12-1 - Choix du type de ventilation en maison passive (V2016)

Le sommaire des infos et concepts des maisons passives
La définition des maisons passives

Le concept "Maison passive" consiste à améliorer les performances thermiques de tous les composants d'une construction en s'arrêtant au moment où il devient possible de remplacer le réseau de chauffage classique par celui d'une VMC double flux auquel est ainsi attribué, à peu de frais, une double fonction de ventilation et de chauffage. Le prix de construction est alors optimisé parce que les surcoûts des améliorations doivent être compensés par la disparition du réseau de chauffage classique. La définition d'une maison passive est donc étroitement liée à celle des VMC double flux, dont elles sont forcément dotées. En amenant de l'air neuf dans les pièces de vie et en extrayant l'air vicié des pièces de services en permanence, 24 heures sur 24, 365 jours par an, ces dernières constituent les poumons de la construction


La règlementation

Les règles concernant la ventilation des logements sont régies par l'arrêté du 24 mars 1982 relatif à l’aération des bâtiments. Ce texte réglementaire impose que toutes les pièces d'un logement soient ventilées par balayage, au moins pendant la période où la température extérieure oblige à maintenir les fenêtres fermées. L'air neuf en provenance de l'extérieur doit arriver dans les pièces principales qu'il traverse pour aboutir dans les pièces de service ou il sera rejeté à l'extérieur après avoir cheminé dans les circulations. L'air vicié est évacué grâce à des bouches d'extraction reliées à des conduits verticaux à tirage naturel ou à des dispositifs mécaniques. La règlementation fixe les débits minimums d'extraction en fonction du type de logement. L'aspiration de l'air vicié des pièces de service implique qu'une quantité globale équivalente d'air neuf arrive dans les pièces principales. La répartition de l'insufflation d'air neuf doit être définie par le concepteur, sans contrainte réglementaire.

La nécessité de réduire la consommation d'énergie des bâtiments, notamment pour le chauffage, a, de plus, imposé de réduire celle qui résulte de leur ventilation sans perdre de vue l'objectif de conserver en permanence un air intérieur de bonne qualité.

L'obligation de respecter les débits d'extraction et l'a nécessité de réduire la consommation, qui impliquent de fait une ventilation stable et sans interruption, ont fini par imposer quasi systématiquement, depuis de nombreuses années maintenant, l'usage de systèmes de Ventilation Mécanique Contrôlée, les VMC, dont le fonctionnement doit être continu.

La règlementation française date de 1982 avec une mise à jour en 1983… En France, nous en étions à la deuxième règlementation thermique et aux maisons solaires. Les concepts de maisons passives n'existaient pas et les VMC double flux non plus… Bref, cette réglementation est pour le moins désuète, mais il faut faire avec puisque la promulgation de la RT2012 n'a malheureusement rien changé!!! .

Les différents types de VMC

L'aspiration de l'air vicié des pièces de service implique qu'une quantité globale équivalente d'air neuf arrive dans les pièces principales :
  • Si l'air neuf arrive directement de l'extérieur par des grilles positionnées sur les façades ou sur les menuiseries des pièces principales, grâce à la dépression crée par le ventilateur d'extraction, la VMC est à simple flux, notée VMC simple flux dans la suite de cet article.
  • Si l'air neuf arrive par des bouches d'entrée d'air positionnées ailleurs que sur les façades ou les menuiseries, il est distribué par un deuxième réseau de canalisation et un deuxième ventilateur. La ventilation est alors une VMC double flux, notée VMC double flux.

Il existe dans le commerce deux autres types de ventilation mécanique : la Ventilation Mécanique par Insufflation, la VMI, et la Ventilation Mécanique Répartie, la VMR.


Les VMC Simple Flux

La conception des VMC simple flux se résume à l'installation d'un ventilateur et des canalisations d'extraction de l'air vicié dans les pièces de service. Le ventilateur doit être capable de respecter les débits imposés par la règlementation. Une quantité globale équivalente d'air neuf doit arriver dans les pièces principales par des grilles de ventilation généralement posées sur les fenêtres . Ce type de ventilation présente de gros défauts :
  • L'air pénètre dans l'habitation à la température extérieure, froide ou très froide en hiver et chaud ou très chaud en été. L'effet est contraire au but initial qui est d'améliorer également le confort.
  • Le seul moyen de baisser la consommation d'énergie avec ce type de VMC est de réduire les débits de ventilation. C'est ce que font les VMC hygroréglables avec pour conséquence une baisse de la qualité de l'air intérieur qui est fréquemment plus pollué qu'à l'extérieur. Cette démarche, pourtant très privilégiées par la réglementation RT2012 est évidemment totalement contraire à l'objectif premier qui est de l'améliorer.
  • L 'air vicié est directement rejeté hors de l'habitation seulement quelques temps après qu'il y ait été introduit puis chauffé par le système de chauffage. Sa chaleur est perdue. Cette solution est contraire à l'objectif d'économie d'énergie recherché notamment dans les maisons passives et revient donc cher en terme de fonctionnement.
  • Les entrées d'air peuvent aussi laisser passer le bruit en provenance de l'extérieur alors que c'est encore l'inverse qui est recherché

Les VMC simple flux sont conformes à la RT2012, mais énergivores
elles rejettent l'air vicié seulement quelques secondes après qu'il ait été réchauffé


Les VMC Double Flux

Les VMC double flux, quant à elles, sont, en plus du deuxième réseau et du deuxième moteur, dotées d'un échangeur de chaleur dont l'efficacité thermique peut dépasser 90%. L'ensemble est regroupé dans un caisson étanche et isolé. L'air neuf est amené par des canalisations qui partent de l'échangeur et aboutissent dans les pièces principales après avoir récupéré une partie de la chaleur de l'air extrait. Les avantages qui résultent de l'usage d'une telle VMC sont les suivants :

  • La perte d'énergie résultant de la ventilation par une VMC double flux, avec un tel niveau de performance, n'est pas nulle, mais elle est tout de même, à débit équivalent, 10 fois plus faible que celle résultant de la mise en œuvre d'une VMC simple flux…
  • L'air neuf est distribué par des bouches, généralement placées en plafond ou sur les cloisons, à une température qui est proche de celle qui existe déjà dans l'habitation. Il n'y a plus de sentiment d'inconfort résultant d'une grande différence de température entre air neuf et air intérieur, en hiver comme en été.
  • Les façades et les menuiseries n'étant pas percées pour laisser entrer l'air neuf, le risque de bruit en provenance de l'extérieur est fortement réduit
  • Le réseau de l'une VMC double flux put constituer le réseau de chauffage dans une maison passive
  • Le réseau d'une VMC double flux peut répartir l'air en provenance d'un puits climatique dans toutes les pièces d'un logement

Tout n'est pas rose pour autant. Les VMC double flux présentent au moins deux inconvénients :
  • La consommation de deux ventilateurs est doublée par rapport à une VMC simple flux. Cette énergie, qui vient en déduction des gains en provenance de l'échangeur, est toutefois tellement faible qu'elle ne peut pas remettre en cause le bien-fondé d'une telle solution. Une maison passive qui ne serait équipée que d'une VMC simple flux verrait son besoin de chauffage quasiment doubler systématiquement et passer à 30kWheu/m2Shab/an au lieu des 15kWheu/m2Shab/an maximum. Un kit PV permet de produire bien plus d'énergie que celle nécessaire au moteur supplémentaire.
  • La présence des deux réseaux, d'un échangeur et de deux ventilateurs regroupés dans un caisson étanche implique des prix nettement plus élevés.

Les VMC double flux sont conformes à la RT2012, mais sont pénalisées par sa méthode de calcul
parce qu'elles ont deux ventilateurs et que la règlementation compte en énergie primaire


Les VMI

Les VMI sont les Ventilations Mécaniques par Insufflation. Le terme insufflation signifie que l'air n'est pas extrait dans les pièces de service, mais qu'il est soufflé dans une des pièces de la construction qui est alors entièrement mise en surpression. Ce type de VMC pose de très nombreux problèmes:

  • Les VMI ne sont pas conformes à l'arrêté du 24 mars 1982 relatif à l’aération des bâtiments. Cet arrêté stipule que la ventilation doit être réalisée par extraction et non par insufflation. Ce type de ventilation n'est donc pas conforme à la RT2012. Il est inutilisable en construction neuve.
  • La réglementation précise, de plus, que la circulation de l'air doit pouvoir se faire principalement par entrée d'air dans les pièces principales et sortie dans les pièces de service en passant par les pièces de circulation. La circulation de l'air qui se fait par balayage a donc une direction. Les VMC classiques, simple comme double flux, lui imposent le sens unique des grilles d'entrée vers les bouches de sortie. L'air vicié, humide et parfois malodorant, ne doit en aucun cas pouvoir se diriger vers les pièces de vie. Une VMI ne dirige pas l'air et une pièce de service, sans grille de ventilation, en partie centrale peut voir son air rejeté vers une pièce de vie.
  • La pièce ou est installée la VMI reçoit la totalité de l'air neuf. L'air qui arrive dans les pièces de vie a déjà transité par la pièce ou elle est installée avec une partie éventuelle d'air des pièces de service sans grille de ventilation qui en sont proche
  • Une VMI insuffle de l'air par un unique point dans la construction. Il est donc froid en hiver et chaud en été. Elles sont fréquemment placées en combles. Dans ce cas, elles insufflent donc de l'air à la température des combles… encore plus froid en hiver et chaud en été. Cette solution à rapprocher de celle d'un puits provençal avec un ventilateur unique tel qu'indiqué dans l'article " Interactions entre puits climatique et VMC ". Même si elle n'est pas bonne, une ventilation avec un puits provençal est largement préférable à une simple VMI, car la température est au moins régulée par le sol.
  • Pour limiter la sensation de froid en hiver, les VMI sont dotées d'une batterie électrique énergivore qui accentue leur incompatibilité avec la règlementation thermique RT2012
  • En hiver l'air intérieur est chaud et humide en comparaison à l'air extérieur bien plus froid et sec. Le refroidissement d'un air à 20°C et 50% d'humidité relative provoque la condensation de la vapeur d'eau qu'il contient aux environ de 10°C. La VMI rejette d'air intérieur par tous les trous volontaires que sont les grilles de ventilation généralement placées dans les fenêtres et les portes-fenêtres. Il va se condenser à la sortie et peut provoquer des coulures. Les menuiseries sont adaptées et ne posent généralement pas de problème. Sil les grilles de ventilation sont posées sur les murs des traces peuvent apparaître, mais ce n'est pas le pire. La VMI rejette aussi l'air intérieur par tous les trous involontaires que sont les fuites, en maison classique où elles sont importantes, mais aussi en maison passive parce qu'elles sont peu nombreuses mais provoquent une concentration des risques. L'air qui transite par ses trous peut être mis en contact avec des parois froides ou très froides. La vapeur ne va pas manquer de se condenser. L'eau de condensation peut provoquer des taches visibles, le développement de moisissures invisibles car dans des espaces inaccessibles, des pourrissements de matériaux sensibles à l'humidité comme le bois, des dégradations ou des pertes de performances des isolants et parfois même des décollements d'enduit ou, pire, des fissures lorsque, par temps très froid, l'eau gèle et se dilate… Une VMI peut donc provoquer des détériorations dans un bâtiment.
  • Le seul avantage de la VMI est que les traces intérieures d'humidité et de moisissure peuvent avoir tendance à disparaître lorsqu'elles sont le fait d'une fuite d'air. Ce n'est pas le cas lorsqu'elles résultent d'un pont thermique quand il y a condensation sur une paroi seulement parce qu'elle est plus froide que les autres. La raison est simple. Dans le cas d'une VMC simple flux, les fuites provoquent des entrées d'air froid et donc un rafraichissement de la zone problématique à proximité de la fuite. Avec une VMI, l'air froid ne rentre plus par la fuite, mais au contraire, l'air chaud en sort. Il peut réchauffer et assécher sa zone intérieure de proximité. Les traces intérieures d'humidité et de moisissures peuvent disparaitre. Le risque est qu’elles se développent alors vers l'extérieur du fait de la condensation, de manière invisible, dans la paroi, avec les conséquences désastreuses citées précédemment.
  • Les VMI doivent être réservées aux climats suffisamment chauds dans lesquels le risque de condensation dans les murs est inexistant

Les VMI sont des systèmes de ventilation énergivores, inconfortables et dangereux pour les bâtiments
Non conformes à la RT2012, elles sont à proscrire systématiquement même en rénovation


Les VMR

L'abréviation VMR désigne les Ventilations Mécaniques Réparties également dénommées Ventilations Mécaniques par Répartition. Il en existe deux types: les VMR simple flux et les VMR double flux


Les VMR simple flux

Les VMR simple flux fonctionnent par extraction de l'air dans les pièces de service, mais, contrairement à la VMC simple flux qui comporte un seul moteur relié à autant de bouches que de pièce de service, dans ce cas, les ventilateurs sont multiples et les canalisations inexistantes. Toutes les pièces de service doivent avoir leur extracteur. Si deux locaux sont contigus, un seul appareil peut être éventuellement installé. Comme avec une VMC simple flux, l'air neuf arrive dans les pièces de vie par des grilles généralement hygroréglables prévues sur les fenêtres et portes-fenêtres. Bien que conforme à la règlementation, les défauts sont donc les mêmes que ceux de la VMC simple flux. Leur intérêt doit être réservé à la rénovation, lorsque les solutions les plus efficaces ne peuvent pas être mises en œuvre.

Les VMR simple flux sont conformes à la RT2012, mais énergivores
puisqu’elles rejettent l'air vicié seulement quelques secondes après qu'il ait été réchauffé


Les VMR double flux

Les VMR double flux fonctionnent comme les VMC double flux, mais sans réseau. Chaque appareil fonctionne localement et il faut donc généralement installer autant d'appareils qu'il y a de pièces à ventiler. Trois principes de fonctionnement peuvent être mis en œuvre avec filtration en entrée comme en sortie d'air et contrôle éventuel des débits en fonction du taux d'humidité dans les locaux desservis:

  • Extraction et soufflage simultané avec échangeur de chaleur à plaques. Les logements sont successivement en pression puis en dépression.
  • Extraction et insufflation alternée avec stockage des calories lors de l'extraction et récupération de la chaleur préalablement stockée lors de l'insufflation. Comme précédemment, les logements sont successivement en pression puis en dépression.
  • Extraction et soufflage alterné par paire avec stockage des calories lors de l'extraction. Les appareils fonctionnent en couple. L'un extrait temporairement l'air vicié en stockant sa chaleur pendant que l'autre insuffle l'air neuf en récupérant la chaleur stockée pendant le cycle précédent. Le système s'inverse au bout de quelques dizaines de secondes. La pression entre insufflation et extraction reste équilibrée

Ces VMR double flux ne sont pas conformes à la règlementation concernant la ventilation et sont à réserver éventuellement, sous la responsabilité exclusive de celui qui décide volontairement de passer outre cette règlementation, aux cas de rénovation dans lesquels les solutions les plus efficaces ne peuvent pas être mises en œuvre. Ne pas être conforme à la règlementation ventilation française désuète, ne veux pas dire ne pas fonctionner. C'est au concepteur de prendre ses responsabilités.

Les VMR double flux ne sont pas conformes à la règlementation ventilation


La ventilation et les maisons passives

Les VMC double flux, bien que pénalisées par la méthode de calcul RT2012, sont conformes à la règlementation française. Les maisons passives, dont le concept est basé sur l'utilisation du réseau d'une VMC double flux pour le chauffage, en sus de son usage originel pour la ventilation, peuvent donc être conforme à la RT2012 si toutes les autres obligations règlementaires sont respectées par ailleurs.

Jean-Michel Pupille - Architecte D.P.L.G.

En résumé :

  • Les VMC simple flux sont conformes à la RT2012, mais rejettent l'air vicié seulement quelques secondes après qu'il ait été réchauffé. Elles doivent être réservées aux maisons seulement conformes à la RT2012.
  • Les VMC double flux sont conformes à la RT2012, mais sont pénalisées par sa méthode de calcul RT2012 parce qu'elles ont deux ventilateurs et que la règlementation compte en énergie primaire. C'est le seul type de ventilation utilisable en maison passive.
  • Les VMI ne sont ni conformes à la règlementation ventilation ni à la RT2012. Elles ne doivent jamais être utilisées du fait des pathologies de construction liées à leur concept.
  • Les VMR simple flux sont conformes à la RT2012, mais rejettent l'air vicié seulement quelques secondes après qu'il ait été réchauffé. Elles doivent être réservées à la rénovation type RT2012.
  • Les VMR double flux ne sont pas conformes à la règlementation ventilation. Elles peuvent être éventuellement utilisées pour la rénovation type RT2012


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