Qu’est-ce que la ventilation dans un bâtiment ?

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La ventilation est un enjeu important pour les bâtiments. Elle est en effet nécessaire pour conserver la qualité de l’air intérieur, plus communément appelée QAI, ou maintenir un tôt d’hygrométrie satisfaisant. Néanmoins tout échange avec de l’air extérieur signifie une déperdition de chaleur ou d’augmentation de celle-ci selon la température extérieure.

La ventilation peut aussi bien être naturelle que mécanique, dans les deux cas les enjeux sont énormes et de grands progrès ont été réalisés ces dernières décennies.

Aux origines était la ventilation naturelle

Climat chaud et climat tropical

Logiquement, c’est par la ventilation naturelle que les bâtiments ont été refroidis et aérés avant que n’existe les systèmes mécaniques. Les pays avec climat chaud ou climat tropical ont ainsi été le théâtre d’un grand nombre d’expérimentation en la matière. On évoque souvent les maisons, mêmes urbaines, construites autour d’un patio pour l’illustrer, mais il existait déjà des alternatives, comme une végétalisation dudit patio, la présence d’un simple puit de lumière ou la base de ce qui se fait aujourd’hui en conception bioclimatique : les bâtiments traversants. Dans des bâtiments non-traversants, on utilise souvent des brasseurs d’air ou des ventilateurs pour pallier au manque de différence de pressions. C’est en effet ces dernières qui permettent d’accélérer la circulation d’aire.

Avec l’arrivée des logiciels de modélisation des flux d’airs, il est aujourd’hui possible de comprendre en détail comment ces phénomènes de basse et haute pression permettent à l’air de circuler et de refroidir le bâtiment. Aujourd’hui des villes sont même rénovées sur ce principe en provoquant le passage des flux d’airs dans les rues par des constructions. Aujourd’hui, les urbanistes réclament même que les PLU (plan local d’urbanisme) leur permettent de faire varier la hauteur des bâtiments dans une même rue, afin de maximiser leur exposition aux vents et ainsi augmenter le pouvoir rafraichissant des flux d’airs.

Climat tempéré, climat méditerranéen, climat continental et autres

Caractérisés par des amplitudes thermiques importantes ces zones climatiques doivent à la fois ventiler les bâtiments en été pour des raisons thermiques et en hiver pour favoriser la qualité de l’air intérieur. Le défi est donc de taille. Il a été relevé pendant très longtemps par l’ouverture manuelle des fenêtres. Si cette méthode de ventilation est toujours d’actualité, il est aujourd’hui également possible d’automatiser en partie celle-ci. Cela est particulièrement intéressant pour réaliser de la surventilation nocturne dans les établissements scolaires notamment qui ont des cycles d’utilisation très fragmentés, mais denses.

En climat tempéré, climat méditerranéen ou climat continental, il est tout à fait possible de recourir à la ventilation naturelle. Malgré ce qui est souvent communiqué, la ventilation mécanique n’est pas obligatoire, seul un flux d’air minimum doit être obtenu. Comme pour les ouvertures, la gestion des puits d’air peut aussi être mécanisée et semi-automatisée, c’est notamment le cas à l’école des Boutours à Rosny sous Bois. Dans les années 60 et 70, la ventilation naturelle pouvait être assurée par des gaines de ventilations donnant directement sur l’extérieur. Les phénomènes de de surpression permettait une bonne évacuation de l’air. Néanmoins, cela créé des ponts thermiques importants et n'était pas toujours suffisant, notamment dans les pièces d’eau.

La ventilation mécanique

VMC, VMC double flux, simple flux, hygroréglable, extracteur, échangeur, les notions techniques sont nombreuses. La ventilation mécanique est une circulation d’air forcé, l’élément mécanique, souvent un extracteur, se chargeant de créer une zone de sous-pression d’air qui « aspire » celui de la maison. La VMC double flux avec échangeur thermique est aujourd’hui devenu quasiment la règle dans les bâtiments ayant de bonnes performances thermiques. Elle permet une bonne gestion de la qualité de l’air intérieur en hiver et évite les déperditions de chaleur grâce à l’échangeur. Son rôle est de « récupérer » les calories de l’air sortant pour les transférer à l’air froid entrant. La ventilation VMC impose néanmoins d’avoir un passage suffisant pour l’installation des gaines, ce qui peut être difficile dans certaine réhabilitation et rénovation de bâti ancien. Dans ces derniers, on retrouve aussi des VMC simple flux hygroréglables qui offrent un rapport coût/performance honorable

Le cas de la climatisation

Si l’énergie nécessaire à l’alimentation d’une ventilation est négligeable en comparaison des bénéfices obtenus, ce n’est pas le cas de la climatisation. Si cette dernière est souvent évitée par une conception optimisée du bâtiment et un travail sur l’isolation, elle est parfois rendue nécessaire par le confinement de certaines pièces ou la nécessité de garder une température constante comme dans les hôpitaux par exemple.

En dehors de la consommation d’énergie, elle est également responsable du développement de mini ilôts de chaleur dans les villes.

Combiner ventilation naturelle et ventilation mécanique

Comme en témoigne cette expérience menée par Velux (page 10 du bâtiment), combiner ventilation naturelle et ventilation mécanique est très efficace. Cela permet notamment d’écrêter les pics de pollutions au CO2 ou au COV. Celle-ci démontre d’ailleurs qu’une aération de 15 minutes a très peu d’influence sur la température, quelle que soit la saison.

Thèmes associés : ventilation mécanique, ventilation naturelle, QAI, qualité de l'air intérieur