Contrôle et réglementation de la ventilation

III.2.A. Etat de la ventilation en France

Selon l’enquête nationale menée par l’Observatoire de la Qualité de l’Air Intérieur (OQAI, 2013) sur les logements en France, les ventilations mécanique et naturelle équipent de manière générale près de 70 % des logements, les VMC double flux ne représentant que 1,1% du parc. Les systèmes de VMC sont présents dans 35,7 % des logements individuels et 34 % des collectifs, surtout dans les logements neufs suite à l’Arrêté du 24 Mars 1982. La ventilation naturelle équipe 29 % les logements individuels et 41 % des collectifs. Cependant,

57 environ 20 % des logements sont démunis de tout système de ventilation. Il s’agit essentiellement des bâtiments très anciens, ne répondant pas aux conformités de la réglementation nationale en termes de ventilation pour les logements, régies par l’Arrêté du 24 Mars 1982 modifié par l’arrêté du 28 octobre 1983 (JORF, 1983), préconisant un système de ventilation spécifique, soit naturelle par conduits ou soit mécanique. Enfin, 9 % des logements français sont équipés de ventilation partielle (Dhalluin, 2012).

III.2.B. Régulation des systèmes de ventilation

La régulation du système de ventilation peut se faire de trois façon différentes : manuellement, automatiquement et de manière semi-automatique.

Dans le cas d’une régulation manuelle, les occupants ont accès aux différents éléments tels que les fenêtres, les ventilateurs, les portes, etc. et régulent par eux même la ventilation pour améliorer leur confort. Ce type de contrôle est généralement mieux accepté par les usagers qu’un contrôle automatique et ne nécessite pas de développement de stratégies de régulation. Cependant cette méthode de régulation n’est pas optimale du point de vue de la gestion des potentiels de ventilation.

Dans le cas d’une régulation automatique, les débits de ventilation sont optimisés en tenant compte des conditions intérieures et extérieures. Cela permet ainsi d’améliorer la qualité environnementale intérieure tout en minimisant les dépenses énergétiques. Plusieurs techniques de régulation peuvent être utilisées (Jung, 2009). En effet, la régulation peut se faire en boucle fermée ou ouverte selon si la variable contrôlée est mesurée ou non. Les régulateurs peuvent être de type tout-ou-rien (TOR), proportionnel (P) avec éventuellement action intégrale (PI) et dérivée (PID), ou encore utilisant la logique floue, le contrôle optimal et prédictif. Même si leur coût est plus important qu’un système classique, la ventilation contrôlée peut s’avérer extrêmement efficace, surtout quand un polluant dominant peut être identifié, par exemple le CO2 pour les écoles. Les économies d'énergie par rapport à une ventilation mécanique constante peuvent être importantes du fait de la réduction du temps de fonctionnement du ventilateur, des besoins de chauffage ou refroidissement de l'air entrant et des déperditions énergétiques par ventilation. Plusieurs paramètres de contrôle permettent la modulation des débits d’air :

- la QAI à partir des concentrations en polluants tel que le CO2, l’humidité relative, les COV, etc ;

58 - les conditions météorologiques, comme la vitesse et la direction du vent, la pluie,

l’ensoleillement, etc ;

- la pression dans les conduits d’extraction ou de soufflage ;

- la détection de la présence des occupants ou la détection de mouvement.

Les principales grandeurs réglables sont alors la vitesse du ventilateur, les sections d’ouverture des entrées d’air, des bouches d’extraction, ou encore l’ouverture des fenêtres. Dans le cas d’une régulation semi-automatique, un système de signalisation, souvent sous forme d’indicateurs visuels, informe les occupants pour savoir quand ouvrir et fermer leurs fenêtres. Un des systèmes de signalisation les plus efficaces, en particulier dans les pièces fortement occupées, consiste à utiliser un capteur de polluant fournissant une indication visuelle des niveaux de concentration, telle que par exemple l’utilisation de couleurs vert/jaune/rouge. Entre autre, la concentration en CO2 est un bon traceur de la pollution humaine, notamment pour évaluer les émissions des bio-effluents humains et de l’occupation. Cependant, il y a peu de retours d’expériences sur la réaction des occupants vis-à-vis de ces systèmes à faible coût (Dhalluin, 2012).

III.2.C. Débits de ventilation réglementaires et normatifs

Les logements doivent bénéficier d’un renouvellement de l’air pour une évacuation des émanations telles que les taux de pollution de l’air intérieur du local ne constituent aucun danger pour la santé et que les condensations puissent être évitées, sauf de façon passagère d’après l’article R111-9 du code de la construction et de l’habitation (Prat, 2012). Les exigences réglementaires françaises en termes de ventilation dans les bâtiments sont définies par le Règlement Sanitaire Départemental Type (RSDT, 1978) et plus spécifiquement par l’arrêté du 24 Mars 1982, modifié le 28 Octobre 1983 (JORF, 1983) pour ce qui concerne les logements, et le Code du travail (Code du Travail, 1984) pour ce qui est des locaux de travail. Ces textes définissent les débits de ventilation, des prescriptions relatives aux installations et fonctionnement des systèmes de ventilation, en fonction du type de locaux à ventiler qui sont classés en deux catégories :

- ceux à pollution « non spécifique » (NS) dans lesquels la pollution est liée à la seule présence humaine à l’exception des locaux sanitaires ;

- ceux à pollution « spécifique » (S) : type cuisine, salle d’eau, cabinet d’aisance, laboratoires, où existent des émissions de produits nocifs ou gênant autres que ceux liés à la seule présence humaine.

59 Pour les bâtiments autres que ceux à usage d'habitation, le RSDT spécifie que la ventilation peut être « soit mécanique ou naturelle par conduits, soit naturelle pour les locaux donnant sur l’extérieur, par ouverture de portes, fenêtres ou autres ouvrants ». Lorsque l’air est introduit mécaniquement, il doit être filtré au préalable, éventuellement à l’aide d’un filtre grossier en amont de la chaîne de soufflage, et obligatoirement à l’aide de filtres à rendement élevé, c'est-à-dire 90 % s’il s’agit d’air neuf et 95 % s’il s’agit d’air recyclé (RSDT, 1978). La mise en place de différents filtres permet une diminution sensible de la quantité de polluants pénétrant dans un bâtiment (Figure 1-6).

Figure 1-6 - Schéma de la masse de poussières entrant dans un réseau d'air de 10 000 m3.h-1, issue de (XPAIR, 2013) cité par (Loaec, 2013)

Pour ce type de bâtiment à usage d’habitation, le RSDT stipule également que dans les conditions habituelles d’occupation, les concentrations en CO2 ne doivent pas dépasser 1000 ppm avec une tolérance à 1300 ppm. Sous réserve de respecter ces limites, la ventilation modulée ou discontinue est admise en cas d’occupation très variable. Enfin, si les locaux sont inoccupés, « la ventilation peut être arrêtée mais elle doit être mise en marche avant occupation des locaux et maintenue après celle-ci pendant un temps suffisant ».

Concernant la règle du balayage qui est imposée pour l’aération des logements par l’arrêté du 24 Mars 1982, le Code du travail admet que l’air provenant de locaux à pollution « non spécifique » puisse être transféré dans des locaux à pollution « spécifique », tandis que le RSDT admet qu’il peut traverser éventuellement des locaux de circulation peu occupés, de type archives ou dépôts, ou à pollution « spécifique ».

La circulation de l’air doit pouvoir se faire par l’entrée d’air dans les pièces principales, de type séjour ou chambres, et son extraction dans les pièces de service, telle que la cuisine, la salle de bain et les WC. Des notions de modulation du débit sont précisées : double débit d’extraction en cuisine et variation du débit extrait en fonction de l’humidité de l’air du logement. Les débits extraits dans chaque pièce doivent pouvoir atteindre, simultanément ou non, les valeurs des flux d’extraction qui sont présentées dans le Tableau 1-1 en fonction du nombre de pièces principales du logement (Prat, 2012).

60 Tableau 1-1 - Débits d’air extraits en fonction du nombre de pièces principales du

logement, issue de (Prat, 2012)

Par ailleurs, des dispositifs individuels de réglage peuvent permettre de réduire les débits, dans la limite des valeurs minimum fixées dans le Tableau 1-2 (Prat, 2012).

Tableau 1-2 – Débits d’air minimaux dans le cas de dispositifs individuels de réglage, issue de (Prat, 2012)

Ces dispositions liées à la construction, décrites dans le code de la construction et de l’habitation et les arrêtés ministériels d’application, sont complétées et renforcées par les réglementations dites « thermiques », notamment la RT2012 qui remplace les RT2005 et RT2000. Ces réglementations appréhendent les considérations plus récentes liées aux économies d’énergie, au confort d’été ou à la ventilation (Prat, 2012).