#22 - Confort d’été et RE2020 : les brasseurs d’air sont-ils la solution ?
La RE2020, qui est entrée en vigueur cette année, amène son lot de nouveautés, et parmi celles-ci, le nouveau calcul des degrés-heures.
Cet indicateur fixe des exigences plus élevées, et des produits adaptés y répondent. Parmi ceux-ci, le brasseur d’air occupe une place majeure.
Degrés-heures : comment calcule-t-on ce nouvel indicateur ?
Tout d’abord, il s’agit de simuler au pas horaire[i] la température intérieure en fonction des caractéristiques de bâtiment, sur la base des températures de la canicule de 2003.
Ensuite, on prend en compte une température conventionnelle [ii](26 à 28°C le jour, 26°C la nuit).
Enfin, on fait la différence entre ces deux températures.
Ainsi, avec une température simulée de 30°C [iii] entre 12h et 13h, on compte 3 degrés-heures (DH). Dans le cas où la température simulée est inférieure ou égale à 27°C, on considère qu’il n’y a pas de surchauffe ; on ne compte donc rien.
En cumulant les degrés-heures pendant la saison estivale, on obtient la valeur des DH pour le bâtiment concerné.
Trois cas se présentent alors pour les projets :
- DH > 1250 : non conforme à la RE2020
- DH < 350 : conforme à la RE2020, le bâtiment est considéré confortable en toutes circonstances
- 350 ≤ DH ≤ 1250 : risque d’inconfort d’été. Le calcul RE2020 pénalise le projet forfaitairement en fonction du type de bâtiment, de la zone climatique et des degrés-heures d’inconfort. Ce sera vraisemblablement la tranche visée par la majorité des constructeurs.
En quoi les brasseurs d’air permettent d’améliorer le confort d’été ?
Le confort d’été s’appuie sur cinq composantes : température, humidité, vitesse d’air, habillement et activité physique des occupants.
Autant l’humidité estivale est un point clé dans des climats tropicaux, autant celle-ci n’est pas très marquée en France métropolitaine. En ce qui concerne l’activité physique, elle est modérée dans la plupart des bâtiments (logements, bureaux…).
C’est pourquoi la RE2020 ne tient pas compte de l’humidité ambiante, ni de l’habillement ou de l’activité physique des occupants.
Dès lors, le confort thermique ressenti est basé sur la température ambiante et la vitesse d’air.
Dans ce domaine, les professionnels font souvent référence au diagramme ci-dessous, extrait du Guide de Ventilation Woods[iv].
Au vu du diagramme, plus la vitesse d’air est élevée, plus l’occupant peut supporter de hautes températures.
En RE2020, la vitesse d’air est calculée à partir du taux de brassage horaire[v]. Celui-ci correspond au nombre de fois où le volume d’air d’une pièce est renouvelé chaque heure ; par exemple 75 volumes par heure.
Pour calculer le taux de brassage, il faut disposer du débit d’air horaire en m3 du ventilateur, que l’on va simplement diviser par le volume de la pièce.
Cela amène un calcul des degrés-heures qui va naturellement encourager les solutions de type brasseurs d’air, puits climatiques, etc.
Les brasseurs d’air, outil incontournable du confort d’été en RE2020 ?
A l’initiative du collectif « Isolons la terre contre le CO2 », le groupement de trois bureaux d’études (Bastide Bondoux, Pouget Consultants et Tribu Energie) a publié une étude en juillet 2021[vi] montrant le rôle des brasseurs d’air pour le confort d’été en RE 2020.
Les citations suivantes sont extraites de la page 41 du rapport :
- « les brasseurs d’air vont devenir la référence pour limiter l’inconfort en été » (en zone H3 – Littoral Méditerranéen),
- « L’action des brasseurs des brasseurs d’airs sur les degrés-heures est toujours très valorisée »,
- « Les brasseurs apparaissent comme un moyen très simple de réduire drastiquement l’inconfort, même supérieur à l’action du puits climatique en zone H3 ».
Brasseurs d’air : quelles bonnes pratiques ?
Rappelons que les brasseurs d’air ne doivent pas amener à négliger la conception. Leur raison d’être est de compléter une bonne architecture et une bonne ingénierie thermique. Mieux le bâtiment est pensé, plus il va être capable de résister aux fortes températures
Une fois mis en œuvre, voici ce qui ressort des calculs RE2020 en présence de brasseurs d’air :
- Des ventilateurs ayant un débit d’air élevé donnent de meilleurs résultats en termes de degrés-heures,
- Plus il y a de brasseurs d’air, plus le nombre de degrés-heures diminue (avec une limite toutefois de 1 brasseur pour 15 m²).
- Dans les zones climatiques les plus chaudes, il faut installer davantage de brasseurs d’air pour tenir les objectifs de degrés-heures. Ainsi, en zone H3 (arc méditerranéen et H2D (basses-Alpes au sens large + Lozère), le respect des DH est souvent conditionné par la présence de brasseurs d’air.
Bref, la RE2020 prend en compte l’efficacité des brasseurs d’air dans les calculs (à travers les degrés-heures), ce qui en fait une solution économique et efficace pour atteindre les objectifs réglementaires de confort d’été.
Confort thermique estival : quelles règles pour les brasseurs d’air ?
La réglementation fixe un cadre, une limite, qui n’est pas toujours suffisante. C’est pourquoi quelques règles doivent être appliquées pour obtenir un réel confort thermique estival en présence de brasseurs d’air.
- Chambres: prévoir au minimum un brasseur d’air par pièce de moins de 15 m². Au minimum, prévoir une attente pour les ventilateurs de plafond dans les pièces non équipées.
- Séjour: le nombre de brasseurs d’air va dépendre à la fois de la taille de la pièce, de son orientation, des protections solaires, des vitrages, de l’isolation en toiture.
- Positionnement : les brasseurs d’air doivent être implantés au-dessus des zones occupées. En effet, dans le cas de brasseurs d’air à pales par exemple, la zone d’influence est limitée à un cylindre à la verticale des pales (voir figure 3). Ainsi, un ventilateur de plafond légèrement décalé par rapport à une zone de couchage présenterait peu d’intérêt. On peut noter que les brasseurs d’air sans pales sont moins sensibles à la question du positionnement.
- Points lumineux: il faut veiller à éviter les effets stroboscopiques, car un brasseur d’air à pales, s’il est placé en-dessous d’un point lumineux, va couper la lumière à intervalles réguliers.
- Hauteur sous pales : comme cela a été exposé dans un article précédent, nous conseillons vivement de respecter la norme NF EN CEI 60335-2-80, qui recommande une hauteur minimale de 2,30 m entre le sol et les pales.
Les limites de la solution brasseurs d’air
Certes, les brasseurs d’air ont largement fait leurs preuves. Pour autant, il est essentiel de garder à l’esprit leurs limites :
Tout d’abord, le gain de température ressentie peut difficilement dépasser 3°C :
- Dans les bureaux, les feuilles volent quand la vitesse d’air dépasse les 1m/s,
- Dans les autres locaux, une forte vitesse d’air ne peut être obtenue que par une présence de nombreux brasseurs d’air ou d’appareils de grand diamètre, ce qui n’est pas toujours envisageable,
Ensuite, tous les brasseurs d’air ne se valent pas, que ce soit en termes de mode de fonctionnement (les ventilateurs sans pales sont plus omnidirectionnels que les ventilateurs avec pales), de débit d’air, de sécurité[vii], de consommation d’énergie…
RE2020 : des évolutions à prévoir ?
Nous pouvons nous en réjouir : le fait que les brasseurs d’air puissent contribuer à l’atteinte des objectifs de confort d’été en RE2020 est à la fois une nouveauté dans la réglementation est une bonne nouvelle dans l’absolu, car leur effet bénéfique est reconnu depuis de nombreuses années, et tout particulièrement dans la France d’Outre-Mer.
Pour autant, quelques améliorations pourraient être envisagées à l’avenir :
- Encourager le couplage des brasseurs d’air avec la surventilation nocturne (car les débits d’air des ventilateurs de plafond sont bien plus élevés que ceux des systèmes de ventilation) ;
- Prendre en compte l’impact bénéfique des brasseurs d’air sur la consommation d’énergie estivale (hausse des consignes de climatisation) et hivernale (baisse des consignes de chauffage grâce à la déstratification).
Finalement, la RE2020 donne l’occasion de revenir aux fondamentaux.
Installer des brasseurs d’air permet certes de respecter la réglementation, mais surtout de gagner en confort et en économies d’énergie !
Un article signé Jean-Pascal Schaefer (Exhale Fans Europe)
[i] Basée sur la norme NF 15251 (confort adaptatif)
[ii] Après une succession de journées chaudes, le corps humain supporte mieux la chaleur. La méthode de calcul RE2020 traduit cette adaptation du corps par une élévation du seuil de calcul de 26°C de +0 à +2°C suivant les températures subies. L’élévation de ce seuil est déterminée par les algorithmes de calcul qui retranscrivent la norme NF 15 251 sur le confort adaptatif.
[iii] 30-27=3
[iv] Lien vers le tableau du Guide de Ventilation Woods, sur le site energieplus-lesite.be
[v] Dans le cas des brasseurs d’air, il ne s’agit clairement pas de volumes d’air neuf.
[vi] Les mandataires du consortium ayant financé l’étude sont les suivants : CIM béton, Isolons la terre contre le CO2, Ignes, EDF, Filmm, FF Tuiles et Briques, Uniclima.
[vii] Cf. norme NF EN CEI 60335-2-80 : 2,30 m de hauteur minimale entre sol et pales
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