Cet article fait partie du dossier : Projet de recherche Ademe JUSTAIR
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Il a permis de construire une méthode pour guider les acteurs dans le choix des systèmes de ventilation les mieux adaptés au contexte. Mené en s’appuyant sur l’expérience des acteurs professionnels et des collectivités gestionnaires de patrimoine immobilier, Justair permet de mieux comprendre la performance réelle des systèmes de ventilation et fournit, entre autres, un outil de visualisation et partage des résultats pour identifier des solutions de ventilation optimales dans les maisons individuelles rénovées.
Le projet Justair constitue une première étape structurante, en contribuant à la production de connaissances scientifiques et techniques nécessaires à une intégration efficace de la ventilation dans les projets de rénovation énergétique. Il ouvre ainsi un champ d’étude et constitue un socle pour approfondir ces travaux au cours des années à venir.
Retrouvez dans cet article du Cerema les livrables, ainsi qu'un focus sur les retours d’expérience et la méthode issue de ce projet lancé en fin d’année 2022, et financé par l’Ademe avec 3 partenaires : le CEA pilote du projet, le Cerema et Dorémi.
Les enjeux de la ventilation dans la maison individuelle rénovée sont nombreux :
Les retours montrent un fort besoin de formation des professionnels et de montée en compétence de l’ensemble des acteurs sur les systèmes de ventilation. Il apparaît aussi utile de valoriser cette compétence, souvent acquise sur le terrain, mais qui est très utile en particulier dans les opérations de rénovation.
Les partenaires du projet Justair ont décomposé le processus de choix, d’installation, de mise en service, d’entretien et d’usage des systèmes de ventilation, pour envisager comment diffuser l’information utile à chaque étape.
2/ Définition d’une méthode d’évaluation des systèmes de ventilation
A partir des retours d’expérience, le projet Justair visait à identifier les stratégies de ventilation pertinentes dans les opérations de rénovation de maisons individuelles pour définir une méthodologie afin d’évaluer la performance des systèmes de ventilation. Huit stratégies de ventilation mécanique ont été identifiées (par extraction/double flux/soufflage avec différents systèmes de régulation et différents niveaux d’intervention nécessaires). Pour chaque stratégie, les composants du système de ventilation, les avantages et problématiques des systèmes et des composants ont été analysés dans le contexte de maisons en rénovation, en s’appuyant sur la bibliographie existante. Un tableau comparatif a été réalisé.
La performance d’un système de ventilation comprend deux aspects pour lesquels des indicateurs et des méthodes d’évaluation ont été définis en s’appuyant sur les travaux de l’annexe internationale IEA EBC 86 (cadre visant à optimiser la QAI dans les logements, en assurant une consommation d’énergie la plus faible possible) dans laquelle le Cerema était impliqué :
- La performance physique quantifiable : pollution de l’air intérieur, humidité, consommation énergétique, confort thermique en hiver et en été, confort acoustique et confort olfactif. Une modélisation thermo aéraulique a été réalisée pour l’été et l’hiver sur base des caractéristiques physiques de l’enveloppe du bâtiment et des techniques de ventilation, de scénarios météo et de pollution de l’air extérieur, de scénarios d’occupation et de scénarios d’émissions de polluants.
- La performance économique : les coûts de conception, d’installation et d’entretien.
3/ Modélisation les flux d’air et les performances des systèmes de ventilation
Un modèle thermo-aéraulique a été développé par le Cerema afin d’étudier les performances de chaque système de ventilation selon les indicateurs définis. Ce modèle a été ajusté grâce aux résultats expérimentaux sur une maison test de trois de ces systèmes (lot 4), augmentant ainsi sa fiabilité.
Une étude paramétrique a ensuite été menée pour faire varier de nombreux paramètres (Tableau 2) tels que la localisation de la maison, son étanchéité à l’air, le comportement des occupants, le niveau de pollution extérieur, etc. Plus de 700 cas ont ainsi été simulés pour chacune des stratégies de ventilation, ce qui permet d’étendre la portée des résultats obtenus.
| Catégorie | Valeurs | |||
|---|---|---|---|---|
| Météo | H1b | H2b | H3 | |
| Pollution extérieure | Moyenne | Forte | ||
| Enveloppe | Mauvaise isolation + mauvaise étanchéité | Bonne isolation + bonne étanchéité | Bonne isolation + très bonne étanchéité | |
| Occupation | 4 occupants + présence moyenne | 4 occupants + forte présence | 6 occupants + présence moyenne | |
| Emissions internes | Faibles | Moyennes | Fortes | |
| Gestion des ouvrants | Peu de ventilation naturelle | Beaucoup de ventilation naturelle | ||
| Tampon hygroscopique | Basse | Grand | ||
L’objectif est ainsi d’évaluer la performance globale des différentes stratégies de ventilation au regard de la qualité d’air intérieur, du risque de condensation pour le bâti, des besoins thermiques de chauffage, du confort thermique d’été et des consommations électriques des auxiliaires de ventilation tout au long de l’année, pendant la saison de chauffe comme en été.
Les résultats de ces simulations ont été intégrés dans un outil en ligne d’aide à la décision, qui permet à un utilisateur de comparer les performances des différents systèmes pour un cas spécifique en fixant les paramètres aux valeurs souhaitées.
Lien outil d’aide à la décision hébergé sur le site de l’ADEME :
4/ Etude expérimentale des performances des systèmes de ventilation
Une maison expérimentale de la plateforme INCAS de CEA a été instrumentée pour tester les performances en conditions réelles de 3 des 8 systèmes de ventilation étudiés. Les transferts d’air, d’humidité, de chaleur ont été observés pour chaque dispositif sur deux saisons. Le travail de confrontation entre les résultats expérimentaux et numériques a permis d’améliorer la fiabilité du modèle, avec in fine une très bonne correspondance pour les indicateurs aérauliques (débits et concentration en CO2), une bonne correspondance pour les taux d’humidité, mais des résultats plus contrastés sur la température.
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