix d’un système adapté.

Les systèmes de ventilation visent principalement à produire un renouvellement d’air maîtrisé, apte à satisfaire des exigences précises et de natures réglementaires et/ou contractuelles.

Plusieurs techniques de ventilation existent à ce jour, utilisant les forces naturelles et/ou mécaniques pour mettre l’air intérieur en mouvement et assurer son renouvellement.

 

Ventilation mécanique contrôlée

Les systèmes de ventilation mécanique contrôlée (VMC) reposent uniquement sur des appareils mécaniques (généralement des ventilateurs) qui peuvent être centralisés dans des locaux techniques, toitures-terrasses ou des combles (caissons de ventilation, centrales de traitement d’air, etc.) ou décentralisés dans les locaux à ventiler (ventilateurs terminaux, cassettes, etc.).

Ces systèmes peuvent être répartis en trois familles principales suivant que le renouvellement de l’air se fait par extraction d’air vicié, par insufflation d’air neuf, ou par une combinaison des deux.

Ventilation mécanique simple flux

Par extraction d’air vicié

Les systèmes de VMC « par extraction » utilisent un moteur qui extrait l’air vicié à partir d’un réseau de conduits. Les bouches d’extraction sont généralement situées dans les pièces de service (locaux à pollution spécifique, salles de bains, cuisines,...).

La dépression créée alors à l’intérieur du bâtiment induit une entrée d’air neuf naturelle au niveau de l’enveloppe extérieure du bâtiment, principalement par des entrées d'air dans les pièces sans pollution spécifique, le plus souvent sur les fenêtres, mais aussi par les fuites d’étanchéité résiduelles dans l’enveloppe du bâtiment.

Lorsque les entrées et les sorties d’air se situent dans différentes pièces, des passages doivent être ménagés afin de laisser l’air circuler librement, y compris lorsque les portes intérieures sont fermées. Ces passages libres sont généralement réalisés grâce à un détalonnage des portes ou par des grilles de transferts.

Par insufflation d’air neuf

Les systèmes de VMC « par insufflation » utilisent un moteur qui injecte de l’air neuf par un réseau de conduit jusqu’à un ou plusieurs point(s) de diffusion.

La surpression alors créée à l’intérieur du bâtiment induit une sortie d’air par des conduits, grilles, mais aussi par les fuites d’étanchéité résiduelles dans l’enveloppe du bâtiment.

Les sorties d'air sont aménagées et dimensionnées de telle façon que tous les locaux (avec ou sans pollution spécifique) soient soumis à un renouvellement d'air satisfaisant.

Avant son insufflation dans les locaux, l’air peut être conditionné (chauffage, rafraichissement, filtration, humidification, déshumidification).

Ventilation mécanique double flux

Les systèmes de VMC « double flux » comportent à la fois un réseau et des bouches d’extraction d’air vicié et un réseau et des bouches d’insufflation d’air neuf.

Comme pour les systèmes de VMC par insufflation, l’air insufflé peut être préalablement conditionné.

Le double réseau des systèmes double flux permet, pour les systèmes équipés d’échangeur de chaleur, d’échanger sans mélange d’air la chaleur de l’air extrait avec l’air insufflé. Cette récupération peut aller jusqu’à 90%, ce qui peut permettre de réaliser des économies d’énergie conséquentes.

 

Ventilation naturelle et hybride

Ventilation naturelle

 

Cette technique repose sur les forces motrices naturelles (vent, tirage thermique) pour renouveler l’air d’un bâtiment.

Le volume d’air renouvelé est influencé par les forces naturelles mobilisables localement (climat) et par la conception du bâtiment (hauteur, exposition au vent).

Ventilation hybride ou assistée

 

La ventilation hybride permet d’exploiter les forces motrices naturelles (vent et tirage thermique) lorsqu’elles sont disponibles, en les complétant par des forces mécaniques lorsqu’elles sont insuffisantes.

Les méthodes pour assurer ce complément sont diverses et peuvent reposer sur une aide naturelle à l'extraction (effet venturi, induction d'air…) ou sur l'emploi d'un ventilateur basse pression.

 

Régulation des systèmes de ventilation

Les systèmes de ventilation doivent concilier un renouvellement d’air qui préserve la santé des occupants et la pérennité du bâti tout en évitant un renouvellement d’air trop important, qui altérerait la performance énergétique des bâtiments et pourrait être source d’inconfort. Divers procédés de régulation sont utilisés pour concilier ces enjeux.

Dans l’habitat et dans les bâtiments tertiaires de petite/moyenne taille, la régulation se fait couramment au niveau des modules d’entrées d’air et des bouches d’entrée/sortie d’air. Ces terminaisons adaptent le passage de l’air en fonction de différents paramètres.

  • Dans les systèmes auto-réglables, la section des bouches d’entrée et de sortie d’air varie en fonction de la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur.
  • Dans les systèmes hygro-réglables de type « A », la section des bouches de sortie d’air varie en fonction du taux d’humidité relative des pièces de service dans lesquelles elles sont implantées. Les entrées d’air demeurent auto-réglables.
  • Dans les systèmes hygro-réglables de type « B », entrées et sorties d’air s’adaptent toutes en fonction du taux d’humidité relative des pièces dans lesquelles elles sont implantées.

Dans les bâtiments tertiaires on peut aussi rencontrer des systèmes d'équilibrage par registre qui doivent être équilibrés lors de la mise au point et après nettoyage des réseaux. Ces registres peuvent aussi être motorisés et asservis à des sondes et capteurs  (détection de présence, dioxyde de carbone, etc.).