J’optimise la ventilation double flux dans une école

Le débit d’air entrant dans les classes (28m³/h.personne à 700 m³/h pour une classe de 25 !) peut créer un inconfort, même après son préchauffage par le passage dans l’échangeur. Le choix et le positionnement des bouches est déterminant, les bouches situées en hauteur et réparties sur une grande surface seront privilégiées. Les manchons poreux, ou « chaussettes » permettent la diffusion d’un débit d’air important à faible vitesse, ce qui permet d’éviter les inconforts thermiques et acoustiques.

grilles dans les gaines de pulsion à l'institut ste Marie à Rèves		Manchon de pulsion type « chaussette » dans l’école passive du Biéreau

Plus d’info  sur les choix et le positionnement des bouches de pulsion

Dans le cas d’une ventilation mécanique décentralisée, les bouches de pulsion sont intégrées dans l’appareil. Elles sont toujours situées en hauteur pour éviter les inconforts. Il faut néanmoins veiller à ce que les conditions spatiales de la pièce n’empêchent pas le déplacement normal de l’air pulsé (poutres, luminaires, …)

La qualité de l’air est normalement assurée dans le cas de l’installation d’une ventilation mécanique double flux. Il faut cependant veiller au bon positionnement des bouches de pulsion et d’extraction pour assurer une ventilation efficace.

Le positionnement de la prise d’air extérieur doit être réfléchi pour prendre de l’air le plus pur possible, il doit être suffisamment éloigné de la sortie d’air pour éviter tout risque de court-circuitage.

La qualité de l’air intérieur est également conditionnée par le bon entretien des conduites et le nettoyage/remplacement des filtres.

Par rapport aux transmissions de bruits entre les locaux, les ouvertures de transfert favorisent la propagation des bruits entre les classes et la circulation. Des grilles acoustiques peuvent être utilisées. Pour être efficaces, leur épaisseur les destine plutôt  être installées dans les murs que dans les portes.

Par rapport à la ventilation en elle-même. Pour éviter les nuisances sonores, on veillera :

• au dimensionnement suffisant des conduites et des bouches. Des tuyaux sous-dimensionnés impliquent que l’air doit y passer vite pour que la ventilation se fasse avec un débit suffisant. Cette vitesse trop importante crée un bruit et des pertes de charges qui augmentent les consommations électriques des ventilateurs.
• Au positionnement et au choix adéquat du groupe. Dans le cas d’une installation décentralisée, le niveau sonore émis doit être analysé dans la plage de fonctionnement prévue. Le sous-dimensionnement d’un groupe de ventilation, pour des raisons financière, n’est pas une bonne solution.
• A l’installation de silencieux et au respect des règles de l’art dans l’installation du matériel.

Distribution verticale ou horizontale de la ventilation : tout dépend du type de bâtiment existant concerné.

La ventilation engendre une consommation électrique relativement importante. Elle doit être arrêtée en dehors des périodes d’occupation. Un contrôle du ventilateur par horloge est le système de régulation minimum. Le zonage de l’installation doit alors se faire en fonction de l’occupation du bâtiment dans le temps, de manière similaire au chauffage. Il faut pouvoir continuer à ventiler les locaux utilisés pour la garderie, les activités parascolaires ou les bureaux sans ventiler l’ensemble des classes vides après 16h.

Le paramétrage de la ventilation peut varier d’année en année (un local n’est pas occupé pendant certaines périodes, une classe de 16 enfants est remplacée par une classe de 24, …). Les modifications de l’horaire doivent donc pouvoir être faites facilement. Un responsable doit être défini et un petit memo serait intéressant à réaliser pour aider au réglage de l’installation.

Il est intéressant de pouvoir ventiler le bâtiment en dehors des périodes de fonctionnement habituelles, pour des utilisations exceptionnelles. Pour ce faire, un interrupteur manuel peut être installé, éventuellement sur base d’une minuterie à remonter, permettant de relancer la ventilation pour une durée limitée (le temps de la réunion des parents par exemple…).

Dans les locaux ou le taux d'occupation très variable, tels que la bibliothèque, la salle de spectacle ou le réfectoire, le fonctionnement du ventilateur devrait être asservi à la détection d'une sonde CO2, c'est à dire aux besoins réels d'air neuf ! On parle de ventilation "à la demande".

Le paramétrage d’une ventilation double flux nécessite également de définir un seuil de température à partir duquel l’échangeur de chaleur sera « bypassé ». L’air arrive alors directement de l’extérieur dans la classe. Pour optimiser le seuil de température du bypass, il faut le définir en fonction du bâtiment (performance, tendance à la surchauffe, …)

• Un seuil de température pas trop faible, pour limiter au maximum les besoins de chauffage
• Un seuil de température pas trop élevé, pour éviter les risques de surchauffe dans les classes

Il est normal de devoir faire des ajustements pour optimiser ce paramètre. Cela doit être prévu dès le départ avec l’entrepreneur.

Plus d’info  sur la ventilation « à la demande »

Utiliser le réseau de ventilation mis en place pour amener de la chaleur est une idée séduisante. Dans la pratique, elle s’avère pourtant peu intéressante. Les besoin de ventilation et de chauffage ne sont pas en phase, chauffer l’ensemble de l’air du réseau à une température unique est une très mauvaise idée. Le local informatique va surchauffer et on frissonnera dans la classe au nord où ils ne sont que 14…

Pour une régulation adéquate, il faudrait un chauffage décentralisé sur une ventilation centralisée, ce qui revient à mettre une batterie de chauffe par local.

Dans le cas d’une batterie de chauffe hydraulique un réseau de chauffage, raccordé à la chaudière, chauffe l’air à l’entrée du local. on arrive à des coûts d’investissement supérieurs au maintien d’un système traditionnel de chauffage par radiateurs

Dans le cas d’une batterie de chauffe électrique, on se heurte à l’aberration thermodynamique que constitue le fait de chauffer avec de l’électricité. Et les coûts environnementaux et économiques à l’usage devrait vous mener à rejeter cette solution.

En plus d’assurer la qualité de l’air, la VMC double flux avec récupération de chaleur permet de limiter les besoins de chauffage dans les locaux grâce à l’échangeur, ce qui est précieux.

Par ailleurs, pour fonctionner, les ventilateurs consomment de l’électricité.

La performance énergétique dépend de plusieurs facteurs :

• Le rendement de l’échangeur en lui-même, tout au long de l’année (c’est-à-dire en tenant compte des périodes de gel)
• L’étanchéité du réseau, qui influence aussi la consommation électrique des ventilateurs.

→ On privilégie des conduits circulaires, rigides, en acier galvanisé, avec joints (doubles de préférence) aux raccords

• La conception et le dimensionnement du réseau, qui déterminent les pertes de charges et la consommation des ventilateurs pour atteindre les débits nécessaires
• La performance des ventilateurs, dépendant de leur qualité et de la plage de puissance dans laquelle ils sont utilisés

→ ne jamais sous-dimensionner les composants des systèmes de ventilation

• L’entretien des filtres, qui augmentent les pertes de charges quand ils sont trop encrassés
• La durée de fonctionnement du système, et donc sa bonne régulation, et éventuellement son association avec un système de ventilation naturelle en dehors de la période de chauffage (ce qui permet de couper la VMC pendant une partie de l’année)
• L’étanchéité à l’air du bâtiment, et en particulier des circulations si ces dernières sont utilisés pour véhiculer l’air. L’étanchéité est nécessaire pour qu’une grande partie de l’air extrait soit de l’air chauffé provenant des classes, et non de l’air entré par les défauts d’étanchéité du couloir et directement extrait.
• La performance énergétique du bâtiment. Dans les bâtiments très performants, les déperditions thermiques faibles, les gains internes et solaires potentiellement importants, la récupération de chaleur ne sera pas aussi utile que dans des bâtiments moins performants, dans lesquels la chaleur issue de la récupération est plus nécessaire.

Ces simulations considèrent une très bonne étanchéité à l’air. Avec ces hypothèses, la récupération de chaleur améliore plus efficacement la performance de bâtiments dont l’enveloppe est peu performance. (Toute chaleur est utile et valorisée) 

Il existe principalement deux types d’échangeurs sur le marché : les échangeurs à plaques (traditionnels ou à haut rendements) et les échangeurs à roue

Plus d’info  sur les échangeurs à plaque

Plus d’info  sur les échangeurs à roue / rotatifs

Plus d’infos sur le choix des différents composants