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Ecoconception et étiquetage énergétique : règlements européens

Introduction

La réglementation ErP (Energy-related Product) regroupe l’écoconception et l’étiquetage des produits. Elle est bien connue du consommateurs via les écolabel appliqués sur tous les électroménagers disponibles à la vente.

Comme pour ceux-ci, les appareils de production de chaleur, les chauffe-eau ainsi que les ballons de stockage doivent désormais être vendus assortis d’un écolabel ou étiquetage énergétique. Les règlements délégués (UE) n°811/2013 et 812/2013 de la Commission du 18 février 2013 indiquent les règles à suivre pour cette étiquetage énergétique.

Les règles en matière d’écoconception sont d’application pour les fabricants et doivent permettre d’augmenter l’efficacité énergétique des appareils produits et donc de réduire les émissions de CO₂ dues à leur utilisation. Ce sont les règlements (UE) n°813/2013 et 814/2013 qui donnent les valeurs qui sont à respecter par les fabricants.

Les objectifs de la réglementation ErP sont d’harmoniser les dispositions d’étiquetage existantes, d’éviter des disparités en termes d’efficacité énergétique, d’inciter les fabricants à améliorer l’efficacité énergétique de leurs produits et ainsi de réaliser des économies d’énergies de chauffage des locaux et de l’eau à l’échelle européenne en imposant une performance énergétique minimale en conception des appareils producteurs de chaleur.

Il est estimé que les effets combinés des règles d’écoconception et de l’étiquetage énergétique pourraient engendrer des économies d’énergie s’élevant à 45 Mtep (523 TWh) pour le chauffage des locaux et 11 Mtep (128 TWh) pour le chauffage de l’eau chaque année sur l’ensemble de l’Europe d’ici 2020.

Les appareils de refroidissement et de ventilation devraient bientôt suivre le même chemin.

Les dispositifs sont d’application depuis le 26 septembre 2015. Une modification des étiquettes et un relèvement des exigences sont prévus pour les 26 septembre 2017, 2018 et 2019.

Domaine d’application

Les produits soumis aux règlements ErP sont :

Pour le chauffage des locaux

les dispositifs de chauffage des locaux (chauffage central à eau chaude avec un ou plusieurs générateurs de chaleur fonctionnant par combustion, effet Joule ou capture de chaleur ambiante ou résiduelle) ;

les dispositifs de chauffage mixte (fournissant également l’eau chaude sanitaire);

les dispositifs de chauffage des locaux par cogénération dont la puissance électrique est inférieure à 50 kW;

les produits combinés constitués :
- d’un dispositif de chauffage des locaux ou mixte,
- d’un régulateur de température,
- d’un dispositif solaire (système tout solaire, capteur solaire, ballon d’eau chaude solaire ou pompe de boucle de captage).

Pour le chauffage de l’eau

les chauffe-eau (conventionnels, solaires et thermodynamiques avec un ou plusieurs générateurs de chaleur) ;

les ballons d’eau chaude d’une capacité de stockage ;

les produits combinés constitués :
- d’un chauffe-eau,
- d’un dispositif solaire.

Produit	Puissances et volumes d’application
Produit	Écoconception	Étiquetage énergétique
Dispositif de chauffage des locaux	≤ 400 kW (≤ 50 kW_él pour la cogénération)	≤ 70 kW (≤ 50 kW_él pour la cogénération)
Dispositif de chauffage mixte	≤ 400 kW	≤ 70 kW
Chauffe-eau	≤ 400 kW	≤ 70 kW
Ballon d’eau chaude	≤ 2000 litres	≤ 500 litres

Appareils hors champ d’application

Les étiquetages ne sont donc pas valables pour :

les dispositifs utilisant à titre principal (à plus de 50%) du gaz ou des produits liquides issus de la biomasse ;

les appareils alimentés en combustibles solides ;

les appareils industriels tels que, par exemple, les installations supérieures ou égales à 50MW ou les incinérateurs à déchets ;

les appareils chauffant et faisant circuler un fluide caloporteur gazeux (vapeur ou air, par exemple) ;

les dispositifs de chauffage des locaux par cogénération dont la puissance électrique maximale est de 50 kW ou plus;

les chauffe-eau pour un profil de puisage inférieur au plus petit profil (3XS) référencé par le règlement ;

les chauffe-eau conçus uniquement pour la préparation de boissons et/ou d’aliments chauds.

Remarques.

Les appareils installés avant le 26 septembre 2015, ne doivent pas faire l’objet d’un étiquetage rétroactif. De même, les appareils de chauffage produits et/ou fournis avant le 26 septembre 2015 ne sont pas soumis à ce règlement d’étiquetage.

Les exigences d’écoconception

Sur l’efficacité énergétique saisonnière pour le chauffage des locaux

Produits			Exigences d’efficacité énergétique
Appareils	Fonction	Puissance	à partir du 26/09/2015	à partir du 26/09/2017
Chaudière à combustible	chauffage des locaux ou mixte	≤ 70 kW	86 %
Chaudière à combustible	chauffage des locaux ou mixte	> 70 kW	86 % (à 100 % de puissance utile) 94 % (à 30 % de puissance utile)
Chaudière de type B1	chauffage des locaux	≤ 10 kW	75 %
Chaudière de type B1	mixte	≤ 30 kW	75 %
Chaudière électrique	chauffage des locaux ou mixte	–	30 %	36 %
Cogénération	chauffage des locaux	–	86 %	100 %
Pompe à chaleur	Chauffage des locaux ou mixte	–	100 %	110 %
Pompe à chaleur basse température	–	–	115 %	125 %

Sur l’efficacité énergétique pour le chauffage de l’eau

Caractéristiques pour définir le profil de puisage :

Caractéristiques	Profils de puisage
Caractéristiques	3XS	XXS	XS	S	M	L	XL	XXL	3XL	4XL
Débit [l/m]	2	2	3	3 – 5	3 – 6	3 – 10	3 – 10	3 – 16	24 – 48	48 – 96
Température de l’eau chaude [°C]	–	–	–	55	40 – 55	40 – 55	40 – 55	40 – 55	40 – 55	40 – 55
Température requise [°C]	25	25	35	10 – 45	10 – 40	10 – 40	10 – 40	10 – 40	10 – 40	10 – 40
Énergie quotidienne [kWh]	0,345	2,100	2,100	2,100	5,845	11,655	19,070	24,530	46,760	93,520

Pour le chauffage de l’eau au sein d’un dispositif de chauffage mixte :

Exigences	Profils de puisage
Exigences	3XS	XXS	XS	S	M	L	XL	XXL	3XL	4XL
à partir du 26/09/2015	22 %	23 %	26 %	26 %	30 %	30 %	30 %	32 %	32 %	32 %
à partir de 26/09/2017	32 %	32 %	32 %	32 %	36 %	37 %	38 %	60 %	64 %	64 %

Pour le chauffage de l’eau au sein d’un chauffe-eau :

Exigences	Profils de puisage
Exigences	3XS	XXS	XS	S	M	L	XL	XXL	3XL	4XL
à partir du 26/09/2015	22 %	23 %	26 %	26 %	30 %	30 %	30 %	32 %	32 %	32 %
à partir de 26/09/2017	32 %	32 %	32 %	32 %	36 %	37 %	37 %	37 %	37 %	38 %
à partir du 26/09/2018	32 %	32 %	32 %	32 %	36 %	37 %	37 %	60 %	64 %	64 %

Sur le volume de stockage des chauffe-eau

Exigences	Profils de puisage
Exigences	3XS	XXS	XS	S	M	L	XL	XXL	3XL	4XL
à partir du 26/09/2015	≤ 7 litres	≤ 15 litres	≤ 15 litre	≤ 36 litres	≥ 65 litres*	≥ 130 litres*	≥ 210 litres*	≥ 300 litres*	≥ 520 litres*	≥ 1040 litres*
note :	* Pour l’eau mitigée à 40°C

Sur le niveau de puissance acoustique

Pour les pompes à chaleur et les chauffe-eau thermodynamiques

Exigences à partir du 26/09/2015		Niveau de puissance acoustique [dB]
Exigences à partir du 26/09/2015		à l’intérieur	à l’extérieur
Puissance thermique nominale	≤ 6 kW	60	65
	≤ 12 kW	65	70
	≤ 30 kW	70	78
	≤ 70 kW	80	88

Sur les émissions d’oxydes d’azote

Produits			Exigences à partir du 26/09/2018
Appareils	Système de combustion	Combustibles	Émissions d’oxydes d’azote en mg/kWh PCS de combustible consommé
Chaudières et chauffe-eau conventionnels		gazeux	56
Chaudières et chauffe-eau conventionnels		liquides	120
Cogénérations	externe	gazeux	70
	externe	liquides	120
	interne	gazeux	240
	interne	liquides	420
Pompes à chaleur et chauffe-eau thermodynamiques	externe	gazeux	70
	externe	liquides	120
	interne	gazeux	240
	interne	liquides	420

Sur les pertes statiques les ballons d’eau chaude

Pertes statiques ≤ 16,66 + 8,33 x V^0,4 [W]

Les exigences d’étiquetage

Pour les fournisseurs

Pour chaque appareil concerné mis sur le marché ou en service, les fournisseurs doivent :

Procurer l’étiquette adéquate et conforme. Elle doit être disponible au sein de l’emballage. Dans le cas d’un produit combiné, une seconde étiquette est fournie ;

Fournir une fiche produit. Celle-ci doit au minimum être fournie pour le générateur de chaleur, dans le cas d’un produit combiné, une seconde est nécessaire pour l’ensemble. Une fiche produit est également demandée pour les régulateurs de températures et les dispositifs solaires ;

Mettre à disposition des autorités des États membres et de la commission européenne la documentation technique correspondante (du dispositif de chauffage, du régulateur de température et du dispositif solaire correspondant ou du chauffe-eau, du ballon d’eau chaude et du dispositif solaire correspondant si tel est le cas) si elles en font la demande. Cette documentation reprend principalement les éléments repris dans la fiche produit ainsi que le nom et l’adresse du fournisseur, la description du modèle, les références des normes et/ou spécifications techniques appliquées, certains paramètres techniques… ;

Référencer la classe énergétique saisonnière pour tout modèle faisant l’objet d’une publicité et mentionnant des informations de prix ou liées à l’énergie ;

Référencer la classe énergétique saisonnière dans tous les documents promotionnels techniques du produit concerné.

Pour les distributeurs

Pour chaque appareil concerné mis à la vente ou à la location, les distributeurs doivent :

Rendre clairement visible sur le point de vente l’étiquette fournie ;

Fournir l’information nécessaire avec le produit si celui-ci n’a pas pu être examiné par l’utilisateur final (par exemple lors d’une vente en ligne); c’est-à-dire, fournir les informations données par la fiche produit mais également ;

Référencer la classe énergétique saisonnière pour tout modèle faisant l’objet d’une publicité et mentionnant des informations de prix ou liées à l’énergie ;

Référencer la classe énergétique saisonnière dans tous les documents promotionnels techniques du produit concerné.

Pour les produits combinés :

Fournir la fiche produit dûment complétée.

Les étiquettes énergétiques

Les règlements présentent des exemples d’étiquettes pour chaque dispositifs seuls ou combinés et définissent, en plus des informations qui doivent s’y trouver, leurs dimensions et codes couleurs à utiliser. Chaque étiquette comporte le logo de l’Union Européenne en haut à gauche ainsi que son année d’introduction et le numéro du règlement qui lui est associé.

Date d’entrée en vigueur	Évolution de l’échelle des classes
	Dispositif de chauffage des locaux ou mixtes		Chauffe-eau	Ballons d’eau chaude	Produits combinés
	pour les locaux	pour l’eau	pour l’eau
26/09/2015	A⁺⁺ à G	A à G	A à G	A à G	A⁺⁺⁺ à G
26/09/2017			A⁺ à F	A⁺ à F
26/09/2019	A⁺⁺⁺ à D	A⁺ à F

Les dispositifs de chauffage des locaux ou mixtes verront leur étiquette changer en septembre 2019 pour passer d’une échelle de classe de A⁺⁺ jusqu’à G à A⁺⁺⁺ jusqu’à D. Les chauffes-eau et les ballons de stockage verront quant à eux leur étiquette énergétique changer dès septembre 2017 en passant d’une échelle de classe de A jusqu’à G à à A⁺ jusqu’à F. Les appareils de classes inférieures ne seront donc plus étiquetées et ne pourront donc plus être soumis à la vente.

Pour les appareils seuls

Exemple d’étiquette énergétique pour une chaudière (chauffage des locaux uniquement).

Les étiquettes d’un dispositifs de chauffage des locaux ou mixtes, d’un chauffe-eau ou d’un ballon d’eau chaude sont toutes construites suivant le même schéma. On y retrouve :

En haut, les renseignements du produit pour l’identifier :

le nom ou la marque commerciale du fournisseur (I);

la référence du modèle donnée par le fournisseur (II);

le logo indiquant le type d’appareil :
- un radiateur indique que le produit fournit de la chaleur pour les locaux,

- un robinet indique que le produit fournit de l’eau chaude sanitaire (la lettre associée indique le profil de puisage considéré),

- un ballon rempli d’eau indique que le produit est un ballon d’eau chaude ;

dans le cas d’un dispositif de chauffage des locaux par pompe à chaleur, la température de fonctionnement à moyenne et/ou basse température.

Au milieu, sa classe d’efficacité énergétique :

l’échelle des classes énergétiques en fonction de l’année d’introduction de l’étiquette;

la classe d’efficacité énergétique du produit sous forme d’une flèche pointant à la même hauteur sur l’échelle des classes;
- dans le cas d’un dispositif de chauffage mixte, la classe énergétique est spécifiée pour chacune des deux fonctionnalités (chauffage des locaux et de l’eau);

- dans le cas d’une pompe à chaleur la classe énergétique est spécifiée pour chaque type d’application à basse et/ou moyenne température.

En bas, des informations techniques :

le niveau de puissance acoustique à l’intérieur en dB;

dans le cas d’une pompe à chaleur, le niveau de puissance acoustique à l’extérieur en dB ;

la puissance thermique nominale en kW pour les dispositifs de chauffage des locaux ou mixtes :
- dans le cas d’une pompe à chaleur, elle est déclinée suivant les trois zones indicatives définies sur la carte des températures en Europe et suivant la ou les températures d’application,

- dans le cas d’un cogénération, le logo indiquant la fonction supplémentaire de production d’électricité ;

la consommation annuelle d’électricité en kWh et/ou de combustible en GJ PCS, pour les chauffe-eau :
- dans le cas d’un chauffe-eau solaire, elles sont déclinées suivant suivant les trois zones indicatives définies sur la carte solaire européenne,

- dans le cas d’un chauffe-eau thermodynamiques, elles sont déclinées suivant les trois zones indicatives définies sur la carte des températures en Europe ;

les pertes statiques en W et le volume en litres pour les ballons d’eau chaude ;

le logo éventuel indiquant que le dispositif de chauffage mixte ou le chauffe-eau conventionnel ou le chauffe-eau thermodynamique peut fonctionner uniquement en heures creuses ;

Pour les produits combinés

Exemple d’étiquette énergétique pour un produit combiné mixte (chauffage des locaux et de l’eau chaude sanitaire).

Les étiquettes d’un dispositifs de chauffage des locaux ou mixtes, d’un chauffe-eau ou d’un ballon d’eau chaude sont toutes construites suivant le même schéma. On y retrouve :

En haut, les renseignements du produit combiné pour l’identifier :

le nom ou la marque commerciale du distributeur et/ou fournisseur (I);

la référence du ou des modèles donnée par le distributeur et/ou fournisseur (II);

le logo indiquant le type de produit combiné :
- un radiateur indique que le produit fournit de la chaleur pour les locaux,

- un robinet indique que le produit fournit de l’eau chaude sanitaire (la lettre associée indique le profil de puisage considéré) ;

À gauche, les appareils formant le produit combiné :

la ou les classes d’efficacité énergétique pour le chauffage des locaux et/ou de l’eau chaude sanitaire du dispositif de chauffage associé (dispositif de chauffage des locaux ou mixte ou chauffe-eau) sous forme d’une ou deux flèches pointant vers le logo du générateur de chaleur ;

les logos représentant les dispositifs pouvant être associé au produit combiné :
- dans le cas d’un dispositif de chauffage des locaux ou mixte, d’un régulateur de chaleur et d’un dispositif solaire : un capteur solaire, un ballon d’eau chaude, un régulateur de température et/ou un dispositif de chauffage des locaux d’appoint,

- dans le cas d’un chauffe-eau et d’un dispositif solaire : un capteur solaire et/ou un ballon d’eau chaude.

À droite, sa ou ses classe d’efficacité énergétique :

la ou les échelles des classes énergétiques en fonction de l’année d’introduction de l’étiquette ;

la ou les classes d’efficacité énergétique du produit combiné pour le chauffage des locaux et/ou le chauffage de l’eau sous forme d’une flèche pointant à la même hauteur sur l’échelle correspondante.

Classes d’efficacité énergétique correspondantes

Sur chaque étiquette pour chaque dispositif concerné, chaque classe énergétique de A⁺⁺⁺, la plus efficace, à G, la moins, efficace représente un intervalle où η_s, le rendement saisonnier, se situe. Pour le chauffage des locaux :

Classes d’efficacité énergétique	Efficacité énergétique saisonnière en % pour le chauffage des locaux
Classes d’efficacité énergétique	Dispositifs de chauffage des locaux	Pompes à chaleur basse température
A⁺⁺⁺	η_s ≥ 150	η_s ≥ 175
A⁺⁺	125 ≤ η_s < 150	150 ≤ η_s < 175
A⁺	98 ≤ η_s < 125	123 ≤ η_s < 150
A	90 ≤ η_s < 98	115 ≤ η_s < 123
B	82 ≤ η_s < 90	107 ≤ η_s < 115
C	75 ≤ η_s < 82	100 ≤ η_s < 107
D	36 ≤ η_s < 75	61 ≤ η_s < 100
E	34 ≤ η_s < 36	59 ≤ η_s < 61
F	30 ≤ η_s < 34	55 ≤ η_s < 59
G	η_s < 30	η_s < 55

Pour le chauffage de l’eau, les étiquettes pour les dispositifs de chauffage mixte et les chauffe-eau présentent des classes énergétiques dont l’efficacité énergétique η_wh équivalent est fonction du profil de puisage :

Classes d’efficacité énergétique	Efficacité énergétique en % pour le chauffage de l’eau selon le profil de puisage
Classes d’efficacité énergétique	3XS	XXS	XS	S	M	L	XL	XXL
A⁺⁺⁺	η_wh ≥ 62	η_wh ≥ 62	η_wh ≥ 69	η_wh ≥ 90	η_wh ≥ 163	η_wh ≥ 188	η_wh ≥ 200	η_wh ≥ 213
A⁺⁺	53 ≤ η_wh < 62	53 ≤ η_wh < 62	61 ≤ η_wh < 69	72 ≤ η_wh < 90	130 ≤ η_wh < 163	150 ≤ η_wh < 188	160 ≤ η_wh < 200	170 ≤ η_wh < 213
A⁺	44 ≤ η_wh < 53	44 ≤ η_wh < 53	53 ≤ η_wh < 61	55 ≤ η_wh < 72	100 ≤ η_wh < 130	115 ≤ η_wh < 150	123 ≤ η_wh < 160	131 ≤ η_wh < 170
A	35 ≤ η_wh < 44	35 ≤ η_wh < 44	38 ≤ η_wh < 53	38 ≤ η_wh < 55	65 ≤ η_wh < 100	75 ≤ η_wh < 115	80 ≤ η_wh < 123	85 ≤ η_wh < 131
B	32 ≤ η_wh < 35	32 ≤ η_wh < 35	35 ≤ η_wh < 38	35 ≤ η_wh < 38	39 ≤ η_wh < 65	50 ≤ η_wh < 75	55 ≤ η_wh < 80	60 ≤ η_wh < 85
C	29 ≤ η_wh < 32	29 ≤ η_wh < 32	32 ≤ η_wh < 35	32 ≤ η_wh < 35	36 ≤ η_wh < 39	37 ≤ η_wh < 50	38 ≤ η_wh < 55	40 ≤ η_wh < 60
D	26 ≤ η_wh < 29	26 ≤ η_wh < 29	29 ≤ η_wh < 32	29 ≤ η_wh < 32	33 ≤ η_wh < 36	34 ≤ η_wh < 37	35 ≤ η_wh < 38	36 ≤ η_wh < 40
E	22 ≤ η_wh < 26	23 ≤ η_wh < 26	26 ≤ η_wh < 29	26 ≤ η_wh < 29	30 ≤ η_wh < 33	30 ≤ η_wh < 34	30 ≤ η_wh < 35	32 ≤ η_wh < 36
F	19 ≤ η_wh < 22	20 ≤ η_wh < 23	23 ≤ η_wh < 26	23 ≤ η_wh < 26	27 ≤ η_wh < 30	27 ≤ η_wh < 30	27 ≤ η_wh < 30	28 ≤ η_wh < 32
G	η_wh < 19	η_wh < 20	η_wh < 23	η_wh < 23	η_wh < 27	η_wh < 27	η_wh < 2	η_wh < 28

Les règlements définissent les profils de puisage équivalents, en voici les caractéristiques principales et une estimation correspondantes :

Caractéristiques	Profils de puisage
Caractéristiques	3XS	XXS	XS	S	M	L	XL	XXL
Débit [l/m]	2	2	3	3 – 5	3 – 6	3 – 10	3 – 10	3 – 16
Température de l’eau chaude [°C]	–	–	–	55	40 – 55	40 – 55	40 – 55	40 – 55
Température utile[°C]	25	25	35	10 – 45	10 – 40	10 – 40	10 – 40	10 – 40
Énergie quotidienne [kWh]	0,345	2,100	2,100	2,100	5,845	11,655	19,070	24,53

Dans le cas des ballons d’eau chaude l’intervalle est déterminé par les pertes statiques S en fonction du volume V :

Classes d’efficacité énergétique	Pertes statique S en watts, avec la capacité de stockage V en litre
A⁺	S < 5,5 + 3,16 x V^0,4
A	5,5, + 3,16 x V^0,4 ≤ S < 8,5 + 4,25 x V^0,4
B	8,5 + 4,25 x V^0,4 ≤ S < 12 + 5,93 x V^0,4
C	12 + 5,93 x V^0,4 ≤ S < 16,66 + 8,33 x V^0,4
D	16,66 + 8,33 x V^0,4 ≤ S < 21 + 10,33 x V^0,4
E	21 + 10,33 x V^0,4 ≤ S < 26 + 13,66 x V^0,4
F	26 + 13,66 x V^0,4 ≤ S < 31 + 16,66 x V^0,4
G	S < 31 + 16,66 x V^0,4

Classes énergétiques des ballons d’eau chaude en fonction de leur volume V en litres et de leur pertes statiques en watts.

Finalement, pour les produits combinés, les classe d’efficacité énergétique affichées correspondent ainsi au rendement saisonnier :

Classes d’efficacité énergétique	Efficacité énergétique saisonnière en % pour le chauffage des locaux		Efficacité énergétique en % pour le chauffage de l’eau selon le profil de puisage
Classes d’efficacité énergétique	Dispositifs de chauffage des locaux	Pompes à chaleur basse température	M	L	XL	XXL
A⁺⁺⁺	η_s ≥ 150	η_s ≥ 175	η_wh ≥ 163	η_wh ≥ 188	ηwh ≥ 200	ηwh ≥ 188
A⁺⁺	125 ≤ η_s < 150	150 ≤ η_s < 175	130 ≤ η_wh < 163	150 ≤ η_wh < 188	160 ≤ η_wh < 200	170 ≤ η_wh < 213
A⁺	98 ≤ η_s < 125	123 ≤ η_s < 150	100 ≤ η_wh < 130	115 ≤ η_wh < 150	123 ≤ η_wh < 160	131 ≤ η_wh < 170
A	90 ≤ η_s < 98	115 ≤ η_s < 123	65 ≤ η_wh < 100	75 ≤ η_wh < 115	80 ≤ η_wh < 123	85 ≤ η_wh < 131
B	82 ≤ η_s < 90	107 ≤ η_s < 115	39 ≤ η_wh < 65	50 ≤ η_wh < 75	55 ≤ η_wh < 80	60 ≤ η_wh < 85
C	75 ≤ η_s < 82	100 ≤ η_s < 107	36 ≤ η_wh < 39	37 ≤ η_wh < 50	38 ≤ η_wh < 55	40 ≤ η_wh < 60
D	36 ≤ η_s < 75	61 ≤ η_s < 100	33 ≤ η_wh < 36	34 ≤ η_wh < 37	35 ≤ η_wh < 38	36 ≤ η_wh < 40
E	34 ≤ η_s < 36	59 ≤ η_s < 61	30 ≤ η_wh < 33	30 ≤ η_wh < 34	30 ≤ η_wh < 35	32 ≤ η_wh < 36
F	30 ≤ η_s < 34	55 ≤ η_s < 59	27 ≤ η_wh < 30	27 ≤ η_wh < 30	27 ≤ η_wh < 30	28 ≤ η_wh < 32
G	η_s < 30	η_s < 55	η_wh < 27	η_wh < 27	η_wh < 27	η_wh < 28

La fiche produit

Dispositifs de chauffage des locaux, dispositifs de chauffage mixtes et chauffe-eau

Les éléments devant obligatoirement se retrouver sur la fiche produit d’un dispositif de chauffage des locaux ou d’un dispositif mixtes sont indiqués dans le tableau suivant :

Éléments repris	Dispositifs de chauffage des locaux			Dispositifs de chauffage mixtes		Chauffe-eau
Éléments repris	par chaudière	par cogénération	par pompe à chaleur	par chaudière	par pompe à chaleur	conventionnels	solaires	thermodynamiques
Nom du fournisseur ou marque commerciale	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui
Référence du produit	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui
Le ou les profils de soutirage déclarés	Non	Non	Non	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui
Classe d’efficacité énergétique pour le chauffage des locaux	Oui	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Non	Non	Non
Classe d’efficacité énergétique pour le chauffage de l’eau	Non	Non	Non	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Oui, dans les conditions climatiques moyennes
Puissance thermique nominale en kW	Oui	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Non	Non	Non
Efficacité énergétique saisonnière pour le chauffage des locaux en %	Oui	Oui, plus le rendement électrique en %	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Non	Non	Non
Efficacité énergétique saisonnière pour le chauffage de l’eau en %	Non	Non	Non	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Oui	Oui, dans les conditions climatiques plus froides, moyennes et plus chaudes	Oui, dans les conditions climatiques plus froides, moyennes et plus chaudes
Consommation annuelle d’énergie pour le chauffage des locaux en kWh et/ou GJ PCS	Oui	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Non	Non	Non
Consommation annuelle d’énergie pour le chauffage de l’eau en kWh et/ou GJ PCS	Non	Non	Non	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Oui	Oui, dans les conditions climatiques moyennes	Oui, dans les conditions climatiques moyennes
Niveau de puissance acoustique	Oui, à l’intérieur	Oui, à l’intérieur	Oui, à l’intérieur et à l’extérieur	Oui, à l’intérieur	Oui, à l’intérieur et à l’extérieur	Oui, à l’intérieur	Oui, à l’intérieur	Oui, à l’intérieur et à l’extérieur
Indication de la capacité à ne fonctionner qu’en heures creuses	Non	Non	Non	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui
Précautions particulières pour le montage, l’installation ou l’entretien	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui	Oui

Pour les chauffe-eau solaires, dû à la présence des capteurs, il faut y rajouter spécifiquement :

la surface d’entrée des capteurs [m²],
le rendement optique,
le coefficient de perte du premier ordre [W/m²K],
le coefficient de perte du second ordre [w/m²K],
le facteur d’angle d’incidence,
la capacité de stockage en litres,
la consommation d’électricité de la pompe [W],
et la consommation d’électricité en vieille [W].

Régulateurs de température

La fiche produit contient au minimum les informations suivantes :

le nom du fournisseur ou la marque commerciale,
la référence du modèle donnée par le fournisseur,
sa classe,
et sa contribution à l’efficacité énergétique saisonnière pour le chauffage des locaux en %.

Ballons d’eau chaude

Est compris dans la fiche produit d’un ballon d’eau chaude :

le nom du fournisseur ou la marque commerciale ;
la référence du modèle donnée par le fournisseur ;
sa classe d’efficacité énergétique ;
ses pertes statiques en W ;
sa capacité de stockage en litres.

Dispositifs solaires

Les informations reprisent dans la fiche produit d’un dispositif solaire concernent :

le nom du fournisseur ou la marque commerciale ;
la référence du modèle donnée par le fournisseur ;
la surface du capteur en m² ;
pour un dispositif solaire associé à un dispositif de chauffage des locaux :
- le rendement du capteur en %,
- la classe d’efficacité énergétique du ballon d’eau chaude solaire,
- les pertes statiques du ballon d’eau chaude solaire en W,
- le volume de stockage du ballon d’eau chaude solaire en litre ;
ou pour un dispositif solaire associé à un chauffe-eau :
- le rendement optique,
- le coefficient des pertes thermiques du capteur solaire en W/m²K,
- le coefficient de dépendance à la température des pertes thermiques en W/m²K²,
- le facteur d’angle d’incidence,
- la capacité de stockage en litre ;
la contribution calorifique non solaire en kWh primaire pour l’électricité ou kWh PCS pour les combustibles (pour les profils de soutirage de M à XXL dans les conditions climatiques moyennes) ;
la consommation d’électricité de la pompe en W ;
la consommation d’électricité en veille en W ;
la consommation annuelle d’électricité auxiliaire en kWh d’énergie finale.

Produits combinés

La fiche des produits combinés doit reprendre les valeurs utiles au calcul de l’efficacité énergétique pour le chauffage des locaux et/ou le chauffage de l’eau du produit combiné considéré. Pratiquement, c’est-à-dire l’ensemble des données reprises dans les fiches d’information respectives des dispositifs formant la combinaison.

Finalement, elle reprendra le détail du calcul de l’efficacité énergétique saisonnière pour le chauffage des locaux et/ou le chauffage de l’eau du produit combiné.

Mesures et calculs

Pour pouvoir déterminer la classe d’efficacité énergétique des produits, il est nécessaire de pouvoir calculer leur efficacité énergétique saisonnière de manière unique, conforme et reproductible afin de pouvoir comparer justement deux produits entre eux.

Dispositifs uniques

Les fabricants et fournisseurs doivent calculer l’efficacité énergétique saisonnière et les autres paramètres techniques de leur produit de manière conforme en appliquant des méthodes de calculs approuvé par l’Union Européenne. Ces données sont fournies dans la documentation technique et dans la fiche du produit et doivent permettre de calculer l’efficacité énergétique saisonnier du produit combiné par le distributeur.

Les règlements européens définissent les hypothèses à prendre lors des tests et les formules à suivre lors du calcul de l’efficacité énergétique d’un produit.

Produits combinés

Pour un produit combiné, le seul élément supplémentaire à calculer est l’efficacité énergétique saisonnière globale pour le chauffage des locaux et/ou de l’eau.

Exemple pour le chauffage des locaux par chaudière combinée à un régulateur de température et un dispositif solaire

η_s = η_gen + c_reg + c_sup + c_sol + c_pac – c_sol/pac

Avec :

η_s : Efficacité énergétique saisonnière du produit combiné pour le chauffage des locaux en %;
η_gen : Efficacité énergétique saisonnière de la chaudière pour le chauffage des locaux en %;
c_reg : Contribution apportée par le régulateur de température en % ;

Classe du régulateur	Contribution en %
I	1
II	2
III	1,5
IV	2
V	3
VI	4
VII	3,5
VIII	5

c_sup = (η_sup – η_gen) x 0,1 : Contribution apportée par une chaudière d’appoint en % ;
η_sup : Efficacité énergétique saisonnière de la chaudière d’appoint pour le chauffage des locaux en % ;
c_sol = [(294 / (11 x P_gen)) x S_cap + (115 / (11 x P_gen)) x V_bal] x 0,9 x (η_cap / 100) x C_bal : Contribution apportée par le dispositif solaire en % ;
P_gen : Puissance thermique nominale de la chaudière pour le chauffage des locaux en kW ;
S_cap : Surface du capteur en m² ;
V_bal : Volume du ballon en m³ ;
η_cap : Rendement du capteur en % ;
C_bal : Coefficient fonction de la classe du ballon ;

Classe du ballon	Coefficient C_bal
A⁺	0,95
A	0,91
B	0,86
C	0,83
D	0,81
E	0,81
F	0,81
G	0,81

c_pac = (η_pac – η_gen) x C : Contribution apportée par une pompe à chaleur d’appoint en % ;
η_pac : Efficacité énergétique saisonnière de la pompe à chaleur d’appoint pour le chauffage des locaux en % ;
C : Coefficient de pondération des puissances thermiques ;

P_sup/(P_gen+P_sup)	Coefficient de pondération C
P_sup/(P_gen+P_sup)	sans ballon d’eau chaude	avec ballon d’eau chaude
0	0	0
0,1	0,30	0,37
0,2	0,55	0,70
0,3	0,75	0,85
0,4	0,85	0,94
0,5	0,95	0,98
0,6	0,98	1,00
≥ 0,7	1,00	1,00

c_sol/pac = min ( 0,5 x c_sol ; 0,5 x c_pac ) : facteur défavorable lorsqu’il y a la contribution solaire et par pompe à chaleur en %

Posted By : Gregory Leonard 2 Oct, 2015

Prescriptions relatives aux espaces extérieurs

Éclairement des espaces extérieurs

Éclairement moyen recommandé au niveau du sol (en lux)
Circulation générale	Trottoirs réservés aux piétons.	5
	Pour des véhicules se déplaçant lentement (max 10 Km/h).	10
	Circulation régulière de véhicules (40 km/h max.).	20
	Passages piéton, point de chargement et déchargement des véhicules.	50
Parkings	Circulation peu intense comme parkings de magasin, maisons alignées et immeubles collectifs ; parking pour vélo.	5
	Densité de circulation moyenne comme immeuble de bureaux, complexes sportifs, de grands magasin.	10
	Circulation intense comme parkings des grands centres commerciaux, grands complexes sportif et polyvalent.	20

Uniformités des espaces extérieurs

Uniformité E_min / E_moy recommandée au niveau du sol
Circulation générale	Trottoirs réservés aux piétons pour des véhicules se déplaçant lentement (max 10 Km/h) ; Circulation régulière de véhicules (40km/h max.) ; Passages piéton ; Point de chargement et déchargement des véhicules.	0,25
		0,4
		0,4
		0,4
Parkings	Circulation peu intense comme parkings de magasin, maisons alignées et immeubles collectifs, parking pour vélo ; Densité de circulation moyenne comme immeuble de bureaux, complexes sportifs, de grands magasins ; Circulation intense comme parkings des grands centres commerciaux, grands complexes sportif et polyvalent.	0,25
		0,25
		0,25

Posted By : Sylvie 1 Oct, 2015

Consommations [Calculs]

Un exemple de cadastre énergétique mensuel, mono-bâtiment et multi vecteurs (fichier xls)
Cet outil comprend une fiche par année et un récapitulatif sur 10 ans. Toutes les cases bleues sont à remplir, les cases jaunes et rouges sont calculées automatiquement.
Les consommations de chauffages sont ramenées à une année climatique type.

Le modèle de cadastre énergétique pour gérer son institution (fichier xls)
Un outil de comptabilité énergétique annuelle multi-bâtiments et multi-vecteurs établi par les Facilitateurs URE sous l’impulsion de la Wallonie.

Les tableurs de suivi des consommations de l’Union Wallonne des Entreprises
Des outils de comptabilité énergétique mensuelle mono-bâtiments et mono-vecteur.

Vademecum « secteur tertiaire » : maîtriser les consommations d’énergie de mes bâtiments
Comment consommer moins d’énergie tout en conservant le même niveau de confort ? C’est là toute l’ambition de ce qu’on appelle l’URE, pour « Utilisation Rationnelle de l’Energie ». Ce vade-mecum se propose de développer cette notion et de fournir des moyens pratiques de la mettre en œuvre.

Posted By : Energie-Plus 15 Sep, 2015

Ventilation de l’antenne communale de Louvain-la-Neuve

Présentation du projet

La commune d’Ottignies-Louvain-la-Neuve a pris l’initiative de se doter d’un bâtiment exemplaire sur le plan énergétique lors de la construction de son antenne communale à Louvain-la-Neuve. L’appel à projet du bâtiment date du 2 septembre 2008 et a été obtenu par le cabinet d’architecture DELTA. Le bureau d’étude Matriciel s’est chargé des études énergétiques et le bureau BSolutions des techniques spéciales. Le chantier a été terminé en septembre 2013.

L’antenne communale de Louvain-la-Neuve est située au 1 voie des hennuyers à Louvain-la-Neuve.

Le bâtiment neuf abrite certains services de l’administration communale de la ville d’Ottignies-Louvain-la-Neuve ainsi que des locaux pour le CPAS et l’antenne de police. Il possède de nombreux bureaux individuels et paysagers et plusieurs salles de réunion. Il est également équipé d’une cafétéria, de plusieurs cuisines, de douches au rez-de-chaussée et de toilettes à chaque étage.
Le bâtiment est divisé en deux parties distinctes marquées par la matérialité de ses façades et de sa forme :

la « tour » qui fait office de hall d’entrée, d’accueil, de salle d’attente et de circulation verticale dans le bâtiment et intègre la cafétéria au dernier étage et ;
les plateaux où se situent les bureaux, salles de réunions et sanitaires. Les locaux techniques et l’antenne de police sont situés au rez-de-chaussée.

Vues intérieures de la salle d’attente située dans la « tour » et des bureaux du CPAS.

Ce bâtiment a été pensé et construit avec l’objectif d’atteindre des performances énergétiques passives. Cependant, durant les phases d’analyses, il a été nécessaire de ne pas intégrer la partie cafétéria et hall d’entrée (la tour du bâtiment) dans le modèle passif afin de pouvoir obtenir les performances énergétiques souhaitées. Une petite astuce qui a permis d’obtenir, pour une partie seulement du bâtiment, le label passif !

Le tableau suivant présente un récapitulatif des valeurs cibles pour un bâtiment passif et les résultats obtenus par simulation lors de l’avant-projet de l’antenne communale.

Indicateur	Objectifs	Résultats
Vitrages	G > 50%	52%
Besoin net de chauffage	≤ 15 kWh/m²an	13 kWh/m²an
Besoin net de refroidissement	≤ 15 kWh/m²an	3 kWh/m²an
Surchauffe estivale	<< 10%	8 %
Puissance d’éclairage	< 8 W/m²	7,8 W/m²
Étanchéité à l’air	n50 < 0,6	Atteint par hypothèse
Absence de ponts thermiques	coefficients de transmission linéaires < 0,01 W/mK	Atteint par hypothèse
Ventilateur à courant continu	consommation <0,45 W/(m³/h)	0,35 W/(m³/h)
Récupération de chaleur haut rendement	> 75 %	> 80 %
Consommation d’énergie primaire	< 85 kWh/m²an	67 kWh/m²an

La ventilation de ce bâtiment est son point particulier. En effet, il possède deux modes de ventilation. Le premier est une ventilation mécanique double flux et le second une ventilation naturelle manuelle réalisée par ouverture des fenêtres et cheminées centrales. L’alternance de ces deux modes se fait suivant des conditions bien précises.

Régulation de la température et du renouvellement d’air

Le bâtiment est équipé, pour le chauffage :

d’une chaudière au gaz modulante fonction de la température extérieure suivant un régime nominal 50/30 °C,
de radiateurs avec vannes thermostatiques,
d’une régulation intégrée pour moduler la température de l’air soufflé grâce à un récupérateur de chaleur à plaques de rendement supérieur à 75 % et d’une batterie à eau,
de sondes de température intérieurs et extérieurs.

et pour le renouvellement d’air (mécanique) :

d’un groupe de ventilation de pulsion et d’extraction de 3600 m³/h,
d’une régulation par horloge,
d’une sonde de pression de gaine 500 Pa permettant de faire varier la vitesse des ventilateurs en fonction de l’ouverture (et fermetures) des registres et clapets,
de trois sondes de qualité d’air ambiant agissant, notamment, sur les ouvertures des cheminées et trémies,
d’un capteur de pluie.

Consignes de températures et de confort

De façon générale, la température de confort prévue pour le bâtiment se situe entre 20 et 25 °C. Un programme horaire pour la température de consigne est prévu :

Températures de consignes
Horaire	« Bureaux »	« Tour »
Lundi à vendredi de 7h30 à 17h30 et samedi de 8h à 20h	20 °C	15 °C
La nuit et les Week-ends	15 °C	10 °C

La ventilation hygiénique, ventilation de base, est coupée les nuits et les week-ends.

Du point de vue technique : les principes et valeurs de régulation

Chauffage

La modulation du confort intérieur est réalisée grâce à la chaudière, à un thermostat d’ambiance intérieur, à des vannes thermostatiques et à l’aide d’un programme horaire indiquant le régime d’occupation.

Si la température extérieure est négative, l’activité de la chaudière est maintenue en permanence. Au contraire, si la température extérieure est supérieure à 20 °C ou si l’on travaille en ventilation naturelle, la chaudière est mise à l’arrêt.

Ventilation

Pour la ventilation, le passage d’un mode à l’autre est principalement fonction de la température extérieure. Toutefois, des dérogations sont possibles : en cas de pluies, du dépassement d’un seuil critique pour la qualité de l’air, d’incendie, etc.

Le mode de fonctionnement de la ventilation est le suivant :

Régulation de la ventilation
Température extérieure	Ventilation mécanique	Ventilation naturelle avec ouverture des fenêtres
inférieure à 15 °C	Débit nominal	non
entre 15 °C et 24 °C	Débit minimal	Possible
supérieure à 24 °C	Débit nominal + Free cooling	non

Le débit nominal correspond au débit de conception en s’adaptant aux débits recommandés (pulsés et extraits) de l’annexe C3 de la PEB, elle-même basée sur la norme NBN 13799. Ce type de ventilation suppose que l’air est pulsé et extrait entièrement grâce au système mécanique, les trémies des cheminées centrales sont donc fermées.
Le débit minimal correspond à la ventilation minimale requise pour les sanitaires. Celle-ci est effectuée par extraction. Lorsque la ventilation passe en débit minimal, les ouvrants pour la ventilation naturelle sont ouverts et celle-ci est donc permise dans les bureaux et la tour.
Le free cooling permet le refroidissement du bâtiment durant les périodes chaudes. Il est estimé à 4 vol/h.

Plusieurs dérogations à cette régulation existent, en cas :

de pluies : la ventilation (re)passe en débit nominal et les ouvertures pour la ventilation naturelle sont fermées.
de dépassement du seuil défini de qualité de l’air intérieur : la ventilation (re)passe en débit nominal durant minimum 1h.
de dérogation grâce à un bouton manuel dans la salle de réunion : la ventilation mécanique nominale est forcée dans tout le bâtiment.

Capteur de pluie et bouton de la salle de réunion permettant de déroger à la ventilation naturelle et de forcer la ventilation mécanique.

Finalement, le by-pass du récupérateur de chaleur est activé si la température extérieure est supérieure à 15 °C et qu’elle est inférieure à la température intérieure.

Du point de vue des occupants : une régulation par indicateur lumineux et vannes thermostatiques

Chauffage

Les occupants sont invités, grâce à des affiches, à placer leurs vannes thermostatiques sur la position 3 pour avoir une température équivalente d’environ 20 °C.

Ventilation

Une particularité du site est la présence de témoins lumineux. Ces indicateurs lumineux servent à prévenir les utilisateurs du bâtiment de l’état de fonctionnement de la ventilation :

Lumière verte : la ventilation mécanique est minimal, ouverture des fenêtres autorisée.
Lumière rouge : la ventilation mécanique est nominal, ouverture des fenêtres interdite.

Sous chaque témoin lumineux est disposée une note explicative du fonctionnement de la ventilation et des consignes d’utilisations optimal.

Indicateur lumineux et note explicative disposée dans les couloirs du bâtiment.

Cet affichage visuel est intéressant, car il est simple à comprendre et à mettre en place. De plus, il ajoute un aspect participatif et pédagogique qui permet aux utilisateurs de comprendre le fonctionnement des mécanismes de ventilations au sein de leur bâtiment.

Cependant, cela pourrait être encore plus efficace si le témoin lumineux n’était pas seulement situé dans le couloir où il est uniquement visible si les occupants sortent de leur bureau.

La ventilation naturelle par cheminées centrales

Le bâtiment est équipé d’un système de plusieurs cheminées centrales permettant la ventilation naturelle des locaux, étage par étage suivant les affectations du bâtiment, les bouches d’extraction étant situées dans le couloir.

Organisation des cheminées d’extraction pour la ventilation naturelle de l’antenne communale

Bouches de rejet des cheminées situées en toitures

Ce mode de ventilation naturelle est très intéressant car économique et théoriquement très efficace. Il fonctionne suivant le principe du tirage thermique.

L’air extérieur étant plus frais que l’air intérieur, les fenêtres vont être ouvertes afin de refroidir les locaux. Cet air étant réchauffé monte et finit par être évacué par les bouches d’extraction de la cheminée créant ainsi une circulation de l’air intérieur. En outre, au plus la différence de température sera élevée entre l’intérieur et l’extérieur, au plus le tirage thermique sera efficace et donc augmentera le débit de ventilation. Il est autoadaptatif !

Circulation de l’air dans les locaux en ventilation naturelle

Chaque niveau du bâtiment possède son système de cheminée qui permet un taux de renouvellement d’air théorique de 1.5 vol/h en journée. Théoriquement, on aura donc un débit à chaque étage de :

Étage	Superficie [m²]	Hauteur sous plafond [m]	Estimation du débit [m³/h]
Rez-de-chaussée	209	4	1254
Premier	262	3,22	1265
Deuxième	348	3,22	1680
Troisième	348	3,92	2046

La ventilation mécanique double flux

La ventilation naturelle est couplée à une ventilation mécanique double flux permettant un débit total de 3600 m³/h pour les bureaux.

La ventilation mécanique double flux est là pour assurer la ventilation hygiénique des locaux fonctionnant en parallèle de la ventilation naturelle lorsqu’elle est en fonctionnement, ainsi que la ventilation intensive lorsque les conditions extérieures ne permettent pas une ventilation naturelle. Seules la salle informatique et la cafétéria sont sous ventilation mécanique double flux constante.

L’ensemble des conduits horizontaux passe par de faux plafonds. Les conduits verticaux se situent soit dans des gaines techniques soit directement dans les cheminées centrales. Idéalement, il faudrait vérifier que dans ce dernier cas, les conduits n’entravent pas le bon fonctionnement de la ventilation naturelle.

Les bouches de pulsions sont situées dans les locaux telles que les bureaux, salles de réunion et salles informatiques et l’extraction se fait dans les sanitaires et les cuisines (zones humides).

Circulation de l’air dans les locaux en ventilation mécanique

La centrale de traitement d’air (CTA) est située en toiture. Elle est équipée d’un récupérateur de chaleur à haut rendement (> 80 %) composé d’un échangeur à plaques en aluminium à contre-courant qui permet d’obtenir de bonne économie d’énergie en préchauffant l’air entrant grâce à l’air extrait du bâtiment. Elle possède également une batterie chaude alimentée par la chaudière centrale du bâtiment.

Après la récupération de chaleur et le préchauffage par batterie chaude de 12,2 kW, l’air pulsé dans les locaux est à une température maximale de 24 °C.

Cette CTA ne prévoit finalement pas d’humidificateur ni de déshumidificateur et donc pas de batterie froide. En effet, le climat de la région et la possibilité de free cooling devraient permettre de se dispenser d’un système de refroidissement.

Campagne de mesures

Une petite campagne de mesures des ambiances intérieures a été lancée en août 2015 afin de vérifier les conditions de confort (température, humidité relative et concentration en CO₂) du bâtiment. Cette campagne a consisté en une mesure objective de paramètres d’ambiance, mais aussi en un relevé des ressentis des occupants vis-à-vis de la qualité de l’air intérieur et de leur confort thermique.

Monitoring du bâtiment

Ce monitoring a consisté en la pose de 6 dataloggers (sondes de mesures avec enregistrement des données) dans le bâtiment afin d’observer l’évolution des ambiances intérieures.

Les 6 loggers étaient :

2 sondes mesurant la température, l’humidité relative, la concentration en CO₂,
3 sondes mesurant la température et l’humidité intérieure des locaux,
1 sonde d’extérieur mesurant la température et l’humidité du climat sur site.

Datalogger avec capteur permettant la mesure de la température, de l’humidité relative et de la concentration de CO₂

La mesure du CO₂ a plusieurs intérêts, il permet :

de jouer le rôle d’indicateur de la qualité de l’air,
de mesurer indirectement la concentration des autres polluants par corrélation,
détecter la présence de personnes dans le local,
de déduire l’amené d’air neuf : 30m³/pers/h permet de maintenir 1000 ppm dans l’ambiance avec une concentration extérieure en CO₂ d’environ 400 ppm.

L’ensemble des sondes intérieures ont été réparties dans les bureaux au premier et deuxième étages sous des orientations différentes et également aux fréquentations diverses de manière à représenter la majorité des zones thermique et d’ambiances possibles du bâtiment :

Datalogger	Type de bureau	Superficie	Orientation	Occupation	Apports solaires	Charges hygrothermiques
Température, humidité et CO₂ n°1	Open-space et guichets de la commune	98 m²	nord-ouest	variable	limités	fortes
Température, humidité et CO₂ n°2	Bureau individuel	18 m²	nord-ouest	1 personne	limités	faibles
Température, humidité n°1	Bureau collectif n°1	28 m²	sud-est	3 personnes	importants	moyennes
Température, humidité n°2	Bureau collectif n°2	25 m²	nord-ouest	2 personnes	limités	moyennes
Température, humidité n°3	Bureau d’accueil avec fenêtre ouverte sur le couloir	18 m²	nord-ouest	2 personnes	limités	moyennes

Relevé d’impression d’ambiance par les occupants

Dans chacun des bureaux où un datalogger a été placé, il a été demandé aux occupants de remplir quotidiennement, midi et soir, un relevé d’ambiance intérieur. Les informations récoltées sont de type :

Ouvertures des fenêtres suivant une position ouverte ou fermée;
Ressenti de la qualité de l’air suivant une échelle de valeurs à 5 niveaux de très mauvaise à bonne;
Ressenti de la température suivant une échelle de valeurs de 7 niveaux de très chaud à très froid;
Commentaires ou sensations spécifiques.

De plus, afin de déterminer si des écarts de températures sont dus à une mauvaise utilisation des locaux ou à un mauvais réglage des installations, nous avons demandé à quelques utilisateurs de noter, de manière régulière (midi et soir), la position des fenêtres (ouvertes ou fermées), et leurs ressentis de la température et de la qualité d’air. En plus de déterminé si les installations sont bien utilisées ou non, c’est relevé devraient permettre de comprendre les évolutions de températures relevées par les loggers.

Observations des résultats

Relevé des mesures

Institution			CPAS			Ville		Climat extérieur
Orientation			Nord – ouest		Sud – est	Nord – ouest
Programme			Secrétariat	Bureau			Open space
Surface			18 m²	18 m²	28 m²	25 m²	98 m²	–
Occupation			2 pers.	1 pers.	3 pers.	2 pers.	Variable	–
Températures	24h/24	Min	20,9 °C	21,3 °C	21,2 °C	20,8 °C	20,9 °C	11,9 °C
	24h/24	Max	28,2 °C	27,7 °C	28,2 °C	31,2 °C	26,6 °C	30,4 °C
	Horaire de travail	Min	20,9 °C	21,3 °C	21,2 °C	20,8 °C	20,9 °C	12,4 °C
	Horaire de travail	Max	27,5 °C	27,3 °C	27,2 °C	25,7 °C	25,6 °C	27,9 °C
Humidité relative	24h/24	Min	40 %	37 %	42 %	40 %	38 %	29 %
	24h/24	Max	61 %	60 %	61 %	63 %	60 %	93 %
	Horaire de travail	Min	40 %	37 %	42 %	41 %	38 %	29 %
	Horaire de travail	Max	61 %	54 %	59 %	63 %	57 %	89 %
Concentration en CO₂	24h/24	Min	–	398 ppm	–	–	432 ppm	–
	24h/24	Max	–	1254 ppm	–	–	805 ppm	–
	Horaire de travail	Min	–	483 ppm	–	–	486 ppm	–
	Horaire de travail	Max	–	1254 ppm	–	–	805 ppm	–

Observations

en humidité relative

L’humidité relative intérieure est toujours située dans ou proche (à 3 % près) des plages recommandées par la réglementation à savoir 40 – 60 % sur les lieux de travail.

Aucune incohérence dans son évolution vis-à-vis de l’humidité extérieure et de la température intérieure n’a été relevée.

Dans plusieurs locaux en certaines périodes, l’humidité relative intérieure est quasiment identique à l’humidité relative extérieure ce qui peut attester d’une ouverture des fenêtres prolongée et/ou intensive.

La régulation de l’humidité relative du bâtiment semble donc être correctement réalisée.

en température

Durant les heures de travail, la température intérieure ne dépasse jamais la limite haute de température acceptable définie par la théorie du confort adaptatif. Toutefois dans trois locaux, la température intérieure dépasse 25 °C sur plus de 40 % de la période travail ce qui atteste d’une surchauffe plus importante que prévue.

Globalement, l’on remarque que la température diminue en matinée avec l’enclenchement de la ventilation, puis avec l’arrivée des usagers et l’ouverture des fenêtres, ce jusqu’en milieu et fin de matinée. À partir de là, la température croit jusqu’en fin de journée de travail. Durant la nuit et le week-end, le bâtiment se décharge lentement de sa chaleur interne.

On remarque l’impact de la ventilation mécanique le matin avec la chute de température dès 7h30.

Lorsque la température extérieure dépasse les 24 °C, les fenêtres sont sensées être fermées et la ventilation mécanique active. Or aucune indication dans le relevé des températures n’indique une diminution ou une stagnation à ces périodes. Cela arrive dans les trois locaux qui subissent le plus de surchauffes (T_int > 25 °C).

Dans l’open space et dans le petit bureau individuel du CPAS, l’évolution de la température reste très stable par rapport aux trois autres locaux qui subissent des variations plus importantes (vers le haut) généralement l’après-midi.

L’évolution de la température au cours du temps dans les locaux est difficile à appréhender étant donné que tant le climat extérieur, le fonctionnement de la ventilation et le comportement des occupants vont influencer celle-ci. Toutefois, il est à noter que même si les températures restent dans les limites acceptables de confort, elles dépassent trop souvent les 25 °C surtout que la température extérieure chute appréciablement durant la nuit. Un refroidissement nocturne du bâtiment grâce aux cheminées centrales pourrait peut-être abaisser la température pour démarrer la journée à 20 °C ou tout du moins à la limite basse de température de confort acceptable suivant la théorie du confort adaptatif et donc limiter les surchauffes dans l’après-midi.

en concentration de CO₂

Dans l’open space, la concentration de CO₂ semble ne pas dépasser les 800 ppm soit respecter les réglementations. Toutefois, même les périodes hautes correspondent aux heures d’ouverture de la commune, aucun plafond ne permet d’indiquer qu’une occupation accrue n’entrainera pas le dépassement des 1000 ppm. Il est à noter que l’open space est un espace de près de 100 m² qui est totalement ouvert sur le couloir traversant le bâtiment dans la longueur.

Le deuxième local où une sonde mesurant la concentration de CO₂ a été placée est le bureau individuel orienté nord-est. Dans celui-ci, la variation de CO₂ est beaucoup plus importante et la concentration dépasse durant 2 périodes les 1000 ppm. Une ouverture de la fenêtre marque clairement une chute du CO₂ du local.

Conclusion

Les quelques mesures effectuées ne permettent pas de dire si les principes innovants de ventilation prévus dans l’antenne communale de la ville de Louvain-la-Neuve sont efficaces pour garantir une qualité de l’air optimale et un confort thermique idéal durant l’été. La réponse semble positive dans un premier temps, mais quelques observations isolées devraient être étudiées plus en profondeur et expliqués pour en déterminer l’impact de la régulation de la ventilation.

Posted By : Energie-Plus 27 Août, 2015

Régler les débits de ventilation

Principes de réglage

Avant tout chose, il convient de ne pas confondre : régler les débits d’air ce n’est pas les réguler !

Réguler les débits d’air c’est modifier l’alimentation en air des locaux en fonction de conditions et de paramètres intérieures et ou extérieurs. Par exemple, si la pollution d’un local dépasse un seuil limite, les débits peuvent être automatiquement réguler à la hausse pour évacuer ce trop plein de pollution intérieur.
Régler les débits d’air consiste à effectuer le réglage complet du système juste après son installation (complète !) pour lui permettre d’atteindre les débits prévus lors de la conception. Il s’agit donc du réglage des bouches de pulsion et d’extraction, des clapets de régulation, des ventilateurs, des systèmes de distributions, etc.

Régler une installation, c’est donc assurer dans chaque local le débit d’air nécessaire. Ni plus, ni moins. Par souci de confort et d’économie d’énergie. Cette opération est normalement effectuée par l’installateur avant la réception des travaux, pour ajuster les débits aux valeurs prévues par le bureau d’études. Mais une mise au point ultérieure par le gestionnaire est parfois nécessaire en fonction de l’occupation effective du bâtiment.
L’équilibrage est réalisé dans les conditions normales de fonctionnement, soit

avec portes intérieures fermées, sauf si l’usage courant les destine à rester ouvertes,

avec portes et fenêtres extérieures fermées,
avec l’extraction en fonctionnement dans le cas d’un système double flux.

Il est grandement favorisé par l’existence d’organes de réglage des débits aux bouches et en tête des branches. À défaut, des diaphragmes de réglage peuvent être insérés dans les conduits, mais leur utilisation est moins souple.

Deux principes dirigent le travail :

Tous les débits d’une distribution restent proportionnels entre eux lorsque le débit en tête varie. Autrement dit, si une bouche est réglée pour diffuser un débit double de sa voisine, ce rapport restera quel que soit le débit qui les alimentera.
Ce principe va entraîner le réglage proportionnel de toutes les bouches d’une branche, puis toutes les branches entre elles, sans se soucier du débit effectif. En fin de travail seulement, le débit total souhaité sera réglé au ventilateur… et donc automatiquement à toutes les bouches.
Après équilibrage de l’ensemble, la consommation d’électricité est la plus faible :
- Si au moins un organe de réglage de bouche est totalement ouvert (c’est la bouche la plus défavorisée),
- si au moins un organe de réglage de branche est totalement ouvert (c’est la branche la plus défavorisée),
- et si le registre du ventilateur est ouvert totalement (à partir du moment où le ventilateur a été correctement dimensionné).

Un exemple vaut mieux qu’un long discours :

Calculs

Un programme de simulation de l’équilibrage d’un réseau aéraulique vous permet de tester la méthode, en vous amusant !

Objectif ? En agissant sur les ouvertures de vannes, il faut obtenir les débits souhaités en adaptant les débits réels.

Suggestion : Imprimer préalablement le mode d’emploi ci-dessous pour l’avoir à côté de soi lors de l’utilisation du programme.

Méthodes d’équilibrage de l’installation

Mode d’emploi de l’équilibrage

Commencer par ouvrir tous les organes d’équilibrage du réseau (bouches, têtes des branches, registre du ventilateur). Sur le terrain, il faudra maintenir le registre du ventilateur à une position proche de la fermeture pour ne pas dépasser la limite de charge du ventilateur (à contrôler par la mesure du courant absorbé par le moteur). Dans les réseaux à débit variable, placer les points de consigne des régulateurs de débit à leur valeur maximale.
Réaliser un premier ajustement des débits (régler approximativement le ventilateur pour que son débit soit légèrement supérieur (10 %) à sa valeur nominale, approcher l’équilibrage en tête des branches par un premier réglage grossier). Cette opération permet d’arriver plus facilement au bon résultat sur le terrain. Elle ne doit pas être faite sur le programme de simulation.
Attaquer une branche (de préférence la branche la plus défavorisée) : repérer la bouche la plus défavorisée (voir remarque ci-dessous), mesurer son débit, laisser son réglage ouvert à 100 %, puis régler le débit de toutes les autres bouches de la branche à un débit proportionnel à celui de la bouche la plus défavorisée. Tous les débits obtenus seront incorrects en valeur, mais corrects dans les proportions entre eux.
Procéder de même pour chaque branche.
Régler les registres des têtes de branches de la même manière : les proportions entre branches doivent être correctes, en vous référant à la demande de la branche la plus défavorisée pour laquelle le registre reste ouvert.
Enfin régler le débit du ventilateur à la valeur totale souhaitée. Normalement, si le ventilateur a été correctement dimensionné ou s’il dispose d’un régulateur de débit, le registre du ventilateur devrait rester ouvert à 100 %. Freiner après le ventilateur, c’est appuyer en même temps sur l’accélérateur et le frein d’une voiture…

Exemple pratique.

Dans le programme de simulation, prenons les 2 dernières bouches de la 3^ème branche : elles demandent toutes deux 800 m³/h de débit. Or, sans toucher aux autres organes de réglages, l’une donne 416 m³/h et l’autre 219 m³/h. Fermons l’avant-dernière bouche jusqu’à 82,2 % d’ouverture. Cette fois, les 2 dernières bouches donnent 285 m³/h. Ce n’est donc pas le débit demandé, mais le rapport des débits entre eux est correct : l’avant-dernière bouche donne 100 % de la dernière, l’objectif du réglage est atteint. Après avoir réalisé le même travail avec toutes les autres bouches, il suffira d’adapter le débit total pour que tous les débits soient corrects.

Remarques.

Toucher au débit d’une bouche, c’est modifier le débit de toutes les bouches ! Le réglage est donc plus facile à faire sur ordinateur que sur le terrain : l’ordinateur calcule en permanence le rapport entre tous les débits. Sur le terrain, il faut travailler à deux, l’un restant à la dernière bouche durant tout le réglage de la branche et communiquant à son collègue l’évolution du débit…
Le programme de simulation permet de visualiser de façon didactique les étapes d’un équilibrage de réseau. Il n’est pas destiné à prédire le réglage d’un réseau déterminé… On ne peut donc y intégrer les données particulières de son propre bâtiment.
Ce type de travail est bien adapté aux réseaux pour lesquels la perte de charge des bouches est importante par rapport à la perte de charge des conduits. C’est souvent le cas pour les installations de conditionnement d’air, ce sera sans doute plus difficile dans le cas des réseaux de ventilation.
À la fin d’un équilibrage, il est utile de consigner par écrit les valeurs réglées : débits des bouches, pressions en amont des registres, tension, intensité et vitesse du ventilateur, température du réseau lors de l’opération,…
Il existe des bouches auto-régulatrices : dans une plage de pression donnée, le débit est maintenu relativement constant, ce qui facilite fortement l’opération, voire la rend inutile…
On entend par « bouche la plus défavorisée », celle qui est soumise à la plus faible pression différentielle pour des débits réglés à leur valeur nominale : c’est souvent la bouche la plus éloignée, parce que le trajet le plus long entraîne les pertes de charges les plus élevées. Mais cela peut être parfois l’avant-dernière bouche qui aurait un débit plus élevé et donc également des pertes de charges plus importantes.

Calculs

Si vous faites partie de ceux qui vont toujours voir les réponses à la fin sans chercher, il est possible de visionner le résultat de l’équilibrage… déjà tout fait par un autre ! Il faut admettre que vous avez déjà lu jusqu’ ici…

Posted By : Energie-Plus 27 Août, 2015

Groupe de ventilation

Composition

Le groupe de ventilation correspond à un caisson permettant de centraliser, en un même endroit accessible, la plupart des composants principaux de la ventilation hygiénique suivant le projet.

Dans le cas où le système permet de traiter l’air neuf et de climatiser les locaux on parlera plus souvent de caisson de traitement d’air (CTA).

Les principaux composants que l’on peut retrouver dans le groupe de ventilation ou le caisson de traitement d’air sont les suivant :

Accessibilité et emplacement

Le groupe de ventilation ou la centrale de traitement d’air rassemble un certains nombre des composants d’un réseau de ventilation. C’est pourquoi, peu importe son emplacement, il doit impérativement rester accessible afin de permettre les contrôles, entretiens, inspections, nettoyages, réglages, remplacements, … périodiques et nécessaires.

De manière générale, le groupe de ventilation peut se trouver :

soit à l’extérieur du bâtiment, bien souvent en toiture,
soit à l’intérieur d’un local technique, situé également en haut du bâtiment pour favoriser les prises et rejets d’air.

Mais le plus important est de savoir s’il se situe à l’intérieur ou à l’extérieur du volume protégé et isolé du bâtiment.

Situation dans le volume protégé

C’est la situation la plus recommandée.

Avantages

Si le groupe de ventilation est proche de l’enveloppe, le nombre et la longueur des conduits à isoler sont limités.
Le risque de condensation est réduit dans les conduits d’évacuation.
Le risque de givre est réduit pour la récupération de chaleur.
L’alimentation électrique est interne au bâtiment : pas de percement de l’enveloppe.

Inconvénients

Les conduits de prise et de rejet d’air à l’extérieur perce l’enveloppe isolée et étanche du bâtiment.
L’air froid extérieur entre vie les conduits; les parties de conduits situées entre l’enveloppe et le groupe de ventilation ou le caisson de traitement d’air doivent isolées pour éviter tout risque de condensation ou de refroidissement de l’ambiance intérieure.
De même ces portions de conduits doivent être limités au maximum ce qui peut s’opposer à un emplacement central du groupe de ventilation qui est bénéfique pour la distribution de l’air neuf au sein du bâtiment et à une limitation des pertes de charges.
Le local technique devrait être suffisamment grand, permettre l’accessibilité et l’entretien du caisson et être correctement isolé acoustiquement pour éviter la propagation des bruits des ventilateurs dans le bâtiment.

Situation hors du volume protégé

Il s’agit d’une situation courante mais peu recommandée.

Avantages

Si le groupe de ventilation est proche de l’enveloppe, le nombre et la longueur des conduits à isoler sont limités.
Le groupe est généralement situé en toiture (plate) ce qui permet de disposer de suffisamment de place et de limiter les portion de conduit de distribution à isoler.
Un local technique n’est pas nécessaire mais il faudra veiller à ce que le caisson de traitement d’air soit protéger des intempéries.
Les conduits de prises et rejets d’air sont limités à leur maximum voir quasi inexistants.

Inconvénients

Les conduits de distribution perce l’enveloppe isolée et étanche du bâtiment.
L’air traité au sein du groupe circule dans le conduits de distribution situé à l’extérieur; les parties de conduits situées entre l’enveloppe et le groupe de ventilation ou le caisson de traitement d’air doivent isolées pour éviter de détruire le traitement de l’air effectué au sein du caisson.
Un endroit suffisamment grand et accessible doit être disponible, ce qui n’est pas toujours le cas.
L’alimentation électrique est interne au bâtiment : de percement de l’enveloppe.
Le caisson de traitement d’air est parfois visible ce qui n’est pas toujours très au goût des occupants ou architectes.

Posted By : Gregory Leonard 5 Août, 2015

Appareils de filtration de l’air vicié

Principes et techniques de filtration

L’air vicié des cuisines est chargé en graisses, odeurs et fumées, notamment.

De manière à rejeter l’air le plus propre qui soit et à ne pas salir inutilement les filtres et le système de ventilation, divers appareils de traitement de l’air aspiré peuvent être installés. On distingue plusieurs technologies :

La filtration mécanique : les graisses sont récoltées grâce à certains principes physiques : choc, inertie, gravité, … dans des séparateurs de graisses.
La filtration biologique : les graisses sont « digérées » par un brouillard d’enzymes.
La filtration UV : les graisses sont détruites par effet de photolyse.
La filtration par brumisation : les graisses sont récoltées par agglomérations dans un nuage de vapeur d’eau.
La filtration électrostatique : les particules de fumées et de graisses sont récoltées par ionisation.
La filtration à charbon actif : les particules des odeurs sont retenue par la poudre de charbon actif.

Chacune des techniques de filtrations à ses caractéristiques propres pour extraire les particules de l’air rejeté. Aucune n’est efficace pour extraire à la fois les graisses, les fumées et les odeurs. Par exemple, les séparateurs de graisses ne peuvent pas filtrer les graisses à 100% et laissent passer les fumées et les odeurs, des systèmes secondaires ont été élaborés comme la filtration par UV ou biologique.

C’est pourquoi, plusieurs systèmes de filtration différents doivent être installés en série pour purifier l’air rejeté au maximum.

Une même règle est d’application pour tous ces systèmes: l’installation et l’entretien doit se faire par des professionnels.

La filtration mécanique

Les graisses sont extraites de l’air par chocs, effet d’inertie, centrifugation et gravité. On distingue deux technologies :

Les filtres qui sont des outils de filtration où les graisses restent emprisonnées, par exemple : filtre à treillis, filtre à choc ou filtre à charbon actif, …

Les séparateurs de graisses qui sont des outils de filtration ou les graisses sont extraites de l’air et récoltées dans un bac à condensats ou une gouttière, par exemple le séparateur de graisses cyclonique ainsi que certains filtres à chocs (filtre à chocs 1 couche sans zones inaccessibles). Les séparateurs de graisses ne retenant pas ou très peu de graisses sur leurs surfaces, ils sont un atout pour la sécurité anti-incendie et pour l’hygiène (pas de souches de bactéries inaccessibles).

Les filtres

S’ils sont utilisés, ils doivent toujours être en acier inoxydable et être utilisés en combinaison avec des séparateurs de graisses. Les filtres à treillis sont interdits dans les cuisines professionnelles. Un filtre ne peut être utilisé dans une hotte en tant que seul moyen de filtration (prEN 16282) pour des raisons de sécurité anti-incendie.

Les filtres à chocs ou labyrinthe sont composés de profilés en quinconce qui interceptent les particules de graisse, principalement :

Par effet d’inertie : à chaque virage autour d’un profilé, les particules sont projetées en dehors du flux d’air.

Par condensation des particules sur les surfaces « froides ». Dès lors, le rendement s’accroît avec une diminution de la vitesse de l’air. Le filtre à choc est donc l’outil optimal pour la filtration de l’air dans des zones humides, genre laverie ou lave-casseroles.

Les filtres à treillis correspondent à des filtres plans composés d’un treillis de fils d’acier.

Filtre à choc (vue de face et en coupe).

Filtre à treillis métallique et filtre à choc.

Avantages

Leur faible coût.

Inconvénient

Une rétention importante des graisses à l’intérieur des filtres ce qui accroit le risque d’incendie s’ils ne sont pas régulièrement lavés. En outre, l’intérieur des filtres n’étant pas accessible, il faut les remplacer régulièrement.
Une variation de la perte de charge (et donc du débit) en fonction de l’encrassement.
Pour les filtres à chocs, un faible rendement de 50% sur les particules de 10µ pour les filtres à une couche (on peut monter à 60% dans le cas des 2 couches).

Le séparateur de graisses à chocs

Le séparateur de graisses à chocs se différencie des filtres à chocs classiques par le fait que les ailettes sont ouvertes aux extrémités. Ceci permet un écoulement des graisses récoltées et également le nettoyage total des surfaces du séparateur de graisses.

Ne retenant pas les graisses à l’intérieur le séparateur de graisses ne représente pas de risque en cas d’incendie au moment où les flammes l’effleurent.

Avantages

Une perte de charge (et donc un débit) constant(e) avec l’encrassement,
Un entretien facile en lave-vaisselle,
Faible risque de développement d’un feu de cheminée.

Inconvénients

Un faible rendement de 50% sur les particules de 10µ, d’autant plus que des séparateurs de graisses à 2 couches n’existent pas.

Le séparateur de graisses à effet cyclonique

Grâce à la forme des séparateurs, l’air vicié effectue continuellement une spirale dans le même sens, les particules de graisse et d’eau sont séparées par centrifugation et récupérées par gravité dans un collecteur.

Avantages

Un rendement maximal jusqu’à 90% pour des particules de 10µ.
Une perte de charge (et donc un débit) constant(e) avec l’encrassement,
Un entretien facile en lave vaisselle
Faible risque de développement d’un feu de cheminée.

Inconvénients

Un coût plus élevé

La filtration biologique

Ce système consiste à créer un brouillard d’enzymes agissant sur les graisses et les huiles détruisant ainsi tout résidu ayant passé le premier stade de filtration. Pour ceci un réseau de tubes et de buses est placé dans les plénums d’extraction, le gainage et le groupe. Deux modes de fonctionnement existent : aspersion en continu ou aspersion unique après le service.

Fonctionnement continu

Avantages

Élimine toutes les graisses dans l’air extrait et donc une grande partie des odeurs.
Récupération d’énergie thermique possible de manière optimale.
Supprime totalement les risques d’incendies, plus de dépôts de graisses, ce qui permet de revoir à la baisse les coûts d’entretien et les primes d’assurances
Entretien aisé simultanément avec l’entretien annuel obligatoire.
Le matériel, récupérateur + groupe restant propres, leur durée de vie est allongée.

Inconvénients

Comme le produit doit être utilisé en continu la consommation en produits biologiques, pour lequel on est lié au fabriquant, s’avère rapidement très onéreuse.
Ne peut être utilisé en combinaison avec un filtre à charbon actif.

Aspersion en fin de service uniquement

Avantages

Le gainage est nettoyé chaque soir, les risques d’incendie dans le gainage sont quasi nuls, ce qui permet de revoir à la baisse les coûts d’entretien et les primes d’assurances.
Le matériel, récupérateur + groupe restant propres, leur durée de vie est allongée.

Inconvénients

Peu d’inconvénients, sauf qu’il ne présente pas les avantages du fonctionnement à aspersion continue, donc :

Pas d’élimination des odeurs
Pas de récupération d’énergie possible, sauf par récupérateur moins efficace à large espacement d’ailettes.

La filtration par UV

Filtration par rayon UV dans les plénums d’extraction

En installant les lampes UV dans les plénums d’extraction l’effet de photolyse est combiné à celui de l’ozonolyse, détruisant ainsi 100% des graisses résiduelles. En éliminant toutes les graisses dans l’air d’extraction, une récupération de haute efficacité peut être installée dans le groupe d’extraction. Sans ceci, un récupérateur de chaleur se colmaterait rapidement, causant une consommation de l’ensemble du système supérieure à un système sans récupérateur de chaleur.

Avantages

Élimine toutes les graisses dans l’air extrait et donc une grande partie des odeurs.
Récupération d’énergie thermique possible de manière optimale.
Supprime totalement les risques d’incendies, plus de dépôts de graisses, ce qui permet de revoir à la baisse les coûts d’entretien et les primes d’assurances
Entretien aisé simultanément avec l’entretien annuel obligatoire.
Le matériel, récupérateur + groupe restant propres, leur durée de vie est allongée.

Inconvénients

Les rayons UV et l’ozone étant nocifs pour l’homme, des mesures pour éviter toute exposition doivent être prises.
Après la durée de vie des lampes UV celles-ci doivent être remplacées par le fabriquant. La durée de vie des lampes UV varient selon le fabriquant de 6000h à 13000h.

Filtration par rayon UV dans un caisson placé hors du flux d’air

L’effet est le même que les systèmes avec les lampes placés dans le flux d’air. Cependant l’effet de photolyse étant absent, l’efficacité de destruction des graisses résiduelles ne dépasse pas les 70%.

Avantages

Ce système peut être placé des années après l’installation des hottes de ventilation.
Récupération d’énergie possible. Un échangeur à large espacement (moins efficace) ou échangeur autonettoyant est alors impératif.
Mêmes avantages que les systèmes UV placés dans le flux d’air. Mais moins performant

Inconvénients

Idem à ceux des systèmes UV placés dans le flux d’air

Générateur d’ozone

Ce système à la même fonction que les systèmes de filtration par UV placés hors du flux d’air, sauf que la génération d’ozone se fait par un autre processus chimique.
Avantages et inconvénients idem aux systèmes de filtration par UV placés hors du flux d’air.

La filtration par brumisation

Dans le cas de cuissons à très hautes températures (par exemple pour les woks ou barbecues), les graisses sont décomposées en très fines particules et passent facilement à travers les systèmes de filtrations « classiques » (filtration mécanique, enzymatique et UV).

Ceux-ci sont donc inutiles et le système d’extraction est alors conçu avec une filtration par brumisation. Cette technique consiste à projeter un brouillard de fines gouttelettes dans le système d’extraction. Les graisses s’agglomèrent autour des gouttelettes et l’eau viciée est alors récoltée et évacuée.

Avantages

Un rendement élevé pour les particules les plus fines

Inconvénients

Un coût plus élevé
Le besoin de raccordement à l’eau et son évacuation
Un coût de consommation d’eau en cas de non-recyclage
L’entretien et le nettoyage du bac ainsi que la filtration de l’eau si un recyclage de l’eau est effectué (peu courant)

La filtration électrostatique

Le filtre électrostatique comporte deux zones opérationnelles : une zone d’ionisation et une zone collectrice. Par la traversée de la zone d’ionisation, toutes les particules sont chargées positivement : elles sont alors ionisées. Les lames du filtre qui constituent la zone collectrice captent la totalité des particules par un champ électrostatique (négatif) de forte puissance. Le filtre électrostatique permet donc également de capter les fumées.

Avantage

Élimination des fumées dans le flux d’air rejeté

Inconvénients

Bien que le filtre électrostatique permette également d’éliminer les graisses résiduelles, ceci est fortement à déconseiller. La graisse se colmatant dans la zone collectrice, celle-ci perds rapidement son efficacité. Un nettoyage journalier est conseillé si le filtre électrostatique est utilisé sans autre système de filtration secondaire.

La filtration à charbon actif

Le filtre à charbon actif permet d’éliminer toutes les odeurs dans le flux d’air rejeté.

Avantage

Le filtre à charbon actif est l’élément indispensable là ou un air d’extraction complètement sans odeurs est demandé.

Inconvénients

Le filtre à charbon actif est très cher à l’achat, un filtre préliminaire éliminant toutes les graisses est donc impératif. Tel que : UV dans le flux d’air, hors du flux d’air ou générateur d’ozone. Les systèmes à enzymes sont à éviter. Ainsi le filtre à charbon actif peut fonctionner sans problème jusqu’à 6 mois (UV hors du flux d’air ou générateur d’ozone) ou jusqu’à 2 ans (filtre UV dans le flux d’air).
Bien que le filtre à charbon actif permette également d’éliminer les graisses résiduelles, ceci est fortement à déconseiller. La graisse se colmatant sur les particules actives du filtre à charbon actif, celui-ci perd rapidement de son efficacité. Un remplacement mensuel est alors nécessaire ce qui rendrait le système très onéreux

Comparaison des techniques de filtration

Système	Pare flamme	Coût d’installation	Coût d’entretien
Filtre à treillis	Non	€	€€€
Filtre à choc	Non	€	€€
Filtre à choc double	Oui	€€	€€
Séparateur de graisses à choc simple	Non	€	€
Séparateur de graisses cyclonique	Oui	€€	€
UV dans le flux d’air	Non	€€	€
UV hors du flux d’air	Non	€€	€
Générateur d’ozone	Non	€€	€
Enzymes en continu	Non	€€	€€€
Enzymes après le service	Non	€€	€
Filtre électrostatique*	Non	€€	€
Filtre à charbon actif**	Non	€	€€€

Légende :
= optimal
= utilisable
= déconseillé ou non-utilisable
* Les valeurs pour le filtre électrostatique ne sont valables que si un système d’élimination des graisses est prévu.
** Les valeurs pour le à charbon actif ne sont valables que si un système préliminaire de filtration par UV est installé.

Posted By : Energie-Plus 24 Juin, 2015

Concevoir les percements

Principe général

Les jonctions telles que les percements (passage de conduite, caisson de volet, portes, baies vitrées, boîtiers électriques, …) sont toujours des points délicats. On doit vérifier la parfaite jonction du raccord entre la paroi et le percement dès que ce dernier touche la ou les couche(s) de la façade qui assure l’étanchéité à l’air. Si cette jonction présente des espaces, il faut les colmater.

De manière générale, on essayera de réduire au maximum le nombre de percements.

Manchons et fourreaux

Les manchons

Les manchons sont des raccords préfabriqués permettant de réalisé la continuité entre l’élément cylindrique, le conduits ou tuyau, et la surface plane de la paroi. Il est composé d’un élément en forme de cône tronqué, permettant le resserrage autour du conduit, qui est soudé à un élément plan.

Sa mise en œuvre nécessite une place suffisante autour du percement et de la conduite et doit être effectué par l’installateur concerné par la technique.

Le manchon est fixé à la couche d’étanchéité à l’air du mur ou de la toiture grâce à des bandes adhésives simples ou doubles face. Cela nécessite donc que le manchon soit adapté à la nature du pare-air mis en place.

Les fourreaux

Lors de la pose du gros-œuvre, des fourreaux peuvent être mis en place pour accueillir plus tard le passage d’un conduit.

Lorsque le conduit a été mis en place, on dispose un resserrage sur le fourreaux et finalement un manchon souple vient terminer et réaliser la continuité de l’étanchéité à l’air entre l’enduit intérieur et le conduit.

Bruxelles Environnement a édité à une vidéo illustrative du traitement des percements par les câbles et les conduits dans une paroi bois :

Etanchéité à l’air : Percements étanches par les câbles et les conduits – [Vidéo réalisée dans le cadre du projet Conclip, soutenu par Bruxelles Environnement].

Raccords souples

Les raccords souples sont très utiles pour les géométries plus complexes que les cylindres.

Sous forme liquide

Il s’agit ici d’appliquer un liquide effectuant le raccord d’étanchéité à l’air. Cette couche de jonction est renforcée par un géotextile permettant de reprendre les éventuels contraintes et d’éviter que la peinture ne se morcelle et que l’air puisse circuler.

Sous forme de ruban adhésif étirable

Des bandes de raccord plissées existent et permettent la jonction avec un conduit cylindrique. Ces bandes doivent ensuite être raccordées comme une jonction sec-sec avec la membrane pare-air ou une jonction sec-humide avec l’enduit.

Élément préfabriqué pour cheminée

Certains fabricants proposent des sorties de cheminée en toiture préfabriquées garantissant la continuité de l’étanchéité à l’air. Ces systèmes permettent également d’assurer la continuité de l’isolation thermique.

Posted By : Energie-Plus 24 Juin, 2015

Concevoir les menuiseries

Importance de l’étanchéité à l’air des menuiseries extérieures

Les portes et châssis extérieures peuvent déforcer l’étanchéité à l’air globale du bâtiment si leur étanchéité propre n’est pas suffisante. C’est particulièrement le cas si l’étanchéité courante de l’enveloppe extérieur est bonne. Ainsi les châssis peuvent être responsable de près de 50% des fuites d’air.

La perméabilité à l’air d’un châssis est testé en usine et la classe de perméabilité à l’air est généralement communiqué par le fabricant dans ses spécifications techniques.

La norme NBN EN 12207 définit 4 classes de perméabilité à l’air de la classe 1, la moins performante, à la classe 4, la plus performante. Dans une de ses études, le CSTC a montré que la plupart des châssis actuels atteignaient la classe 4 qui est la classe recommandée pour garantir un bonne étanchéité à l’air des menuiseries extérieures.

Performances recommandées pour l’étanchéité à l’air

Concernant les châssis, les STS définissent des niveaux de performance d’étanchéité à l’air (PA2, PA2B, PA3) recommandés en fonction de la hauteur du châssis par rapport au sol.

Voici un tableau (selon les STS 52) reprenant les valeurs de perméabilité à l’air recommandées, en fonction de la hauteur du châssis par rapport au sol :

Hauteur par rapport au sol

Perméabilité à l’air

0 à 10 m

10 à 18 m

18 à 25 m

25 à 50 m

> 50 m

PA2B (1) (3)

PA2B (3)

PA3

(1) Si il n’y a pas d’exigence particulière du point de vue thermique et/ou acoustique, on se contentera d’un niveau PA2.

(2) Si le bâtiment a une exposition sévère (digue de mer), on prendra un châssis de résistance PE3, et on le signalera dans le cahier spécial des charges.

(3) Si on est en présence de locaux avec air conditionné, un niveau PA3 s’avérera nécessaire.

Selon les STS 52 [5] le cahier spécial des charges peut, pour des raisons d’uniformisation ou d’aspect, prescrire le même niveau de performance pour tous les châssis du bâtiment en se basant sur les éléments de construction les plus exposés.

Les critères de choix

Lors du choix des menuiseries extérieures, il convient de faire particulièrement attention aux points suivant pour assurer l’étanchéité à l’air :

La compression des joints entre dormant et ouvrant : le réglage des quincaillerie doit être correctement réalisé pour assure la compression des joints lorsque la fenêtre est en position fermée;

La continuité des joints : la continuité des joints des être vérifiée sur le pourtour du châssis. Les jonctions entre deux joints doivent être soudées ou collées;

Le raccords entre les pare-closes et la menuiserie : l’étanchéité de ces raccords doit être vérifiés. Au besoin, ils peuvent être rendus étanche à l’air au moyen d’un joint souple, par exemple;

Les portes extérieures : le seuil d’une porte donnant vers un espace extérieur ou un espace adjacent non-chauffé est une source de fuite d’air importante. Il faut au minimum prévoir un joint brosse ou une plinthe à guillotine. Le mieux restant la pièce d’appui inférieure.

Posted By : Energie-Plus 24 Juin, 2015

Concevoir les noeuds constructifs

Principe général

Les jonctions telles que les raccords entre les éléments de la construction (façade-toiture, façade-plancher au niveau de la plinthe, …) sont toujours des points délicats. On doit vérifier la parfaite jonction du raccord entre les différents éléments de construction dès que ce dernier touche la ou les couche(s) de la façade qui assure l’étanchéité à l’air. Si cette jonction présente des espaces, il faut les colmater.

La conception ou la vérification de l’étanchéité à l’air des nœuds constructifs d’un bâtiment est une adaptation des principes généraux valables pour les parties courantes et les types de jonction mais une réflexion par rapport à la géométrie du détails doit également être menée.

Les procédés de conception de l’étanchéité à l’air d’un bâtiment décrits et expliqués ci-après sont en grande partie basée sur les détails et conseils techniques donnés par le CSTC dans ses diverses publications.

Façades

Pour assurer l’étanchéité à l’air des façades, les points importants auxquels il faudra faire attention sont les jonctions des murs extérieurs avec les planchers et murs intérieurs, en pied de mur mais également à l’intégration des menuiseries. Les solutions à apporter seront différentes suivant la structure, lourde ou légère, du bâtiment.

Jonction façade-plancher

Dans le cas d’une structure lourde, la continuité de l’étanchéité à l’air est assurée par les enduits des deux pièces superposées et la dalle de plancher en béton coulé. Une attention particulière au joint doit être apportée. Dans le cas de hourdis, il faut s’assurer que le béton de second phase doit correctement remplir les cavités sur le pourtour complet pour assure la continuité entre la maçonnerie, le béton et les enduits.

Dans le cas d’une construction légère, la position de la barrière à l’air doit être pensée dès la conception. En effet il faut prévoir une bande de pare-air à placer en attente sur les murs de pourtour horizontalement avant la mise en place des parois internes pour ensuite pouvoir effectuer le raccord entre les membranes pare-air de deux locaux superposés.

Deux cas existent:

soit le plancher repose sur le mur inférieur auquel cas la bande de pare-air doit être suffisamment longue pour recouvrir le mur intérieur sur une dizaine de centimètres, effectuer le tour du plancher et revenir sur une dizaine de centimètres au niveau de mur supérieur.

soit le plancher est ancré dans le mur de façade qui lui est continu du pied à la corniche auquel cas, la bande en attente, indispensable, doit être placée sur le pourtour là où viendra s’ancrer le plancher. Il conviendra de faire particulièrement attention aux percements et à ne pas déchirer le pare-air lors de la mise en place du plancher. Ce deuxième cas est également valable lorsque l’on isole par l’intérieur et que le plancher est désolidariser du mur extérieur.

Jonction façade-mur de refend

La jonction entre le mur extérieur et un mur intérieur perpendiculaire se fait par la continuité de l’enduit sur les deux faces. Toutefois, il convient de faire attention au encadrement de porte intérieur qui peuvent représenté des endroits de fuites s’ils ne sont pas enduits.

Dans le cas d’une construction légère, la position de la barrière à l’air doit être pensée dès la conception. En effet il faut prévoir une bande de pare-air à placer en attente sur les murs de pourtour avant la mise en place des parois internes pour ensuite pouvoir effectuer le raccord entre les membranes pare-air de deux pièces voisines. C’est le même principe, mais à la verticale, que dans le cas de la jonction façade-plancher.

Jonction façade-dalle de sol

Il convient de faire le raccord entre la dalle de sol coulée sur place qui est normalement intrinsèquement étanche à l’air et la partie courante du mur faisant office d’étanchéité à l’air : l’enduit dans le cas d’une structure lourde ou le pare-air dans le cas d’une structure légère.

On peut donc effectuer soit un raccord en enduisant un film d’étanchéité de sous la chape ou de sous l’isolant dans le plafonnage ou un disposant une couche de mortier périphérique effectuant le raccord entre l’enduit du mur et la dalle de sol.

La feuille d’étanchéité (9) faisant office de pare-air doit remonter suffisamment sur le bord pour être enduit par le plafonnage intérieur sur au moins 2 cm.

Mur de structure.
Bloc isolant.
Isolation sur dalle.
Joints verticaux ouverts.
Membrane d’étanchéité.
Membrane d’étanchéité.
Feuille d’étanchéité.
Feuille d’étanchéité.
Feuille d’étanchéité.
Interruption de l’enduit.
Enduit.

Dans le cas d’une structure légère, une bande pare-air sera placé sur le pourtour pour effectuer la jonction entre la dalle et la paroi légère avant la pose du pare-air du mur en partie courante.

Bruxelles Environnement a édité à une vidéo illustrative du placement d’une telle bande :

Etanchéité à l’air : Pied de mur ossature bois – [Vidéo réalisée dans le cadre du projet Conclip, soutenu par Bruxelles Environnement].

Dans le cas d’une isolation par l’intérieur, la continuité de l’étanchéité à l’air au pied du mur peut se faire en enduisant la membrane d’étanchéité de sous la chape dans le plafonnage ou en raccord avec le pare-vapeur du mur.

Mur existant.
Enduit existant.
Dalle existante.
Film d’étanchéité.
Isolant thermique.
Isolant périphérique.
Membrane d’étanchéité.
Chape armée.
Film d’étanchéité.
Isolant.
Pare-vapeur.
Finition.
Panneau composite.
Mousse isolante.
Carrelage.
plinthe.
Joint d’étanchéité.

Jonction façade-châssis

Les fenêtres et portes extérieures sont toutes autant des percements de l’enveloppe du bâtiment que de l’étanchéité à l’air. Si ces menuiseries extérieurs sont déjà garanties étanche à l’air, il convient d’assurer la continuité entre le châssis étanche et l’élément courant du mur faisant office d’étanchéité à l’air.

Le moyen le plus courant d’effectuer cette jonction est de fixer une membrane d’étanchéité à l’air sur le pourtour du châssis au moyen d’un adhésif avant sa pose. Cette membrane pourra, une fois le châssis en place, recouvrir le tour de la baie et être enduit par le plafonnage ou raccordé au pare-air en partie courante. Une attention particulière devra être portée au coin afin d’éviter les plis surnuméraires et de faciliter la mise sous enduit de la membrane.

Bruxelles Environnement a édité une vidéo illustrative de cette technique :

Etanchéité à l’air : Pose d’une fenêtre, mur en brique, avec isolation par l’extérieur – [Vidéo réalisée dans le cadre du projet Conclip, soutenu par Bruxelles Environnement].

La jonction d’étanchéité à l’air entre le dormant et l’enduit du mur peut également être réalisé avec un joint souple.

Dans le cas d’une structure légère ou d’un mur présentant une épaisseur d’isolation importante, un caisson en panneaux de bois ou en polystyrène haute densité peut être utilisé comme encadrement de la fenêtre. La continuité de l’étanchéité à l’air entre le châssis et le caisson est assuré par un joint continu ou une colle. Le raccord entre le caisson et la partie courante du mur grâce à une bande de membrane d’étanchéité à l’air faisant le pourtour et se noyant dans l’enduit du mur intérieur ou se collant sur le pare-air mis en place.

Toitures inclinées

La barrière d’étanchéité à l’air en partie courante est généralement réalisée avec le pare-vapeur. Il est en effet important d’éviter tout risque de condensation en toiture.

Dans la pente de toiture, la panne représente un point d’attention particulier. Il faut soigner son raccord ou son passage avec le pare-vapeur, le raccord peut se faire soit grâce à un lé en attente, soit en passant sous la panne, cas d’une rénovation par exemple, soit en l’interrompant et en effectuant une liaison avec la panne :

En faisant passer le pare-vapeur sous la panne de manière ininterrompue;

Schéma noeuds constructifs - toitures inclinées- 01.

Première couche d’isolant.
Deuxième couche d’isolant.
Pare-vapeur.

Au moyen d’une bande de pare-vapeur placée en « attente » sur les pannes avant la mise en place des chevrons. Les parties courantes peuvent alors y être collées au moyen d’un ruban adhésif double face. Cette solution est la plus efficace car elle est pensée dès la conception;

Schéma noeuds constructifs - toitures inclinées- 02.

Panne.
Chevron.
Pare-vapeur.
Latte.
Sous-toiture.
Contre-latte.
Couverture.
Bande de pare-vapeur en attente.

Au moyen d’un joint de silicone (uniquement entre pare-vapeur et charpente). Ce joint sera éventuellement caché par la finition;

Schéma noeuds constructifs - toitures inclinées- 03.

Panne.
Chevron.
Pare-vapeur.
Contre-latte.
Sous-toiture.
Latte.
Couverture.
Joint-colle.

En comprimant le pare-vapeur entre un joint souple et une latte, le tout cloué ou vissé;

Schéma noeuds constructifs - toitures inclinées- 04.

Pare-vapeur.
Latte.
Joint souple.

Au moyen d’un ruban adhésif double face adhérant parfaitement au bois.

La finition intérieure final par panneaux de bois ou, par exemple, plaques de plâtres. devra être posée en minimisant le nombre de point de percement du pare-vapeur et en laissant un espace suffisant de 6 cm pour faire éventuellement passer des câbles électriques et installer des prises sans endommager la barrière d’étanchéité à l’air.

Finalement, certaines techniques d’isolation comme la toiture « sarking » mettent en place des panneaux préfabriqués intégrant une couche interne étanche à l’air faisant office de pare-vapeur. Il faudra donc veiller à réaliser une jonction correcte entre les panneaux suivant les recommandations du fabricant ou en utilisant des bandes adhésives.

Jonction toiture-façade

Ce type de jonction est traité soit par recouvrement du pare-vapeur par l’enduit de finition intérieur soit par jonction du pare-vapeur du mur et de celui de la toiture par collage ou ruban adhésif double face.

Pour se prémunir de toutes les déchirures qui pourraient avoir lieu dû aux différentes natures de matériaux, on rajoute un élément faisant la liaison entre l’enduit et la maçonnerie et le pare-vapeur de la toiture. Il convient de laisser aussi suffisamment de souplesse, réalisation d’une « boucle » au pare-vapeur de la toiture lors du raccord.
La jonction entre l’enduit et la finition intérieure de la toiture est réalisée par un joint souple.

Schéma noeuds constructifs - Jonction toiture-façade.

Panne sablière.
Chevron ou fermette.
Planche de rive.
Cale de bois.
Panneaux isolants.
Isolant entre chevrons ou fermette.
Sous-toiture éventuelle.
Contre-latte.
Lattes.
Latte plâtrière.
Couverture.
Gouttière.
Bavette indépendante.
Peigne.
Finition intérieure.

Jonction toiture-pignon

La jonction de la toiture avec un mur de maçonnerie sur le pignon s’effectue en enduisant le pare-vapeur dans la finition intérieure.

Schéma noeuds constructifs - Jonction toiture-pignon.

Isolation
Chevron ou fermette
Isolation ou bloc isolant
Mortier de scellement
Sous-toiture
Contre-latte
Latte
Rejet d’eau
Tuile de rive
Isolant entre chevrons
Pare-vapeur
Finition intérieure

La continuité de la barrière d’étanchéité à l’air peu aussi être réalisée par le collage au moyen de colle ou de ruban adhésif du pare-vapeur de la toiture sur l’enduit sec et propre du dépassement. Dans ce cas une finition intérieur supplémentaire devra être envisagée si les combles sont destinés à l’occupation.

Dans les deux cas, il convient de laisser suffisamment de souplesse au pare-vapeur pour éviter tous risques de déchirure dus aux contraintes qui peuvent apparaître. Un joint souple sera en plus prévu entre l’enduit de la maçonnerie et la finition intérieure de la toiture.

Jonction toiture-châssis

La plupart des châssis à intégrer dans la pente de toiture sont fournis avec un cadre isolant pour permettre la raccord avec l’isolation de la toiture. De même, un pourtour est préfixé au châssis pour faciliter sont intégration et réaliser la jonction avec le pare-vapeur de la toiture inclinée.

Schéma noeuds constructifs - Jonction toiture-châssis.

Contre latte.
latte.
Tuiles.
Solin au-dessus des tuiles à la base du châssis.
Raccord de la sous-toiture au châssis.
Partie mobile de la fenêtre.
Vitrage isolant.
Étanchéité en plomb ou chéneau encastré.
Raccord sous-toiture châssis.
Chéneau en amont de la fenêtre.
Isolation thermique.
Étanchéité à l’air et à la vapeur.
Volige de pied.
Partie fixe de la fenêtre.
Sous-toiture.
Chevron.
Finition intérieure devant espace technique.
Cadre isolant.

Toitures plates

La réalisation de la continuité de l’étanchéité à l’air au raccord entre une toiture plate et le mur de façade se fait de manière similaire à une jonction entre la façade et un plancher :

dans le cas d’une structure lourde par dalle coulée sur place, la continuité de la maçonnerie et de l’enduit de finition intérieur garantit l’étanchéité à l’air;

Exemple de continuité de l’enduit dans le cas d’une continuité mur-toiture plate

dans le cas d’une structure lourde par hourdis, le béton de seconde phase sera utile pour effectuer le raccord de la barrière à l’air;

dans le cas d’une structure légère avec le plancher ancré, un lé en attente fera la liaison avec le pare-vapeur de la toiture;

dans le cas d’une structure légère avec le plancher posé sur le mur, le lé en attente fera le contour du plancher et dépassera suffisamment de chaque côté pour être relié au pare-vapeur du mur d’un côté et à celui de la toiture de l’autre.

Dans tous les cas, un joint souple entre les finitions intérieures du mur et du plafond permettra d’éviter l’apparition de fissures pouvant entraîner des fuites d’air.

Posted By : Energie-Plus 24 Juin, 2015

Concevoir l’étanchéité à l’air

L’étanchéité à l’air : Daniel De Vroey vous conseille from Bruxelles Env. on Vimeo.
L’étanchéité à l’air est méconnue des professionnels car on ne la perçoit pas. Il est pourtant essentiel d’y penser, et ce à toutes les étapes de son projet.

Points d’attention

Avec l’isolation de plus en plus performante de nos bâtiments, leur étanchéité à l’air devient un point important pour contrôler les infiltrations et exfiltrations d’air et avec elles, certaines pertes d’énergie. La tendance actuelle est donc à une étanchéification la plus complète afin de pouvoir contrôler au mieux ces fuites d’air et de pouvoir assurer d’une ventilation efficace des locaux.

Les enduits intérieurs, les bétons coulés sur place et les membranes pare-vapeur sont des éléments intrinsèquement étanche à l’air. L’étanchéité complète de l’enveloppe doit donc être conçue en faisant très attention aux jonctions de ces éléments entre eux et avec les autres éléments de la construction.

Pour cela la mise en œuvre de l’étanchéité à l’air doit faire l’objet de certains points d’attention dès la conception mais aussi sur chantier.

On considère que l’étanchéité à l’air de l’enveloppe extérieur est assurée si :

Ainsi, il conviendra particulièrement de faire attention aux points suivants :

Les procédés de conception de l’étanchéité à l’air d’un bâtiment décrits et expliqués ci-après sont en grande partie basés sur les détails et conseils techniques donnés par le CSTC dans ses diverses publications.

Niveaux de référence

Étanchéité globale

En Wallonie, il n’existe pas de recommandations concernant l’étanchéité à l’air globale d’un bâtiment.

Par contre, la norme européenne EN 13779 recommande un taux de renouvellement d’air maximum à 50 Pa (n50) :

de 1/h pour les bâtiments hauts (> 3 étages);
de 2/h pour les bâtiments bas.

On peut également se référer à la norme NBN D 50-001 qui recommande :

n₅₀ < 3/h si ventilation mécanique,
n₅₀ < 1/h si récupérateur de chaleur.

À titre de comparaison, la région de Bruxelles-Capitale imposera en 2018 un niveau d’étanchéité à l’air n₅₀ < 0.6/h (label passif) pour toute construction neuve, et n₅₀ < 0.72/h pour les rénovations assimilées à de la construction neuve.

Étanchéité des fenêtres

En Belgique, les bâtiments des services publics doivent satisfaire aux exigences d’étanchéité suivantes :

Hauteur du bâtiment (h en [m])	Φ₅₀ [m³/h.m]
h < 10	< 3,8
10 < h < 18	< 1,9
h > 18	< 1,3

Source : STS 52 – Menuiseries extérieures en bois. Fenêtres, porte-fenêtres et façades légères. Institut national du logement – Bruxelles – 1973.

Ces exigences sont relativement sévères par rapport aux autres pays (seuls les pays scandinaves ont des exigences plus sévères).

La figure ci-dessous donne un aperçu des valeurs d’étanchéité à l’air des menuiseries imposées par un certain nombre de pays occidentaux.

Aperçu des exigences d’étanchéité à l’air des menuiseries dans différents pays occidentaux.

Les parties courantes

Volume à étanchéifier et position de la barrière d’étanchéité

Le volume du bâtiment à rendre étanche à l’air est le volume à isoler thermiquement. Ainsi l’écran étanche à l’air doit être placé au plus près de la barrière d’isolation, pour éviter au maximum les circulations d’air entre les deux écrans, du côté chaud de l’isolant, c’est-à-dire du côté intérieur pour un mur extérieur.

Tout comme l’isolation thermique, la position de l’enveloppe étanche à l’air du logement doit être choisie pour éviter le plus de percements de celle-ci et donc éviter des points faibles et des raccords difficiles à mettre en œuvre.

Matériaux de l’étanchéité à l’air

Chaque système constructif présente ses particularités d’un point de vue structurelle, ainsi la conception de l’étanchéité à l’air variera selon le mode de construction choisi : maçonnerie, ossature lourde, ossature bois, structure légère, etc.

Il est admis qu’un matériau est étanche à l’air quand sa perméabilité à l’air est inférieure à 0,1 m³/h.m² sous une différence de pression de 50 Pa.

Ainsi pour les constructions lourdes ou de maçonneries, l’étanchéité à l’air est réalisée au moyen des enduits intérieurs. Dans le cas des constructions légères, telles les ossatures bois, l’étanchéité à l’air peut-être atteinte grâce aux panneaux de bois et au pare-vapeur. Les bétons coulés et les chapes de béton font aussi office d’écran étanche à l’air.

Au contraire, des matériaux comme les maçonneries ou les lambris ne sont pas suffisamment imperméables à l’air et ne peuvent pas être utilisés pour mettre en œuvre la barrière d’étanchéité à l’air du bâtiment !

Remarque : les isolants souples avec feuille étanche à l’air (ex. aluminium) ou les isolants rigides étanches à l’air ne devraient pas non plus être utilisés comme écran à l’air. En effet, les techniques de mise en œuvre d’un isolant souple nécessitent généralement l’ajout d’une structure secondaire ou une installation entre chevrons. Dans ce cas-là, un pare-air supplémentaire sera toujours nécessaire pour assurer l’étanchéité des joints et jonctions. C’est également le cas pour les isolants rigides même si leur performance d’étanchéité à l’air est élevée.

L’enduit intérieur

Les enduits intérieurs n’ont pas qu’une qualité esthétique ! Ils ont une performance d’étanchéité à l’air élevée pour autant que l’épaisseur soit suffisante et que l’enduit ne se fissure pas (les fissurations peuvent être une source de fuites d’air). C’est pourquoi, on privilégie une couche minimale de 6 mm d’épaisseur lors de sa pose.

Lors de la conception et la pose du plafonnage ou de l’enduit, il convient de faire particulièrement attention aux endroits cachés : derrière une plinthe, un encadrement de porte ou de fenêtre, derrière une gaine, un mur de brique apparent, … Il faut veiller à la continuité de l’étanchéité à l’air même en ces endroits-là.

L’enduit intérieur fait office de barrière d’étanchéité à l’air lors de la conception d’un mur creux dont les éléments (briques, blocs de béton,…) sont très peu étanches à l’air dû aux cavités présentes dans la matière.

Remarque : les plaques de plâtres sont étanches à l’air en elles-mêmes, mais la réalisation de joints est difficile et les apparitions de fissures à ces endroits sont fréquentes.

Le pare-vapeur ou pare-air

Pour les structures bois et plus généralement pour les structures légères, ce sont les membranes films souples les plus utilisées comme écran à l’air. Dans ce cas-là, la membrane combine les fonctions de pare-vapeur et d’étanchéité à l’air.

Dès lors comme pour les pares-vapeurs, les points d’attention se situeront principalement aux joints de raccord entre les lés de deux parties courantes. De même, les jonctions entre le pare-air et les autres éléments de la construction sont importantes pour garantir l’étanchéité complète du bâtiment.

Les panneaux de bois

Pour une construction en ossature bois ou en panneaux de bois pleins, il n’est pas rare que des panneaux de bois servent à rigidifier la structure. Ces panneaux sont composés de fibres de bois ou de fibres de bois et ciment. Certains ont une perméabilité à l’air inférieur à 0,1 m³/h.m² sous 50 Pa. Ainsi comme les enduits intérieurs n’ont pas qu’une fonction esthétique, ces panneaux de bois n’ont pas qu’une fonction structurelle et peuvent faire office de barrière étanche à l’air.

Dans ce cas, la mise en œuvre devra particulièrement faire attention à ce que les joints entre les panneaux soient rendus étanches à l’air également !

Le béton coulé

Comme les enduits, le béton coulé in situ présente des performances d’étanchéité à l’air importantes. Il convient également de porter une attention particulière aux joints et au jonctions périphériques.

Les jonctions

Pour concevoir efficacement l’étanchéité à l’air d’un bâtiment, il faut correctement réaliser les jonctions et joints entre les parties courantes. Les matériaux utiles à la mise en œuvre de l’étanchéité à l’air sont de type : enduits, films ou panneaux.

On distingue ainsi trois types de jonctions possibles à mettre en place :

la jonction sec-sec, par exemple entre deux panneaux de bois;
la jonction sec-humide, par exemple entre un film et un enduit;
et la jonction humide-humide, par exemple entre deux enduits de façades.

La jonction sec-sec

Ce type de jonction est réalisé au moyen de colle, mastic, bande adhésive ou avec un élément de compression mécanique.

La jonction sec-sec peut être réalisée entre :

deux lés de pare-air par un ruban adhésif simple ou double face, par une latte de serrage support par un collage ou par agrafe sur support.
un lé de pare-air et une surface d’enduit sec par collage ou ruban adhésif.
deux panneaux de bois par joint souple ou ruban adhésif.
deux surfaces d’enduit sec par un joint souple.

Dans le cas du raccord entre deux bandes de membranes pare-air, il convient de :

vérifier la propreté des parties à coller, souder ou compresser;
assurer un chevauchement suffisant des parties. Le ruban adhésif ou la colle ne sont que des moyens de jonction et ne peuvent pas être considérées comme des membranes étanches à l’air même si elles le sont;
si la structure est en bois, les membranes peuvent être agrafées mais celle-ci devront être recouvertes de ruban adhésif;
éviter de tendre la membrane d’étanchéité, afin de ne pas lui imposer des contraintes qui pourraient mener à des déchirures.

Ruban adhésif

Latte de serrage

Remarque : dans le cas ou les lés sont perpendiculaires à la structure, la jonction doit s’effectuer sur un support généralement souple comme de l’isolant. Un assemblage soit par chevauchement soit par joint debout et collage ou moyen de colle ou ruban adhésif double face avec une grande précision doit être réalisé.

La jonction sec-humide

Une jonction entre un film pare-air ou un panneau de bois et le mur enduit peut devoir être réalisée entre les menuiseries et la façade ou par exemple entre la toiture et le mur de pignon.

La membrane, partie sèche, doit être « noyée » dans l’enduit, partie humide, pour garantir la continuité de la barrière d’étanchéité à l’air. Il est donc nécessaire de prévoir un raccord suffisamment long, en attente, lors de la pose de la membrane pare-air en toiture ou au châssis pour effectuer le raccord.

La partie sèche doit pouvoir être enduite sans perdre ses caractéristiques physiques sans lui induire des contraintes qui pourraient la déchirée. Si ce n’est pas le cas, des bandes noyées existent et permettent de faire le raccords avec la membrane pare-air.

Exemple de jonction sec-humide de la toiture avec le mur de pignon : la membrane du pare-air a été laissée suffisamment longue pour ensuite être « noyée » dans l’enduit lors de la pose de celui-ci

Isolation
Chevron ou fermette
Isolation ou bloc isolant
Mortier de scellement
Sous-toiture
Contre-latte
Latte
Rejet d’eau
Tuile de rive
Isolant entre chevrons
Pare-vapeur
Finition intérieure

La jonction humide-humide

La jonction entre deux faces d’enduits, par exemple dans le coin d’une pièce est théoriquement la plus facile à réalisée, dans les règles de l’art du plafonneur.

Toutefois, le bâtiment doit pouvoir vivre et dans certains cas pour éviter l’apparition de fissures, deux parois doivent être désolidarisées, c’est particulièrement le cas à la jonction mur-plafond. L’enduit n’étant plus continu, on placera un joint souple afin de garantir la continuité de l’étanchéité à l’air.

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Froid alimentaire [Calculs]

Les bilans énergétiques

Le bilan frigorifique d’une chambre froide
Description de la méthode de calcul et d’inventaire des quantités de chaleur à extraire de l’intérieur d’une chambre froide, pour maintenir constante la température à cœur des produits. Méthode de calcul.

Le bilan énergétique d’un meuble ouvert vertical positif
Méthode de calcul du bilan énergétique de meubles frigorifiques de type ouvert vertical positif.

Le bilan énergétique d’un meuble ouvert horizontal négatif
Méthode de calcul du bilan énergétique de meubles frigorifiques de type ouvert horizontal positif.

Le bilan énergétique d’un meuble fermé vertical négatif
Méthode de calcul du bilan énergétique de meubles frigorifiques de type fermé vertical négatif.
Les économies d’énergie par augmentation de l’épaisseur de l’isolant d’une chambre froide (xls) Fichier à dézipper.
Ce tableur permet de calculer les économies d’énergie par augmentation de l’épaisseur de l’isolant d’une chambre froide.

Les aspects techniques

Le danger de condensation sur la surface extérieure d’une paroi de chambre froide (xls)
Ce tableur permet de calculer l’épaisseur de l’isolation thermique d’une paroi de chambre froide pour éviter la condensation sur la surface extérieure.

Le danger de condensation sur le plafond d’un plancher supportant une chambre froide (xls)
Ce tableur permet de calculer l’épaisseur minimale d’isolant pour éviter cette condensation sur cette paroi particulière, et la puissance frigorifique imputable aux apports de chaleur par le plancher d’une chambre froide.

L’ouverture des portes et le dégivrage des chambres froides (xls)
Le tableau vise à faire prendre conscience de l’énergie nécessaire, soit à la condensation de la vapeur introduite dans une chambre froide positive, soit au givrage de cette vapeur. Il permet également de calculer le volume de givre piégé par l’évaporateur d’une chambre froide négative, ainsi que l’énergie nécessaire pour les dégivrages, d’une manière globale pour une période de temps pendant laquelle la chambre froide est utilisée chaque jour.

Le gel sous le sol d’une chambre froide (xls)
Ce tableur permet d’estimer la puissance chauffante à installer sous le sol d’une chambre froide pour éviter le gel en cas de température intérieure négative, et l’influence de l’isolation sur ce calcul.

La masse d’eau piégée par un évaporateur
Méthode de calcul de la masse d’eau générée au condensateur des meubles frigorifiques et de l’intérêt qu’il y a à la récupérer.

L’isolation des conduites de vapeur (xls)
Ce tableur permet de calculer les pertes d’énergie d’une conduite parcourue par de la vapeur d’eau, comparer 2 solutions d’isolations (par exemple, la rentabilité d’une épaisseur d’isolation complémentaire), calculer la rentabilité d’une isolation (en partant d’une situation 1 sans isolant).

L’isolation de la double enveloppe (xls)
Ce tableur permet de calculer la rentabilité de l’isolation d’une cuve de stérilisateur ou de générateur.

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Stérilisation [Calculs]

L’isolation des conduites de vapeur (xls) Fichier à dézipper.
Ce tableur permet de calculer les pertes d’énergie d’une conduite parcourue par de la vapeur d’eau, comparer 2 solutions d’isolations (par exemple, la rentabilité d’une épaisseur d’isolation complémentaire), calculer la rentabilité d’une isolation (en partant d’une situation 1 sans isolant).

L’isolation de la double enveloppe (xls) Fichier à dézipper.
Ce tableur permet de calculer la rentabilité de l’isolation d’une cuve de stérilisateur ou de générateur.

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Cuisine collective [Calculs]

Le calcul des consommations d’un lave-vaisselle (ZIP) – Fichier à dézipper.
Estimer les consommations et la pointe quart-horaire de la laverie-vaisselle.

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Electricité [Calculs]

Installations électriques de base

La simulation de la consommation électrique d’un bâtiment (xls) Fichier à dézipper.
Ce tableur estime la consommation électrique annuelle, la pointe quart horaire et la facture électrique annuelle en tarif horo-saisonnier d’un bâtiment existant ou neuf. Il ne s’applique actuellement qu’aux immeubles de bureaux et éventuellement à des écoles.

Le dimensionnement des câbles d’alimentation d’un bâtiment (xls) Fichier à dézipper.
Ce tableur a pour but d’évaluer l’intérêt énergétique et économique de démultiplier les câbles d’alimentation électrique entre le transformateur et le tableau basse tension. Ayant choisi la dimension du câble suivant les méthodes de dimensionnement traditionnelles, vous pouvez comparer la solution du câble unique avec deux autres combinaisons de câbles multiples (de même section).

Énergies renouvelables

L’installation photovoltaïque (xls)
Estimation de production et de rentabilité d’une installation photovoltaïque raccordée au réseau.

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Eclairage [Calculs]

Les outils de vérification du dimensionnement

Le calcul de la puissance spécifique installée en éclairage (xls)
Calculer la puissance installée en dénombrant les différents types de lampes, et comparez-vous à un objectif réalisable de réduction de puissance. Cet outil est valable pour l’éclairage intérieur et extérieur.

Les calculs de rentabilité

La rentabilité d’un relighting (fichier xls)
Comparez votre installation à un objectif à attendre et évaluez la marge d’investissement dont vous disposez pour un temps de retour visé.

Le prix de revient d’un système d’éclairage (xls)
Calculer le prix de revient d’un système d’éclairage pour fournir un lumen pendant une heure. Cette grandeur permet de comparer différents systèmes d’éclairage.

La rentabilité d’une gestion de l’éclairage intérieur en fonction de l’éclairage naturel (xls)
Calculer la rentabilité de l’investissement dans des ballasts dimmables et des unités de gestion.

La rentabilité d’un ballast électronique pour tube fluorescent TL-D (ou T8) (xls) Fichier à dézipper.
Calculer la rentabilité d’un ballast électronique pour tube fluorescent TL-D (ou T8).

La rentabilité d’un détecteur de présence ou d’une minuterie (xls)
Calculer la rentabilité d’un détecteur de présence ou d’une minuterie.

La rentabilité du dédoublement d’un circuit d’éclairage de couloir à régime intermittent (xls)
Calculer la rentabilité du dédoublement d’un circuit d’éclairage de couloir à régime intermittent.

La rentabilité du remplacement des lampes à incandescence (xls)
Calculer la rentabilité du remplacement des lampes à incandescence par des lampes fluocompactes, halogènes ou Led.

La rentabilité du remplacement des lampes au mercure haute pression (xls)
Calculer la rentabilité du remplacement des lampes au mercure haute pression par des lampes sodium HP ou à iodure métallique.

Les outils de maintenance

La planification de la maintenance selon les valeurs de la CIE (xls)
Ce tableur vous aide à planifier une maintenance préventive ou mixte (préventive et curative) en se basant sur les valeurs types de la CIE. Pour vous aider, un mode d’emploi est disponible.

La planification de la maintenance selon la durée de vie moyenne catalogue (xls)
Ce tableur vous aide à planifier une maintenance préventive ou mixte (préventive et curative) en se basant sur les durées de vie moyenne catalogue. Pour vous aider, un mode d’emploi est disponible. Il est également nécessaire de disposer de valeurs du facteur de survie, calculables avec l’outil suivant.
Le calcul du facteur de survie d’une lampe (xls)
Ce tableur vous permet de calcul le facteur de survie CIE et catalogue d’une lampe, valeur utile notamment pour planifier la maintenance des luminaires.

La comparaison économique de différents programmes de maintenance (xls)
Ce tableur vous permet de comparer le coût de différents programmes de maintenance d’une installation d’éclairage.

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Eau chaude sanitaire [Calculs]

Les calculs liés à l’utilisation

Le calcul des consommations en eau chaude sanitaire (xls) Fichier à dézipper.
Un tableur reprenant des statistiques de consommation par type de bâtiment et type de point de puisage, permettant d’estimer les besoins et consommations d’eau chaude.

L’évaluation du temps d’attente de l’eau chaude sanitaire (xls) Fichier à dézipper.
Ce tableur permet de calculer le temps d’attente de l’eau chaude en fonction de la géométrie du type de conduit, de sa longueur et du débit de puisage.

Les interventions techniques

La rentabilité de l’isolation d’un ballon de stockage (fichier xls)
Ce tableur permet de calculer le bénéfice énergétique lié à l’isolation d’un ballon, en fonction de sa taille, de l’épaisseur d’isolation et de la température d’eau.

Calculer la rentabilité de l’isolation d’une conduite parcourue par l’eau chaude (fichier xls)
Ce tableur permet de calculer les pertes d’énergie d’une conduite parcourue par de l’eau chaude, comparer 2 solutions d’isolations (par exemple, la rentabilité d’une épaisseur d’isolation complémentaire), calculer la rentabilité d’une isolation (en partant d’une situation 1 sans isolant.

La méthode de pré-dimensionnement d’un préparateur en semi-accumulation
Évaluation de la puissance et du volume du réservoir en semi-accumulation, dans le cas d’un profil de puisage critique connu. La base théorique de ce calcul est disponible sur la page « Le dimensionnement de la production d’eau chaude sanitaire en semi-accumulation ».

Les installations solaires thermiques

Le logiciel de préfaisabilité : Quick-scan (xls) Fichier à dézipper.
Cet outil, développé par la Wallonie et la Région de Bruxelles-Capitale, permet de prédimensionner un grand système solaire thermique. Son mode d’emploi est disponible en ligne.

La comparaison de courbes de rendement de capteurs solaires thermiques (xls)
Ce tableur permet le calcul de la courbe de rendement théorique en fonction de la température d’un capteur solaire selon la norme EN12975, en fonction de ses propriétés optiques. Les valeurs par défaut permettent de comparer un capteur plan et un capteur sous vide.

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Ventilation [Calculs]

Air intérieur – réduction des risques liés au Coronavirus

Outil d’aide à la réduction des risques liés au Coronovirus (xls)
Cet outil est lié au rapport ‘Schools for Health’ sur les stratégies de réduction des risques liés au COVID19 dans les écoles et ne devrait pas être utilisé sans. Il est développé pour soutenir les efforts visant à compléter la ventilation par de l’air extérieur avec des techniques éprouvées de purification d’air par filtration. La traduction de cet outil est faite par prof Geoffrey van Moeseke, UCLouvain, en mars 2021. Sa publication dans Energie+ est faite avec l’accord des auteurs.

Paramètres de calcul et dimensionnement

Calcul du taux de CO2 dans une salle de classe pendant une journée (xls)
Ce tableur vous permet de générer un graphique montrant l’évolution de la concentration en CO2 dans une salle de classe en fonction de son profil d’occupation et d’hypothèses de ventilation naturelle ou mécanique.

Les degrés-heures de ventilation (fichier xls)
Ce tableur identifie les heures durant lesquelles il y a chauffage de l’air pour atteindre la température de soufflage, sur base d’années types représentatives d’Uccle et Saint-Hubert. Il s’agit d’une donnée de base pour réaliser des bilans énergétiques d’une installation de ventilation.

Le calcul des débits de ventilation de locaux spécifiques
Le calcul des débits de ventilation de certains locaux suit des normes ou recommandations spécifiques, en particulier : les zones de cuisson, les laveries, les locaux annexes.

L’équilibrage d’une installation aéraulique-type (xls)
Ce tableur offre une modélisation d’une installation aéraulique type destinée à illustrer la théorie de l’équilibrage aéraulique. Il doit être utilisé en parallèle à la lecture de la page « Améliorer le réseau de distribution d’air » qui décrit son mode d’emploi. L’objectif En agissant sur les ouvertures de vannes, il faut obtenir les débits souhaités en adaptant les débits réels supposément constatés dans une installation existante. Une version résolue est disponible pour vérification.

Le calcul acoustique d’une installation type
Cette page présente un exemple de calcul acoustique d’une installation de ventilation mécanique. Le calcul détaillé des puissances sonores et des atténuations créées par chaque composant d’une installation dépasse cependant la portée de cet outil. Celui-ci se contente de reprendre ici les résultats d’un calcul développé dans le document très complet « Protection acoustique dans les installations du bâtiment » – Office fédéral des questions conjoncturelles, 3000 Berne, 1989.

Calcul des consommations liées à la ventilation hygiénique

L’évaluation des consommations liées à la ventilation (xls)
Un tableur permettant de réaliser le bilan énergétique global d’une installation de ventilation, en intégrant la consommation des ventilateurs et le préchauffage de l’air neuf. Ce tableur inclut des données climatiques pour Uccle et St-Hubert. Il est possible de tester l’impact de certaines améliorations : diminuer le temps de fonctionnement journalier, améliorer le rendement du ventilateur, diminuer de façon fixe le débit d’air neuf, gérer le taux d’air neuf au moyen de sondes CO₂, couper la ventilation local par local en fonction d’une détection de présence.

Calcul des économies liées à la ventilation intensive (free cooling) :

Estimer l’intérêt du free cooling mécanique diurne (fichier xls)
Ce programme permet de comparer, pour une même charge thermique à évacuer, la consommation électrique des ventilateurs nécessaires au free cooling diurne mécanique et la consommation électrique d’un ventilo-convecteur (production frigorifique, ventilateur du ventilo, pompe de circulation d’eau froide).

Le CSTC (Centre Scientifique et Technique de la construction) a édité à une vidéo illustrative sur l’outil de calcul.
>> OPTIVENT : Outil de calcul OPTIVENT dans la pratique.

Cas particulier – les écoles :

Choix d’un système de ventilation en fonction de différents critères (fichier .xls – lien vers le site « rénover mon école »).

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Humidification et déshumidification [Calculs]

Données physiques

Les grammes-heures d’humidification (xls)
Ce tableur identifie les heures durant lesquelles il y a humidification de l’air pour atteindre l’humidité de soufflage, sur base d’années types représentatives d’Uccle et Saint-Hubert. Cette donnée intervient par exemple dans le calcul de la consommation due au conditionnement d’air d’un bâtiment.

Les grammes-heures de déshumidification (xls)
Ce tableur identifie les heures durant lesquelles il y a déshumidification de l’air pour atteindre l’humidité de soufflage, sur base d’années types représentatives d’Uccle et Saint-Hubert. Cette donnée intervient par exemple dans le calcul de la consommation due au conditionnement d’air d’un bâtiment.

Équipements de gestion de l’humidité

La méthode de prédimensionnement d’un humidificateur
Cette page présente une méthode de calcul du débit d’eau d’un humidificateur et de la portée du jet de vapeur dans un conduit de climatisation.

Le débit d’eau de déconcentration d’un humidificateur à recyclage
Cette page présente une méthode de calcul du débit d’évaporation et du débit d’eau d’un humidificateur à recyclage.

La consommation en eau d’un humidificateur (xls)
Ce tableur permet de calculer la consommation d’eau d’un humidificateur en fonction des conditions climatiques intérieures et extérieures. Les hypothèses de calcul sont développées dans la page « Choisir un système d’humidification « .

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Climatisation [Calculs]

Les degrés-heures de refroidissement (xls)
Ce tableur identifie les heures durant lesquelles il y a refroidissement de l’air pour atteindre la température de soufflage, sur base d’années types représentatives d’Uccle et Saint-Hubert. Cette donnée intervient par exemple dans le calcul de la consommation due au conditionnement d’air d’un bâtiment.

Bilan thermique type d’un local en été (xls)
Un tableur simplifié permettant, sur base de valeurs forfaitaires d’ensoleillement, de gains internes, d’amortissement par inertie, etc. d’approcher le bilan thermique estival d’un local.
Estimer l’intérêt du free cooling mécanique diurne (xls)
Ce programme permet de comparer, pour une même charge thermique à évacuer, la consommation électrique des ventilateurs nécessaires au free cooling diurne mécanique et la consommation électrique d’un ventilo-convecteur (production frigorifique, ventilateur du ventilo, pompe de circulation d’eau froide).

Calculer les caractéristiques d’un mélange d’air (xls)
Cet outil permet de calculer les caractéristiques d’un mélange d’air.

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Chauffage [Calculs]

Outils dédiés aux équipements de production de chaleur

Estimer le rendement de chaudières existantes ou futures (fichier xls)
Ce tableur permet d’estimer le rendement saisonnier d’une installation de production de chaleur. Il est possible de tester des améliorations apportées à l’installation. Par exemple, en remplaçant la ou les chaudières, en stoppant l’irrigation des chaudières à l’arrêt, en améliorant le réglage des brûleurs fuel ou brûleurs gaz pour obtenir un meilleur rendement de combustion, en plaçant des brûleurs 2 allures, etc.

Vérifier le dimensionnement d’une chaudière (fichier xls)
Ce tableur vous permet d’estimer la puissance nécessaire d’une chaudière connaissant le volume chauffé et la surface déperditive (= surface des parois entourant le volume chauffé (façades, toit, sol)) et en estimant le degré d’isolation du bâtiment. Cet outil n’est utilisable qu’à titre indicatif et ne peut pas servir de dimensionnement de la chaudière. Afin d’aller plus loin dans votre démarche, vous trouverez ci-dessous un outil permettant une évaluation approchée du niveau K, complétée de quelques informations relatives aux systèmes de ventilation et à l’étanchéité à l’air, pour faire un premier bilan énergétique : Niveau d’isolation thermique global et premier bilan énergétique (fichier xls)

Dimensionner une chaudière (xls) Fichier à dézipper.
Ce tableur vous permet de dimensionner une chaudière selon les normes de dimensionnement. Le nombre de variables nécessaires pour l’utilisation de cet outil est plus élevé que pour l’outil de vérification de dimensionnement ci-dessus.

Connaître la contenance en fuel d’une cuve enterrée (xls)
Ce tableur permet de connaître le volume de fuel contenu dans une cuve enterrée, sachant que ce type de cuve est toujours cylindrique.

Analyser une attestation de chaudière (xls) Fichier à dézipper.
Ce tableur, créé par le facilitateur URE wallon, permet la vérification et l’analyse de l’attestation de la chaudière. En particulier, il permet d’obtenir les valeurs de références pour les paramètres clés d’une attestation de chauffage.
Comparer les combustibles (xls)
Ce tableur, créé par le facilitateur URE wallon, permet de comparer le coût des différents combustibles, en uniformisant les unités pour permettre une comparaison à contenu énergétique équivalent.

Outils dédiés aux équipements de distribution de chaleur

Calculer la rentabilité de l’isolation d’une conduite parcourue par de l’eau chaude (xls) Fichier à dézipper.
Ce tableur permet de calculer les pertes d’énergie d’une conduite parcourue par de l’eau chaude, comparer 2 solutions d’isolations (par exemple, la rentabilité d’une épaisseur d’isolation complémentaire), calculer la rentabilité d’une isolation (en partant d’une situation 1 sans isolant.

Vérifier le dimensionnement d’un circulateur (xls)
Ce tableur permet de se faire une idée du surdimensionnement d’un circulateur existant en relevant les températures de départ et de retour sur le circuit qu’il dessert.

Exemple de dimensionnement d’un vase d’expansion à pression variable
Une page décrivant la méthode de dimensionnement des vases d’expansion fermé à pression variable. Pour les vases d’expansion à pression constante que l’on peut retrouver dans les très grosses installations, nous renvoyons le lecteur intéressé au rapport technique du CSTC (n°1 – 1992) ou au document « Méthode de calcul pour vases d’expansion dans des installations de chauffage et de refroidissement central » du SAPC de la régie des bâtiments.

Exemple de dimensionnement d’une pompe de recyclage
Dans un circuit à boucle ouverte, la pompe de recyclage permet d’obtenir un débit minimal dans la chaudière quel que soit le degré d’ouverture des vannes 3 voies. Elle se dimensionne en fonction de la perte de charge nominale et du débit minimal de la chaudière.

Simuler une incompatibilité de débit entre circuits primaire et secondaires (xls)
Ce tableur permet de visualiser les problèmes de débit et d’inconfort qui peuvent apparaître dans les circuits bouclés ou avec bouteille casse-pression.

Outils dédiés aux émetteurs de chaleur

Estimer la puissance nominale des radiateurs installés (xls) Fichier à dézipper.
Ce tableur permet d’estimer la puissance nominale d’un radiateur en fonction de son type et de son régime de dimensionnement. Ainsi que d’établir les courbes de flux et de débit des radiateur pour différentes chutes de température, sur base des paramètres catalogues et conditions d’exploitation.

Évaluer les pertes d’un chauffage par le sol (xls)
Ce tableur permet d’évaluer les pertes d’un chauffage par le sol situé au-dessus d’une cave non chauffée.

Outils dédiés aux équipements de régulation

Régler une courbe de chauffe (xls)
Ce tableur est à consulter en parallèle à la page « Exemple de réglage d’une courbe de chauffe », laquelle présente un exemple de réglage de la pente et du déplacement parallèle dans 4 situations. Cet exemple se base sur la méthodologie de réglage décrite dans « Régulateurs climatiques et réglage des courbes de chauffe ».

Visualiser le réglage d’une courbe de chauffe (xls) Fichier à dézipper.
Ce tableur permet de visualiser une courbe de chauffe en introduisant ses paramètres de réglage.

La simulation d’une régulation P, I ou PI (fichier xls)
Simulation de la réponse thermique d’un local chauffé par un radiateur alimenté par une vanne 3 voies dont l’ouverture est commandée par un régulateur P, I ou PI.

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Bilan carbone et environnemental [Calculs]

Outils généraux

Bilan environnemental total des bâtiments (xls)
Cet outil vous permet de calculer l’impact environnemental total d’un bâtiment, en tenant compte à la fois des parois et usages d’énergie. Il se base pour cela sur la méthode proposée par l’outil TOTEM – version 2021.

Le niveau d’isolation thermique global et premier bilan énergétique (xls)
Une évaluation approchée du niveau K, complétée de quelques informations relatives aux systèmes de ventilation et à l’étanchéité à l’air, pour faire un premier bilan énergétique « chauffage ».

Bilan thermique d’un local en été (fichier xls)
Un tableur simplifié permettant, sur base de valeurs forfaitaires d’ensoleillement, de gains internes, d’amortissement par inertie, etc. d’approcher le bilan thermique estival d’un local.

Outils dédiés à des applications particulières

Confrontation d’alternatives au niveau d’un local (xls)
Bilan comparatif établissant l’impact de l’orientation, l’inertie, le niveau de gains internes, le type de vitrage, la surface vitrée et la présence de store sur les besoins nets d’énergie et les puissances requises pour un local de bureau type.

Le bilan thermique d’une salle d’opération (xls)
Bilan établissant les besoins en chauffage et refroidissement d’un local de type salle d’opération, en fonction des conditions de température et humidité à maintenir. Ce bilan est à lire en parallèle aux pages théoriques dédiées à la climatisation des salles d’opération.

Etablir le bilan carbone dans une école (lien externe)
Cet outil et le document qui l’accompagne, a pour objectif de vous guider pas à pas dans la réalisation du bilan carbone de votre établissement scolaire à l’aide du calculateur fourni par COREN asbl. Le document joint décrit en détail l’utilisation de l’outil et vous présente des pistes pédagogiques et des propositions d’actions environnementales afin de donner tout son sens à la réalisation du bilan carbone. L’outil a pu être réalisé dans le cadre des missions d’intérêt public confiées par la Wallonie à COREN asbl et grâce au soutien de l’Agence Wallonne de l’Air et du Climat.

Vous avez également la possibilité de bénéficier d’un accompagnement direct de COREN asbl pour réaliser ce bilan ou pour mener un projet environnemental de plus grande envergure. Pour cela, contactez-nous via info@coren.be ou au 02/640.53.23.

Un problème d’inconfort thermique ou lumineux ? N’hésitez pas à tester notre nouvel outil de diagnostic afin de trouver la solution à votre problématique.

Posted By : Sylvie 15 Juin, 2015

Enveloppe du bâtiment [Calculs]

La condensation interne d’une parois (xls)
Calculer le risque d’apparition de conditions de condensation interne par diffusion de vapeur dans une paroi avec (méthode « Glazer »).

Le coefficient de transmission thermique d’une parois (fichier xls)
Calculer le coefficient de transmission thermique « U » d’une paroi, en W/m²K, selon la méthode de calcul de l’annexe VII de la méthode PER (PEB wallonne), basée principalement sur la norme NBN EN ISO 6946:2008. Ce fichier est également disponible en version dynamique avec une base de donnée séparée. La version dynamique de l’outil intègre une mise à jour plus fréquente des données (exemple le lambda λ des différents matériaux). Pour les utiliser, les outils Excel doivent être téléchargés dans le même fichier sur votre PC ou MAC.

Le coefficient de transmission thermique d’éléments de construction avec des couches d’épaisseurs variables (xls)
Cette feuille de calcul permet de déterminer le coefficient de transmission thermique U d’un élément de construction d’épaisseur variable, conformément à l’arrêté ministériel déterminant les règles de calcul des pertes par transmission du 24 juillet 2008, paragraphe 7.4.

Le coefficient de transmission thermique des planchers directement en contact avec le sol (xls)
Cette feuille de calcul offre la possibilité d’exécuter un calcul détaillé du coefficient U afin de tenir compte des pertes par transmission thermique pour les planchers en contact direct avec le sol. Ce calcul est décrit à l’annexe F.2.2 de l’arrêté ministériel déterminant les règles pour le calcul des pertes par transmission du 24 juillet 2008.

Le coefficient de transmission thermique d’une fenêtre.xls (fichier zipper)
Calculer le coefficient de transmission thermique « U_w » d’une fenêtre, en W/m²K, selon la méthode de calcul de l’annexe VII de la méthode PER (PEB wallonne), basée principalement sur la norme NBN EN ISO 10077-1:2006.

Outil ISOLIN : isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines
Cet outil analyse les risques liés à l’isolation par l’intérieur de murs en brique. L’outil ISOLIN complète l’ouvrage « Isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines ».

Outils indicatifs pour une prise de décision rapide

L’estimation d’une épaisseur suffisante d’isolation (fichier xls)
Calculer l’épaisseur d’isolation indicative nécessaire pour atteindre une performance donnée, selon le type de matériau isolant.

L’évaluation de la rentabilité de l’isolation d’une paroi (fichier xls) – Tableur
Calculer le temps de retour d’une isolation thermique de paroi. Outre le tableur de calcul, nous vous proposons ci-dessous.

L’évaluation de la rentabilité de l’isolation d’une paroi (xls) – démarche
Une page décrivant l’évaluation de l’économie énergétique annuelle engendrée par l’isolation d’une paroi en contact avec l’extérieur et l’évaluation de la rentabilité d’une isolation de paroi en contact avec l’extérieur.

Niveau d’isolation thermique global et premier bilan énergétique (fichier xls)
Une évaluation approchée du niveau K, complétée de quelques informations relatives aux systèmes de ventilation et à l’étanchéité à l’air, pour faire un premier bilan énergétique.

Bilan énergétique des rideaux d’air (xls)
Un tableur comparant une solution « porte ouverte » à un dispositif de type « rideau d’air ».

Posted By : Energie-Plus 29 Mai, 2015

Rénovation de l’éclairage de deux locaux d’un bâtiment de bureaux du CSTC

Étude de cas réalisée par le Centre Scientifique et Technique de la Construction (CSTC)

Introduction

L’objectif de la rénovation présentée ici était d’étudier l’état de l’art des solutions LEDs existantes en 2014. Deux locaux ont été rénovés avec, comme objectifs, une réduction de la consommation d’énergie d’éclairage mais aussi une augmentation du confort visuel général.

Les deux locaux rénovés se trouvent dans le bâtiment de bureaux du CSTC situé, Lozenberg 7 à 1932 Sint-Stevens-Woluwe (Zaventem). Le hall d’entrée a été rénové en « uplamping », c’est à dire que seules les lampes ont été changées alors que le hall de réception a été rénové plus profondément, puisque les luminaires et les dalles de faux-plafond ont été remplacés.

Hall d’entrée

Le hall d’entrée fait 4,55 m sur 9,95 m et a une hauteur sous plafond de 2,7 m. Il n’y a pas de fenêtre mais la double porte est entièrement vitrée et apporte un peu de lumière naturelle. Le plafond est composé de profilés en aluminium gris foncés. Les murs sont peints en blanc et le sol est recouvert de carrelages émaillés clairs.

Hall d’entrée 1

Initialement, le hall d’entrée était éclairé par 24 spots halogènes intégrés au plafond (voir figure ci-dessous), disposés de manière irrégulière. Un mélange de lampes avait été fait ; la majorité des lampes avaient les caractéristiques suivantes :

Caractéristique des lampes avant rénovation
Diamètre	50 mm
Tension	12 V
Puissance	50 W
Intensité lumineuse maximale	2000 cd
Température de couleur	3000 K
Indice de rendu de couleurs	97
Angle d’ouverture	36°

La position des lampes n’était pas modifiable, à moins de démonter entièrement le faux-plafond, ce qui n’était pas la volonté de l’exploitant du bâtiment. Les lampes étaient commandées manuellement au moyen d’un interrupteur on/off placé sur le mur.

Spot halogènes encastrés

Rénovation

Les lampes choisies pour remplacer les spots halogènes sont des lampes LEDs de deux puissances et d’angles d’ouverture différents. Pour l’éclairage général (20 lampes), le type de lampe LED a été choisi de manière à ce que son flux soit équivalent au flux fourni par la lampe halogène de 50W qu’elle remplace. L’angle d’ouverture a été choisi le plus large possible, c’est-à-dire égal à 36°.

Devant l’ascenseur (4 lampes), les lampes ont une puissance plus petite (flux équivalent à celui d’une lampe halogène de 35W) et un angle d’ouverture plus petit (24°).

Caractéristique des deux lampes LED utilisées en rénovation
Lampes	devant l’ascenseur	autres
Diamètre	54 mm	54 mm
Tension	12 V	12 V
Puissance	7 W	10 W
Intensité lumineuse maximale	2200 cd	1560 cd
Température de couleur	3000 K	3000K
Indice de rendu de couleurs	80	80
Angle d’ouverture	24°	36°
Diagramme polaire

Éclairements

Les mesures d’éclairement ont été prises ponctuellement à une hauteur de 85 cm du sol. Comme les lampes de type « spot » ne fournissent pas un éclairement uniforme, une prise de mesures d’éclairement suivant une grille aurait nécessité pour être représentative, un maillage très serré.

Les valeurs observées montrent que les niveaux d’éclairement ponctuels atteints après « uplamping » sont d’un ordre de grandeur identique à celui obtenu avant « uplamping ».

Éclairements mesurés (lux)
Avant « Uplamping »	Après « Uplamping »

Apparence visuelle, distribution des luminances dans le champ visuel et éblouissement

Vues intérieures et luminances mesurées
Avant « Uplamping »	Après « Uplamping »


Luminance maximum : 291 000 cd/m² UGR = 15,9	Luminance maximum : 28 600 cd/m² UGR = 14,7

On remarque que sur le sol, les contrastes sont plus marqués avec les lampes LED alors que c’est l’inverse sur les murs. Ces ‘taches de lumière’ ont été jugées inconfortables par les occupants.

La luminance maximum atteinte est plus importante avec les lampes halogènes. L’indice d’éblouissement (UGR) est également plus grand avant « uplamping ». Notons cependant que les normes européenne sont respectées dans les deux cas (UGR<22). Par contre, le niveau de luminance maximal atteint avant « uplamping » est très haut et traduit un éblouissement certain. Les valeurs communément acceptées pour un éblouissement direct sont de 2500 à 3000 cd/m². Et donc, si on suit ces valeurs, même l’éclairage LED peut induire un éblouissement direct si on regarde les lampes.

Calcul du temps de retour sur l’investissement

Le tableau ci-dessous donne le calcul précis réalisé pour évaluer le temps de retour sur investissement de la rénovation. On observe que ce temps de retour est d’un an et 6 mois, ce qui est très court.

	Avant « Uplamping »	Après « Uplamping »	Économie
Énergie
Nombre d’heure de service	2 280 h/an	2 280 h/an
Puissance installée	1×50 + aux = 55 W	1×10 + aux = 15 W 1×7 + aux = 12 W
Nombre de pièces	24	20 4
Puissance totale	1,32 kW	0,348 kW	74%
Consommation	3 010kWh/an	793 kWh/an	2 216 kWh/an
Émissions de CO₂	0,900 tonne/an	0,237 tonne/an	0,663 tonne/an
Consommation
	512 €/an	135 €/an	377 €/an
Coûts de maintenance
Durée de vie de la lampe	5 000 h	30 000 h 40 000 h
Prix de la lampe*	2,01 €/pce	20,71 €/pce 18,34 €/pce
Prix annuel de l’installation	22,00 €	31,48 € 4,18 €
Coût de la main-d’œuvre	10′ x 25 €/h = 4,17 €/pce	10′ x 25 €/h = 4,17 €/pce
Coût total annuel de la main-d’œuvre	45,60 €	6,34 € 0,95 €
Coût annuel de la maintenance	68 €	43 €	25 €/an
Investissement
Coût de démontage		0 €/pce
Coût d’achat		20,71 €/pce 18,34 €/pce
Coût d’installation		10′ x 25 €/h = 4,17 €/pce
Coût d’investissement		587,64 €
Temps de retour
		1 an et 7 mois
	* Prix en août 2014 Hypothèses : 0.299 kg CO₂ / kWh et coût de l’énergie 0,17€/kWh Tous les prix sont HTVA

Hall de réception

Le hall de réception mesure 6,45 m de long sur 6,8 m de large. Sa hauteur sous plafond est de 2,7 m. Cet espace dessert cinq salles de réunion et est connecté à un couloir qui conduit aux autres locaux situés au rez-de-chaussée. Il n’y a aucune fenêtre donnant sur ce hall.

Le faux-plafond est constitué de dalles de faux-plafond de couleur blanche. Les murs sont peints en blanc et le tapis est gris foncé.

Hall de réception et spot Halogène

Le hall de réception est éclairé par 37 spots halogènes de 110 mm de diamètre total, contenant des lampes de 50 mm de diamètre, et commandés par un interrupteur on/off.

Caractéristique des lampes avant rénovation
Diamètre	50 mm
Tension	12 V
Puissance	50 W
Intensité lumineuse maximale	2000 cd
Température de couleur	3000 K
Indice de rendu de couleurs	97
Angle d’ouverture	36°

La structure du faux-plafond permettait de modifier le nombre et la disposition des luminaires.

Rénovation

Après une étude par simulation ainsi que des essais sur site, deux types de luminaire ont été sélectionnés. Afin d’améliorer l’uniformité et l’effet d’éblouissement que les luminaires de type downlight peuvent générer, le nombre de luminaires installés a été augmenté mais leur flux lumineux a été gradué pour fournir les niveaux d’éclairement souhaités. Les luminaires ont été disposés selon le plan ci-dessous :

Plan de positionnement des luminaires après rénovation ( O Downlight de 24 W et o spot de 12,7 W)

Caractéristique des luminaires LED installés
Luminaires	Downlight	Spot
Diamètre	216 mm	85 mm
Illustration
Puissance	24 W	12,7 W
Flux lumineux	2 230 lm	655 lm
UGR	21,4	15,5
Efficacité lumineuse	93 lm/W	52 lm/W
Diagramme polaire

Hall de réception après rénovation

Éclairements

Les mesures d’éclairement de la situation initiale ont été prises ponctuellement à une hauteur de 85 cm du sol. L’éclairement final a été mesuré selon une grille de 13 x 12 points.

Positionnement des luminaires et cartographie des éclairements
Situation initiale	Après rénovation – éclairage à 100%	Après rénovation – éclairage à 60%

Nous notons que les valeurs d’éclairement sont hautes mais que l’uniformité ne respecte pas strictement la norme européenne qui demande 0.6 minimum.

Une gradation du flux lumineux des luminaires à 60% permet un éclairement moyen de 535 lx, tout en gardant une uniformité de 0.45 (ce qui ne correspond pas à la valeur demandée par la norme). Nous verrons, en analysant les luminances et l’éblouissement que le fait de graduer les lampes permet de respecter la norme en terme d’indice d’éblouissement, qui n’est pas atteint pour un éclairage à 100%.

Éclairements réalisés	Après rénovation – éclairage à 100%	Après rénovation – éclairage à 60%
minimum sur le plan de travail : E_min	375 lux	240 lux
maximum sur le plan de travail : E_max	1357 lux	1165 lux
moyen sur le plan de travail : E_moy	803 lux	535 lux
Uniformité : U_o	0,47	0,45

Apparence visuelle, distribution des luminances dans le champ visuel et éblouissement

Luminances et UGR mesurées
Vue intérieure	Éclairage à 100%	Éclairage à 60%

Luminance maximum	180 000 cd/m²	90 000 cd/m²
UGR – vue 1	22,1	19,7
UGR – vue 2	21	18,3
UGR – vue 3	23,6	21

Plan de positionnement des luminaires et points de vue des mesures UGR

Calcul du temps de retour sur l’investissement

Le tableau ci-dessous donne le calcul précis réalisé pour évaluer le temps de retour sur investissement de la rénovation. On observe que ce temps de retour est de 9 ans et 4 mois, ce qui est beaucoup plus long que le temps de retour calculé lors du « uplamping », bien que l’économie d’énergie est un peu plus importante dans ce dernier cas (83 % pour 74 % dans le cas du « uplamping »).

Ceci est principalement dû au coût d’investissement qui est de plus de 10 fois le coût d’investissement nécessaire pour le « uplamping ». Néanmoins, l’économie d’énergie n’est qu’un des différents objectifs visés par cette intervention. L’amélioration du confort visuel entre autres, a été en majorité, fortement apprécié par les occupants.

	Avant « Uplamping »	Après « Uplamping »	Économie
Énergie
Nombre d’heure de service	2 280 h/an	2 280 h/an
Puissance installée	1×50 + aux = 55 W	1×13 = 13 W 0,6×24 = 14,4 W
Nombre de pièces	37	10 15
Puissance totale	2,04 kW	0,346 kW	83%
Consommation	4 640kWh/an	789 kWh/an	3 851 kWh/an
Émissions de CO₂	1,39 tonne/an	0,24 tonne/an	1,15 tonne/an
Consommation
	789 €/an	134 €/an	655 €/an
Coûts de maintenance
Durée de vie de la lampe	5 000 h	30 000 h 50 000 h
Prix de la lampe*	2,01 €/pce	75 €/pce 95 €/pce
Prix annuel de l’installation	34,00 €	57,00 € 133,00 €
Coût de la main-d’œuvre	10′ x 25 €/h = 4,17 €/pce	15′ x 25 €/h = 6,25 €/pce
Coût total annuel de la main-d’œuvre	70 €	5 € 4 €
Coût annuel de la maintenance	104 €	199 €	– 95 €/an
Investissement
Coût de démontage		16 x 25€/h = 400 €
Coût d’achat		4 776 €
Coût d’installation		40h x 25 €/h = 1 000 €
Coût d’investissement		6 176 €
Temps de retour
		11 ans
	* Prix en août 2014 Hypothèses : 0.299 kg CO₂ / kWh et coût de l’énergie 0,17€/kWh Tous les prix sont HTVA

Posted By : Energie-Plus 27 Avr, 2015

Choisir un système de déshumidification

Préalable : le besoin de déshumidification

En Belgique, l’humidité absolue extérieure dépasse rarement les 15 gr d’eau par kilo d’air, ce qui, pour des températures de l’ordre de 25° correspond à 70% d’humidité relative.

Température et humidité extérieure pour un mois de juillet moyen à Uccle.

Un tel niveau est confortable, et cela correspond à l’intuition : il est rare que l’on ait, en été, une sensation d’humidité exagérée, comme on le ressent sous les tropiques.

Trois cas de figure vont néanmoins justifier l’installation d’un système de deshumidification.

Le respect d’une consigne stricte

Théoriquement, un inconfort thermique lié à une trop grande humidité n’apparaît pas à moins de 70% d’humidité relative. Des exigences plus strictes peuvent cependant être énoncées par l’occupant, par exemple en référence à la norme NBN EN 15251. Tout comme pour l’humidification, des spécifications rigides dans un cahier des charges tel que « maintien des locaux à 21°C et 50 % HR » vont entraîner des gaspillages énergétiques. Au minimum, des seuils minimum et maximum doivent être exprimés, et pourquoi pas des périodes de dépassement autorisées (5… 10% du temps).

Quelque soit le niveau maximal d’humidité toléré, celui-ci ne pourra pas être maintenu à tout moment à l’intérieur d’un bâtiment sans recours à une installation de deshumidification. Il suffit en effet d’une météo orageuse pour que le niveau d’humidité de l’air extérieur devienne inconfortable.

L’acceptabilité de dépassements ponctuels du seuil d’humidité est comparable à l’acceptabilité de températures élevées dans un bâtiment. Elle dépendra de la capacité d’action de l’occupant (créer un courant d’air?… les moyens d’action contre une humidité trop élevée sont limités), de sa compréhension de l’origine de l’inconfort et de sa durée prévisible (« Ca va tomber ce soir! »), etc.

Enfin, il faut garder à l’esprit que la mesure dans la reprise d’air est souvent faussée, par l’échauffement de l’air au niveau des luminaires, notamment. Il n’est donc technologiquement pas simple de garantir un strict respect d’une consigne d’humidité.

La production d’humidité à l’intérieur

La présence d’occupants et de certaines activités dans un bâtiment dégagent de l’humidité : on parle de 70 à 100 gr d’eau par heure et par personne pour un travailleur de bureau. Cette humidité est diluée dans l’air neuf, et représente en conséquence une charge non négligeable de 1.9 à 2.8 gr d’eau par kilo d’air, sur base d’un débit d’air neuf de 30 m³/(h.personne).

Ajouté à l’humidité extérieure estivale, cette charge justifie le système de déshumidification. Existe-t-il une alternative? Oui : si le bâtiment est conçu pour fonctionner selon un mode « free cooling » lors des journées d’été, le taux d’air neuf sera beaucoup plus important, typiquement plus de 100 m³/(h.personne) dans le cas d’une ventilation naturelle. La charge d’humidité liée à l’occupation représente dès lors moins de 1 gr d’eau par kilo d’air, et les périodes de temps où cette charge, ajoutée à l’humidité extérieure, provoque un inconfort est limité.

Le risque de condensations surfaciques

Si dans le local se trouve un émetteur de refroidissement qui n’autorise pas de condensations surfaciques, tel qu’un plafond rayonnant ou une dalle active, il peut être nécessaire de contrôler le taux d’humidité de l’ambiance. Ces systèmes sont normalement conçus pour limiter le risque de condensation : ils sont alimentés avec une température d’eau la plus élevée possible, de façon à être au-dessus du point de rosée de l’ambiance.

Par exemple, avec un régime de température d’eau de 17°-20° dans un plafond rayonnant, un simple refroidissement de l’air à 16° est suffisant pour éviter les condensations. La température de rosée est donnée dans le tableau ci-dessous pour différentes combinaisons de température et d’humidité:

Température de l’ambiance	Humidité relative de l’ambiance	Température de rosée
21	50	10,19
	60	12,95
	70	15,33
23	50	12,03
	60	14,82
	70	17,24
25	50	13,86
	60	16,70
	70	19,15

La déshumidification concrètement

En pratique, la déshumidification d’une ambiance se fait par pulsion d’un air « asséchant », c’est à dire dont l’humidité absolue est inférieure à celle de l’ambiance. Pour produire cet air relativement sec, le principe couramment utilisé est la condensation : mis en contact avec une batterie d’eau glacée dans une centrale de traitement d’air, l’air se refroidit au-delà de son point de rosée et l’humidité excédentaire condense. Mais l’air sec obtenu est trop froid pour être amené tel quel dans un local. Il provoquerait un courant d’air inconfortable, voir une condensation malvenue de l’air du local à la sortie de la bouche du pulsion. Une postchauffe est donc généralement prévue au moyen d’une batterie alimentée en eau chaude ou d’une résistance électrique.

C’est le principe expliqué sur le diagramme de l’air humide ci-dessous :

On dispose au départ d’un air extérieur à 28°C et 17 greau/kgair (70.7%HR – point E) dont la température de rosée est de 22°C.

Le passage par la batterie d’eau glacée amène à 10.5°C et 8 greau/kgair (100%HR – point X). L’air a perdu environ 9 greau/kgair.

La postchauffe ramène à une température de soufflage confortable de 16°C pour 8 greau/kgair (70%HR – 36kJ/kg – point S).

Les conditions d’ambiance qui seront créées grâce à la pulsion de cet air dépendent du débit, de la production d’humidité par l’occupation, etc. Si l’on se base sur un dégagement intérieur dilué dans l’air neuf de 3 greau/kgair on arrive à 8+3=11 greau/kgair, ce qui, à 25°C, correspond à une humidité relative d’un peu plus de 50%.

Puisque la déshumidification se fait par condensation de l’humidité de l’air sur une batterie de refroidissement, la plupart des systèmes de production de froid traditionnels peuvent être utilisés. La seule condition est de disposer d’une batterie d’eau glacée, pour pouvoir amener l’air à une température suffisamment basse.

Oui mais… dans les pages sur la climatisation, il est dit qu’il faut choisir des systèmes de refroidissement à haute température, pour mieux valoriser la fraîcheur de l’environnement. Alors quoi ?

Il y a là en effet un conflit. L’expression d’un besoin de déshumidifier peut disqualifier des techniques intéressantes pour le refroidissement telles que les systèmes de geocooling ou de refroidissement adiabatiques. Ces techniques sont-elles donc à l’arrivé moins intéressantes qu’escompté? Pas nécessairement, car:

Le système de production de froid qui assure la déshumidification de l’air et celui qui est chargé du contrôle de la température des locaux ne sont pas forcément les mêmes. Les systèmes d’air conditionné des années 70 et 80, dans lesquelles des grands débits d’air froid assuraient le contrôle simultané de la température et de l’humidité n’ont plus autant la cote aujourd’hui. Le contrôle thermique des locaux se fait de plus en plus par boucle d’eau et plafonds rayonnants ou poutres froides, tandis que le traitement de l’humidité reste assuré par la pulsion de l’air hygiénique. Si les distributions sont différentes, les modes de production pourraient l’être aussi.

Combinaison d’un top cooling alimenté par une machine frigorifique à compression et de plafond rayonnants alimentés par un geocooling.

Le besoin de contrôle de l’humidité en été n’est sans doute pas aussi impérieux que celui de contrôle de température. Si l’approche de la conception du bâtiment et des systèmes est de limiter la consommation d’énergie en été par un contrôle des charges thermiques et un système de refroidissement à « haute température », peut-être n’est-il pas nécessaire de déshumidifier? Des inconforts ponctuels peuvent parfois être acceptés par les occupants. En outre, des températures intérieures légèrement plus élevées modifient sensiblement l’humidité relative : par exemple, pour une même humidité absolue de 13 greau/kgair, tolérer un glissement de température de 24 vers 26°C fait passer l’humidité relative de 70% à un petit peu plus de 60%.

Et puis, il existe une alternative à la déshumidification par batterie d’eau glacée : la roue dessicante, qui permet de refroidir et déshumidifier l’air pulsé au moyen… d’une source de chaleur. C’est donc une piste intéressante lorsque le bâtiment n’est pas équipé d’une machine de refroidissement traditionnelle.

Eléments d’une roue dessicante.

Enfin, pour la postchauffe, la question n’est pas différente de celle du choix d’une batterie de préchauffage de l’air neuf.

La consommation énergétique de la déshumidification

Le calcul de la consommation d’énergie pour la déshumidification est fonction de la chaleur de vaporisation de l’eau (0,694 Wh/gramme) et de la somme des écarts entre l’humidité extérieure et l’humidité de l’ambiance.

Puisque la déshumidification va systématiquement de pair avec le refroidissement, il est utile de s’intéresser au coût du mètre cube d’air traité en été. Celui-ci est de l’ordre de 55 kJ/m³d’air, en ce compris la postchauffe, pour un point de soufflage à 16°C et 70%HR. S’il n’avait pas été nécessaire d’abaisser la température sensiblement plus bas que le point de soufflage à des fins de déshumidification, pour de réaliser une post chauffe, le coût énergétique n’aurait été que de 35 kJ/m³. On le voit, le traitement de l’humidité augmente considérablement le coût du traitement de l’air.

Pour réaliser vos propres bilans annuels, des outils de calcul des grammes-heure de déshumidification sont disponibles.

Enfin, une étude de cas détaillée de la consommation d’énergie liée à la déshumidification dans une salle d’opération montre le potentiel de réduction de cette consommation par le choix des consignes : une consigne flottante offre près de 80% d’économie par rapport à une consigne fixe.

Posted By : Energie-Plus 2 Avr, 2015

Prix de l’énergie

Les catégories de consommateurs

Les tarifs sur l’électricité se découpent en différentes catégories en fonction de la consommation annuelle du client. Pour harmoniser le recueil des données entre les pays de l’Union Européenne, Eurostat a définit des clients types d’électricité en deux grandes classes, avec plusieurs sous-catégories : domestique (D) et industriel (I).

Classification électricité Eurostat		Minimum	Maximum	Consommation type (dont de nuit)	Habitation standard
Domestique [kWh/an]	DA	–	< 1 000	600 (-)	50 m² 2 chambres et cuisine
	DB	1 000	< 2 500	1 200 (-)	70 m² 3 chambres et cuisine
	DC	2 500	< 5 000	3 500 (1 300)	90 m² 4 chambres et cuisine
	DD	5 000	< 15 000	7 500 (2 500)	100 m² 4-5 chambres et cuisine
	DE	15 000	–	–	–
Industriel [MWh/an]	IA	–	< 20	–
	IB	20	< 500
	IC	500	< 2 000
	ID	2 000	< 20 000
	IE	20 000	< 70 000
	IF	70 000	<150 000
	IG	150 000	–

En Wallonie, des clients types sont également définis suivant le type de raccordement électrique.

Catégorie de client suivant le type de raccordement
Catégorie	Connection
TRANS MT	direct à la cabine de transformation haute vers moyenne tension
MT	1 à 26 kV
TRANS BT	direct à la cabine de transformation moyenne vers basse tension
BT sans mesure de pointe	enregistrement de la consommation en kWh
BT avec mesure de pointe	enregistrement de la puissance prélevée en kVA et de la consommation en kWh

Pour finir, en plus du type de client, le tarif appliqué différera suivant le type d’alimentation (≥ 100 kVA ou < 100 kVA), une consommation résidentielle ou professionnelle, propre ou pour des tiers et suivant le type de compteur installé : relevé quart-horaire (AMR), mensuel (MMR) ou annuel (YMR).

Les composantes du coût de l’électricité

Le prix de l’électricité final en c€/kWh est une addition de plusieurs tarifs que l’on peut classer en trois grandes parties : le prix de l’énergie fournie, les coûts du réseau et les taxes imposées.

Schéma explicatif facture.

Prix de l’énergie

Le prix de l’électricité est déterminé par le fournisseur. La production d’électricité est libéralisée, au contraire du transport et de la distribution qui sont régulés par la CREG et la CWaPE. On retrouve sur le marché plus d’une dizaine de fournisseurs proposant chacun leurs différents tarifs et packages. Eurostat relève les prix moyens en Europe par semestre. Energie Commune réalise également un tel suivi pour la Belgique.

Coûts de transport et de distribution

Les tarifs de transport et de distribution restent réglementés et ne sont donc pas négociables. Ces tarifs diffèrent d’un lieu à l’autre notamment parce qu’il est moins coûteux de délivrer du courant dans une grande ville … qu’au fond des Ardennes ! Mais ils sont identiques pour un point de fourniture donné, quel que soit le fournisseur. Les tarifs applicables au transport et à la distribution de l’électricité et du gaz sont approuvés par la CREG (Commission de Régulation de l’Électricité et du Gaz), le régulateur fédéral

Voir également le site de la Cwape.

Taxes imposées

Ce sont les taxes imposées par les autorités fédérales et wallonnes.

Voir également le site de la CREG.

Comprendre les termes de la facture basse tension

Relevé des compteurs

Un relevé est organisé annuellement (parfois bisannuellement). Pour chaque compteur (jour et nuit), la consommation en kWh sera établie sur base de la différence des index. Mais cette différence est parfois un sous – multiple de la consommation réelle.

Par exemple, dans la facture ci-dessous, le relevé est multiplié par 20 pour obtenir la consommation réelle.

Comprendre les termes de la facture basse tension

Consommations de jour et de nuit

Un compteur bihoraire distingue les consommations de jour de celles de nuit et leur applique un prix différent.

La période de nuit dure 9 h 00, généralement de 22 h 00 à 7 h 00, mais cet horaire est laissé au choix du distributeur. Il est donc utile de se renseigner auprès de celui-ci afin de connaître les horaires de sa région.

Pour les équipements programmés par horloge, on débutera l’enclenchement des appareils à minuit. Cela permettra d’avoir une plage de sécurité par rapport à l’horaire de chacun des distributeurs et par rapport au passage de l’heure d’hiver à l’heure d’été.

Redevance

La redevance appliquée par le distributeur part de la logique d’une rétribution pour la mise à disposition de puissance électrique (en kVA). L’ampleur de cette puissance disponible est déterminée sur base du calibre de la protection installée chez le client, fixée de commun accord entre le client et le distributeur. Autrement dit, si l’ampérage garanti est trop élevé, chaque mois la facture sera inutilement majorée. Mais si l’ampérage est trop petit le disjoncteur sautera !

Cette redevance est simple dans son principe mais son montant est difficile à retrouver à l’euro cent près. En effet, la formule comprend un paramètre N_E* dont la valeur varie de mois en mois. La valeur annuelle intègre les 12 valeurs mensuelles. De plus, la formule de calcul évolue parfois sur un an.

Cotisation

Cotisation sur la consommation d’énergie destinée au fond pour l’équilibre de la Sécurité Sociale.

Surcharge fond social

Surcharge par kWh pour aider les plus démunis.

Redevance pour occupation du domaine public

Redevance reversée aux communes pour occupation de leur domaine par le réseau électrique.

Redevance de raccordement au réseau

Cette redevance est destinée à alimenter le “Fond Énergie” de la Région Wallonne de manière à couvrir les primes URE, le financement d’actions de sensibilisation à la maîtrise de la demande énergétique,le financement de la CWaPE (Commission Wallonne Pour l’Énergie), …

Redevance CREG 2002

Recouvrement des frais de fonctionnement de la Commission de Régulation de l’Électricité et du GAZ (CREG) au niveau fédéral.

Cotisation fédérale

Financement de la Commission de Régulation de l’Électricité et du GAZ (CREG), de la dénucléarisation de certaines tranches du site de Mol-Dessel et de la politique fédérale de réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Facture intermédiaire

Si le relevé est annuel, le montant total est néanmoins étalé en 12, 6, ou 4 factures : 11, 5, ou 3 factures intermédiaires provisionnelles établies sur base de la consommation de l’année précédente et de l’évolution des prix, et une facture finale qui ajuste le tir en fonction de la consommation effective.

Comprendre les termes de la facture haute tension

HT

Livraison en Haute Tension (vous disposez de votre propre cabine de transformation) ou en “assimilé Haute Tension” (un câble raccorde directement l’installation à la cabine du distributeur).

Détails facture : Livraison haute tension.

Adresse du lieu de fourniture

Adresse de consommation.

Détails facture : Adresse lieu de fourniture.

Adresse à expédition

Adresse du lieu d’envoi de la facture.

Puissance maximum

Il s’agit de la puissance maximale relevée par le compteur durant le mois facturé, exprimée en kW (kiloWatts). Cette puissance n’est pas la pointe instantanée (celle entraînée par le démarrage d’un ascenseur, par exemple) mais bien la pointe maximum enregistrée durant un quart d’heure du mois. En quelque sorte, c’est le maximum de l’énergie demandée durant 1/4 d’heure du mois, divisée par le temps d’un 1/4 d’heure.
C’est la pointe ¼ horaire.

Détails facture : Puissance heures pleines.

Heures pleines – HP

15 heures en journée, du lundi au vendredi (sauf jours fériés légaux), de 7 à 22 h généralement (horaire variable suivant les Gestionnaires de Réseau de Distribution).

soit, 43 % du temps,
soit, 3 765 h/an.

Heures creuses – HC

Nuits (de 22 h à 7 h) + WE et jours fériés légaux (du vendredi 22 h au lundi 7 h) généralement (horaire variable suivant les Gestionnaires de Réseau de Distribution),

soit, 57 % du temps,
soit 4 995 h/an.

Détails facture : Consom heures creuses.

Inductif

C’est le relevé de la puissance réactive inductive(ou selfique) demandée par l’installation. Elle est essentiellement générée par les inductances de l’installation : bobinages des moteurs et ballasts des lampes fluorescentes. On distingue l’inductif HP, consommée en Heures Pleines et l’inductif HC, consommée en Heures Creuses.

Détails facture : Inductif.

Capacitif

C’est le relevé de la puissance réactive capacitive demandée par l’installation. Elle est essentiellement générée par les condensateurs. Généralement, ceux-ci sont placés afin de compenser le mauvais cos phi de l’installation. On parle de condensateurs de compensation.

Détails facture : Capacitif.

Redevance fixe

Contribution du consommateur à la mise à disposition de puissance électrique.

Contribution énergie renouvelable

Contribution du consommateur à la couverture, par les services publics, d’une partie de la fourniture d’électricité par des certificats “d’électricité verte”.

Distribution et transmission

Les tarifs applicables au transport et à la distribution de l’électricité sont approuvés par la CREG (Commission de Régulation de l’Électricité et du Gaz) et constituent le “timbre poste”

Contributions fédérales

Contribution à la surcharge sur l’électricité empruntant le réseau de transport (70 kV), au financement du démantèlement des réacteurs nucléaires expérimentaux BP1 et BP2, de la CREG (Commission de Régulation de l’Électricité et du Gaz), …

Contributions régionales

Contribution au financement de la CWaPE (Commission Wallonne pour l’Énergie) principalement.

Paramètres du mois de consommation

NE = paramètre d’indexation qui traduit l’évolution du coût salarial de référence du secteur Agoria et du coût de certains matériaux.

NC = paramètre d’indexation représentatif de l’évolution du coût moyen des combustibles (fossiles et nucléaires).

Ils sont publiés tous les mois au Moniteur belge, ainsi que dans les communiqués de la Fédération des Entreprises de Belgique (F.E.B.).

Détails facture : Paramètres.

Constante appliquée à la différence des relevés

La constante est le facteur de multiplication qui est appliqué à la différence entre les relevés des compteurs.

Son origine provient du fait que le compteur ne mesure pas le courant total utilisé, mais un pourcentage de celui-ci via un transformateur d’intensité (T.I.) La valeur mesurée doit donc être ultérieurement “amplifiée” via un coefficient, appelé constante.

D’une manière générale, la constante tient compte du rapport des transformateurs de courant et de tension et de la constante propre du compteur.

Remarques.

Il est utile de vérifier la valeur de la constante indiquée sur la facture … à la réalité. Un électricien pourra vérifier le “facteur d’amplification” donné par le transformateur d’intensité. Bien que rare, une erreur de lecture ou de transcription a pu se produire … avec un impact multiplicateur sur la facture !

Il arrive que le produit de la constante par la différence des relevés ne donne pas exactement le nombre indiqué. Cela provient du fait que le relevé est effectué du côté basse tension du transformateur. Le compteur ne mesure donc pas les pertes de celui-ci. Le distributeur a alors le choix entre majorer le montant de la facture, ou, comme c’est le cas généralement, majorer les valeurs de consommation utilisées pour calculer ce montant. Dans ce cas, les pertes sont estimées en fonction des caractéristiques du transformateur et de sa durée de fonctionnement mensuel :
- Les pertes “cuivre” du transformateur sont additionnées à la consommation active (en kWh).
- Les pertes “fer” du transformateur sont additionnées à la consommation réactive (en kVARh).
- Si nécessaire, ces consommations seront réparties pour 43 % en Heures Pleines et 57 % en Heures Creuses.

Prix maximum ou prix plafond

Si le diagramme de charge est très “pointu” (la cuisine collective qui “tire” à midi, par exemple), le coût de la pointe de puissance sera très important dans le coût final du kWh !

Le Gestionnaire du Réseau de Distribution et parfois le fournisseur a dès lors prévu une valeur “plafond” qui limite le prix moyen du kWh en Heures Pleines.

En pratique, il calcule le prix moyen du kWh HP :

(coût de la puissance max + coût des kWh HP) / (nbre de kWh HP)

Si cette valeur est supérieure au prix “plafond”, la différence est restituée sous le terme : “EN VOTRE FAVEUR”

Remarque : on notera que c’est l’ensemble du coût de la pointe qui est reporté sur les kWh en Heures Pleines.

Attention aux fournisseurs qui n’appliquent pas cette clause dans leur contrat !!! Les écoles avec réfectoire peuvent souvent bénéficier de cette mesure : peu de consommation en journée et une pointe élevée pour les frites de midi !

En cliquant ici, vous pouvez étudier si vous présentez une pointe de puissance trop élevée.

Majoration pour consommation réactive

Il s’agit d’une pénalité appliquée parce que votre consommation d’énergie réactive est trop importante. C’est un terme qui est lié à la consommation des moteurs électriques et des tubes fluorescents (seulement si avec anciens ballasts électromagnétiques). Ceci est confirmé par le cos phi (case inférieure gauche) < à 0,9 et par la tangente phi > 0,484. Ce supplément est pénalisé par le Gestionnaire du Réseau de Distribution à 15 €/MVARh.

Exemple. Supposons une consommation d’énergie active de 100 000 kWh par an. Si la consommation d’énergie réactive est inférieure à 48,4 %, soit 48 400 kVARh, on ne comptabilise aucune consommation réactive. Si la consommation en énergie réactive est supérieure à 48 %, par exemple 80 000 kVARh, la surconsommation, c’est-à-dire 31 600 kVARh, est comptabilisée à 31,6 x 15 = 474 €.

Le placement de condensateurs de compensation pour réduire la consommation d’énergie réactive est une opération très rentable grâce à la suppression de la pénalité : l’investissement est rentabilisé en 6 mois généralement, maximum 1 an.

Remarque : si un “prix moyen” est indiqué sur la facture, il intègre la pénalité pour consommation réactive.

Pertes du transformateur

La consommation d’électricité fournie en Haute Tension (HT) peut être mesurée de deux façons :

Soit aux bornes “haute tension” du transformateur (comptage HT au primaire). Dans ce cas, aucune majoration n’est appliquée aux consommations car les pertes de transformation se produisent en aval du système de comptage.

Soit aux bornes “basse tension” du transformateur (comptage BT au secondaire). Des majorations sont alors appliquées pour tenir compte des pertes fer et des pertes cuivre du transformateur.

Remarque : jusqu’au 01/09/99, des installations ont été raccordées directement à la cabine du distributeur (câble spécial basse tension avec pertes réduites, paiement d’une quote-part dans la cabine du distributeur). Dans ce cas, les majorations destinées à couvrir les pertes de transformation sont également d’application.

La prise en compte de ces pertes dans la facture peut se faire suivant deux méthodes.

Les pertes sont estimées sur base de la puissance mise à disposition.
Les “pertes fer” résultent des caractéristiques du transformateur, communiquées par le constructeur, et de la durée mensuelle de fonctionnement de l’appareil qui est soit mesurée par un compteur horaire, soit convenue. Lorsque les valeurs des pertes fer ne sont pas disponibles, les valeurs de la norme en fonction de laquelle le transformateur a été construit serviront de base à l’estimation des pertes fer.Les pertes cuivresont, à défaut d’indication de compteurs I2h, calculées de façon forfaitaire, sur la base d’un taux de 0,5 %.
L’impact de ces pertes est intégré dans le calcul du nombre de kWh et de kVARh consommés (c’est ce qui fait qu’en multipliant la différence d’index par la constante, on ne trouve pas exactement les montants indiqués !)
La facture mensuelle est majorée d’un pourcentage qui varie en fonction de l’utilisation mensuelle globale U (h/mois) de la puissance maximum

1 < U < 60 h/mois ==> (40,0 – 0,500 U) %
61 < U < 200 h/mois ==> (13,2 – 0,053 U) %
201 < U < 400 h/mois ==> (4,2 – 0,008 U) %
U > 400 h/mois ==> 1%

Cos phi – Tg phi

Ce sont des indicateurs de l’importance de la consommation d’énergie réactive.

Cos phi > 0.9 ? Tangente phi < 0,484 ? —- OK !

Cos phi < 0.9 ? Tangente phi > 0,484 ? —- Une majoration pour consommation réactive vous est appliquée.

Il est alors possible de réduire la consommation d’énergie réactive et de réaliser des économies tarifaires !

Coefficient d’utilisation

Ce coefficient d’utilisation est donné par le rapport entre les kWh consommés et les kW maximum appelés. Ce coefficient s’exprime donc en heures. Il est utile pour rapidement visualiser la “bonne utilisation” de la puissance mise à disposition : plus ce nombre est élevé et plus l’utilisateur présente un profil “lisse”, sans pointe momentanée. Pour plus de détails, on consultera “repérer une puissance quart-horaire anormale“.

Posted By : Energie-Plus 25 Mar, 2015

Organiser la ventilation

Une ventilation hygiénique de base est nécessaire pour assurer la bonne qualité de l’air des bâtiments et garantir la santé des occupants. Pour évacuer efficacement les polluants (CO₂, fumée de tabac, humidité, …) présents dans l’air intérieur, il faut assurer un renouvellement de l’air du local suffisant. Ce renouvellement de l’air recommandé ne pourra se faire que :

en mettant en place ou en favorisant un moteur de déplacement d’air pour mettre l’air en mouvement;
en évitant tout obstacle à son déplacement et en créant un chemin libre pour sa circulation;
en régulant la quantité d’air qui se déplace dans le bâtiment.

Concevoir

Pour concevoir la ventilation.

Créer un déplacement de l’air

L’air intérieur peut se renouveler naturellement (infiltration, ventilation naturelle,…) ou mécaniquement (via un ventilateur). Dans les deux cas, la ventilation des locaux n’est possible que grâce à un moteur (naturel ou mécanique) de déplacement d’air :

Favoriser un moteur naturel

Les masses d’air se déplace naturellement dû à des différences de pressions ou de températures : l’air se déplace de la haute pression vers la basse pression, l’air chaud, plus léger, s’élève et l’air froid, plus lourd, descend. Ces déplacements naturels de masse d’air peuvent être utiliser au sein d’un bâtiment pour organiser le renouvellement de son air.

Soit un tirage par cheminée verticale. L’air extérieur entre par des ouvertures en façade, se réchauffe au contact de l’air intérieur, monte naturellement et est évacuer grâce à une cheminée ou un conduit vertical. À noter que ceci peut créer des contraintes de conception suite aux critères de protection incendie qui exigent eux de compartimenter les étages, ce qui implique soit que les transferts d’air entre étages soit obturables automatiquement (portes coupe-feu à fermeture automatique, si on utilise la cage d’escalier comme conduit d’extraction intensive, clapets coupe-feu), soit que chaque étage dispose de sa propre évacuation vers la toiture.. En rénovation également, cette solution demande des aménagements importants de la structure du bâtiment (perçage de chaque plancher, …).

En façade Sud, l’effet de tirage thermique des cheminées est renforcé
par des blocs de verre chauffés au soleil.

Soit un tirage par ventilation transversale, d’une façade à l’autre. Suite à la différence de pression (due au vent ou à l’ensoleillement) entre deux façades du bâtiment, l’air extérieur entre dans le bâtiment par une en surpression, se réchauffe au contact de l’air intérieur et est aspirer à l’extérieur sur une façade en dépression. Toutefois, l’ouverture des portes intérieures peut créer des problèmes acoustiques et des courants d’air inconfortables. Des ouvertures par grilles ou impostes au-dessus des portes sont aussi possibles.

L’air se déplace principalement grâce aux pressions
et dépressions exercées sur les façades par le vent.

Ici, à côté de chaque fenêtre du couloir, un panneau de bois peut être ouvert pour créer une circulation d’air transversale (vues intérieures et extérieures du bâtiment).

Soit un une combinaison des deux : dans chaque local, des fenêtres (une en partie haute et une en partie basse) munies de grilles peuvent s’ouvrir, en fonction de l’écart entre la température intérieure et extérieure. Un refroidissement naturel de chaque local est possible, sans extraction par une cheminée commune. Mais les débits de refroidissement restent limités.

L’air chaud migrant vers l’extérieur en partie haute des ouvertures
et l’air frais pénétrant en partie basse (débits d’air limités par cette méthode).

Ouverture des fenêtres en partie inférieure et supérieure, pour favoriser une circulation d’air dans le local (les colorations jaunes et oranges ne sont dues qu’au reflet des stores du bâtiment en face…).

Concevoir	Pour choisir les amenées d’air naturelles.
Concevoir	Pour choisir l’emplacement des rejets d’air extérieurs.

Mettre en place un moteur mécanique

Le renouvellement de l’air intérieur peut aussi être « forcé ». Quand les moteurs naturels sont trop faible pour assurer les débits voulus, il devient nécessaire de placer un ou des ventilateur(s) : on parle alors de déplacement motorisé de l’air. Mettre l’air en déplacement via un ventilateur permet de gérer le temps, la durée et l’intensité de la ventilation et des débits d’air voulus.

Ventilateur centrifuge

Concevoir

Pour choisir un ventilateur.

Favoriser le déplacement de l’air

Une fois que l’air est mis en mouvement, il faut lui permettre de circuler au sein du bâtiment afin de balayer les différents locaux et d’assurer dans chacun d’entre eux le juste renouvellement de l’air. À noter que les principes de transferts d’air d’un local à un autre vont se différencier suivant le type de programme (bureaux, hôpitaux, salles de sports, …).

De manière générale, il convient de transférer l’air des locaux secs vers les locaux humides ou encore des locaux les moins pollués au locaux les plus pollués. Pour ce faire des ouvertures de transferts (portes ouvertes, fentes sous les portes, grilles murales ou dans les portes, impostes, conduits …) doivent être prévues et disponible d’un local à un autre.

Transfert d’air au travers d’une porte ou par détalonnage.

Concevoir

Pour choisir les ouvertures de transferts.

Réguler ce déplacement d’air

Finalement, si l’air est mis en mouvement et son déplacement s’effectue correctement, il devient très utile de pouvoir agir sur les débits afin d’assurer les renouvellements d’air recommandés par les normes.

En pratique, il est plus qu’utile d’adapter le fonctionnement de la ventilation en fonction de la période d’occupation et de paramètres intérieurs : nombre de personnes présentes, température, CO₂ ou encore humidité.

Il existe différentes stratégies de régulation. Les possibilités vont varier entre la ventilation naturelle :

L’auto-régulation : grilles d’alimentation auto-réglable
La régulation manuelle : ouverture de fenêtre et réglage des bouches
La régulation automatique : ouverture motorisée en fonction d’un capteur ou d’une horloge

et la ventilation mécanique :

En pratique, la gestion de la ventilation agit sur la modulation des débits en modifiant la vitesse du ou des ventilateurs et/ou en modifiant l’ouverture de clapets au sein des conduits ou directement au droit d’une grille de pulsion ou d’extraction ou encore des amenées ou évacuations d’air naturelle.

Gérer	Pour réguler les débits d’air dans le systèmes.
Concevoir	Pour choisir le mode de gestion des débits.
Gérer	Pour réguler les débits d’air dans le systèmes.

Posted By : Energie-Plus 25 Mar, 2015

Ventilation hybride

Une alternance entre soit la ventilation naturelle, soit la ventilation mécanique :

Principe

On parle de ventilation hybride, ou de ventilation naturelle hybride, lorsque au sein d’un même bâtiment un système de ventilation naturelle et un système de ventilation mécanique sont disponibles et combinés. Il s’agit donc de favoriser et d’optimiser l’utilisation des forces motrices naturelles par une assistance mécanique à basse pression (ΔP ≤ 50 Pa).

Généralement un système de gestion intelligente sur base d’une horloge, d’une sonde (température extérieure, CO₂, humidité, …) ou de capteurs permet le passage d’un mode à l’autre au moment voulu afin de procurer le renouvellement d’air nécessaire à une bonne qualité de l’air intérieur.

Plus précisément on distingue trois types de ventilation hybride :

La ventilation naturelle assistée : des ventilateurs basse pression se mettent en marche lorsque les forces motrices naturelles (vent et tirage thermique) ne sont plus suffisantes pour permettre la circulation de l’air et les débits requis.
La ventilation mécanique assistée : qui correspond en réalité à un système de ventilation mécanique comportant des ventilateurs basse pression.
Une alternance entre la ventilation naturelle et mécanique : ce qui suppose que les deux systèmes sont totalement dissociés et que lorsque l’un fonctionne l’autre est à l’arrêt et inversement (voir illustration ci-dessus).

Avantages

La ventilation hybride permet d’utiliser au maximum les forces motrices de la nature pour la circulation de l’air et donc de réduire au minimum les consommations électriques des ventilateurs et auxiliaires associés.

Elle couple à la fois les avantages de la ventilation naturelle et mécanique :

Les éléments de ventilation naturelle demandent généralement très peu d’entretien et ne comprennent pas de ventilateurs bruyants.
La ventilation hybride est simple, et peu coûteuse à l’exploitation.
Elle demande peu de place utile dans les locaux techniques.
Les débits d’air extraits sont en partie contrôlés.

Inconvénients

La ventilation hybride semble un bon compromis entre la ventilation naturelle très économe en énergie et la ventilation mécanique qui permet de s’assurer les débits d’air recommandés. Toutefois, la ventilation hybride reste liée aux phénomènes naturels de mouvement de l’air, la qualité de l’air risque de ne pas être garantie dans tous les locaux. Le renouvellement d’air peut être fortement perturbé par le vent, par l’ouverture de fenêtres, … Il est donc nécessaire de trouver le juste milieu entre débits recommandés et économies d’énergie d’où l’importance de sa régulation !

En outre, comme pour la ventilation simple flux (extraction mécanique) :

L’air neuf n’est pas filtré et les grilles d’amenée d’air peuvent laisser filtrer les bruits extérieurs, ce qui peut être délicat en site urbain ou fortement pollué.
Les grilles d’ouvertures peuvent engendrer un inconfort, par exemple en plein hiver, sauf si la grille d’ouverture est placée à une hauteur supérieure à 1,80 m par rapport au sol ou derrière un corps de chauffe.

Les ouvertures entre locaux, favorisent le passage de bruits pouvant être très gênants. Un traitement acoustique des grilles doit alors être prévu. Mais en pratique, la présence d’absorbeur acoustique dans une ouverture augmente son épaisseur et sous-entend généralement que la grille doit être placée dans l’épaisseur du mur (et non dans le vitrage ou dans la porte).

Enfin, les ouvertures dans les façades ne sont pas toujours du goût des architectes !

Régulation

Par définition, la ventilation hybride suppose au minimum d’une régulation intelligente pour le passage d’un mode à un autre.

Mais, il est également plus qu’utile d’adapter le fonctionnement du ventilateur basse pression en période de ventilation mécanique pour s’approcher au plus proche des débits recommandés et donc de réduire la consommation d’électricité.

Finalement en mode naturelle, il existe plusieurs possibilités de réguler la ventilation hybride : bouches réglables, grilles hygroréglables, grilles commandées électriquement par exemple en fonction d’un horaire.

Posted By : Energie-Plus 25 Mar, 2015

Techniques de régulation

Pourquoi réguler les débits de ventilation ?

Il est plus qu’utile d’adapter le fonctionnement de la ventilation en fonction de la période d’occupation et de paramètres intérieurs : nombre de personnes présentes, température, CO₂ ou encore humidité. La régulation de la ventilation hygiénique a un réelle intérêt puisqu’elle permet de s’approcher au mieux des débits recommandés et necessaires en fonction de l’activité du local ou du bâtiment.

Elle permet :

de favoriser le confort des occupants grâce à une bonne qualité de l’air;
de s’assurer la salubrité du local et plus largement du bâtiment;
et de réaliser des économies d’énergie substantielles en limitant les débits et donc les consommations électriques.

Il existe différentes stratégies de régulation. Les possibilités vont varier entre la ventilation naturelle :

L’auto-régulation : grilles d’alimentation auto-réglable
La régulation manuelle : ouverture de fenêtre et réglage des bouches
La régulation automatique : ouverture motorisée en fonction d’un capteur ou d’une horloge

et la ventilation mécanique :

Aucune régulation

Si aucune régulation n’est mise en place cela signifie que le système de ventilation hygiénique fonction constamment aux débits de conception maximum soit pour couvrir le débit minimum exigé par les normes. Cependant durant certaines période le local ou le bâtiment est en partie voir totalement inutilisé, c’est le cas de la nuit ou du weekend, les débits pourraient être adaptés ce qui permettrait des économies d’énergie importantes !

Cette stratégie de régulation n’est pas recommandées et doit être proscrite !

La régulation manuelle

Une gestion manuelle des débits de ventilation peut se faire de deux manières : soit en agissant directement sur le ventilateur et en variant sa vitesse soit en modifiant l’ouverture des amenées et évacuations d’air naturelles.

Pour les ouvertures naturelles

Les débits d’air sont régulés par la modification de l’ouverture des grilles soit par la modification de la section de passage d’air.

Les grilles d’amenées et d’évacuation d’air peuvent être réglées manuellement depuis une position complètement fermée jusqu’à une position complètement ouverte. Les positions intermédiaires doivent au minimum est au nombre de 3 mais peuvent aller jusqu’à un réglage en continu.

Pour les systèmes mécaniques

Dans ce cas-ci, un commutateur permet d’agir directement sur la vitesse du ventilateur, soit de moduler le débit à la base du système au sein du groupe de ventilation.
Trois positions minimales sont présentes:

fermé : position éteinte ou avec un débit minimale pour assurer une ventilation de base même en période d’inoccupation
vitesse moyenne : position intermédiaire pour une activité limitée.
vitesse maximale : position correspondante aux normes pour les périodes de grandes activités ou de forte pollution.

Les débits correspondant devront être correctement définis et le système correctement dimensionné pour garantir un fonctionnement correct.

La régulation manuelle est tributaire du comportement des occupants. Ce type de stratégie de régulation est interdit par les normes et législations dans les immeubles non-résidentiels !

La régulation par horloge

Cette stratégie de régulation permet d’automatiser le changement des positions du systèmes de ventilation et donc les débits en fonction d’un horaire, par exemple heure par heure. une horloge est placée sur le circuit électrique de la ventilation et est programmée afin d’adapter les débits de ventilation selon les temps d’activité supposés. Elle permet donc de faire la différence entre la nuit et de la journée, la semaine et du weekend et les différentes intensités d’activité en période d’utilisation du local.

Fonctionnement continu à grande vitesse.

Fonctionnement intermittent avec horloge.

Son principal désavantage est de fonctionner suivant un horaire d’activité supposé qui peut parfois être très éloigné de l’utilisation réelle du bâtiment.

Certains systèmes de régulation permettent de passer en manuelle pour pouvoir faire face à des cas de pollutions ou d’activité exceptionnel ou non prévu dans le schéma de base d’activité du bâtiment. Après un certain temps défini, le système se replace en régulation automatique.

La régulation par l’occupation

Une régulation par l’occupation permet d’activer le système de ventilation en tout ou rien suivant l’occupation ou non du local, mais sans différencier le nombre de personnes présentes !

Un détecteur de mouvement, de présence/absence ou un détecteur infrarouge peut être utilisé. L’enclenchement de la ventilation peut également être assujettit par l’interrupteur des luminaires.

La régulation par sonde ou capteur

La ventilation hygiénique doit permettre une bonne qualité de l’air des espaces intérieurs en évacuant les polluants présents dans l’air et en alimentant le local en air frais. C’est pourquoi il est utile de réguler les débits en fonction d’un ou plusieurs polluants. Le choix de la sonde ou du capteur se fait donc en fonction de l’utilisation du local :

Les détecteurs infrarouges permettent de réguler les débits en fonction de l’occupation du local.
Les sondes CO₂ permettent de rendre compte de l’activité humaine.
Les sondes COV rendent compte de la pollution de l’air.
Les capteurs d’humidité sont particulièrement adapter dans les espaces humides où une trop grande quantité d’humidité doit être évacuée.
La sonde de température peut également être utilisée et régule les débits en fonction de la température intérieur du local ou de la température de l’air extrait, cela peut être le cas dans les cuisines collectives par exemple.
De nombreux capteurs sont possibles et permettent de réguler les débits de ventilation.
Une combinaison de plusieurs types de sondes ou un multi-capteur (CO₂, température et humidité, principalement) au sein d’un bâtiment ou d’un même local permet de caractériser au mieux l’activité et la pollution et donc d’assurer un renouvellement suffisant de l’air pour garantir le confort.

Ce type de régulation permet d’adapter directement les débits en fonction de l’activité du local, on parle de ventilation à la demande. Cette stratégie de gestion permet de faire coïncider au mieux les débits réels aux débits prescrits et donc de ventiler efficacement énergétiquement.

Réduction des débits de ventilation à l’aide d’une régulation à la demande.

Posted By : Energie-Plus 25 Mar, 2015

Détecteur de mouvement et de présence/absence [Ventilation]

Utilisation

Les détecteurs de présence, associés ou pas à des boutons poussoirs, permettent d’aider les gestionnaires de bâtiments dans leur « quête » à l’économie d’énergie. Ces dernières années, leur domaine d’applications s’est considérablement étendu. En effet, outre la commande de la ventilation, ils sont actuellement utilisés pour la commande d’automatismes tels que :

la gestion de l’éclairage intérieur et extérieur ;
la régulation des installations de chauffage et de climatisation ;
le déclenchement de l’alarme, puisque ce même principe est utilisé pour la détection d’intrusion ;
jusqu’au déclenchement de la chasse des toilettes, … pour utiliser l’eau de ville à bon escient, bien sûr,… et non pour enregistrer la fréquence et la durée des utilisateurs !

À noter, toutefois, qu’un détecteur a sa consommation propre. S’il est de bonne qualité, cette consommation est réduite (< 1W).

Ce type de détecteur est peu pratique pour la gestion de la ventilation hygiénique puisqu’elle ne permet de régler que en tout ou rien ou suivant 2 positions prédéfinies, par exemple ventilation de base et ventilation maximale en occupation du local. Ils ne permettent pas d’adapter la régulation aux nombres de personnes présentes dans la pièce !

Principe de fonctionnement

Dans le jargon des professionnels, un détecteur de mouvements se différencie d’un détecteur de présence par sa grande sensibilité.

Différentes technologies existent sur le marché. La technologie à infrarouge (IR) est la plus répandue. Cependant, quelques applications de gestion, comme dans les sanitaires par exemple, font appel aux technologies ultrasoniques (US), combinées IR et US ou encore sonore.

En général, l’électronique des détecteurs permet de développer des logiques de gestion en détection de présence ou d’absence. En d’autres termes :

Pour une gestion de présence, le détecteur peut travailler seul. Dès qu’une personne entre dans la zone de détection, la ventilation est allumé sur une position/vitesse définie. Ce principe est applicable dans les locaux où les détections sont fréquentes, mais de courte durée.

Pour une gestion d’absence, le détecteur doit être combiné avec un système de commande volontaire (type bouton-poussoir). Une personne entrant dans un local peut choisir d’allumer ou pas la ventilation en fonction de son ressenti de la qualité de l’air : ce qui n’est pas du tout pratique ! Si elle choisit d’allumer, le détecteur ne coupera ou diminuera la ventilation qu’après un délai réglable d’absence de la personne. Ce principe permet, en général, de responsabiliser les occupant.

Ces détecteurs permettent en réalité d’imaginer toute sorte de fonctionnement.

Technologies des détecteurs

Détecteur à infrarouge (IR)

Ils détectent le mouvement du corps humain par la mesure du rayonnement infrarouge (= chaleur) émis par le corps humain.

Ils sont dits « passifs » car ils n’émettent aucune radiation, contrairement aux détecteurs à infrarouge actif de type « barrière ». Ils mesurent le rayonnement infrarouge émis par les surfaces chaudes.

Ils fournissent une indication de changement d’occupation d’un lieu : absence ou présence. Ils ne permettent pas de connaître le taux d’occupation d’un local ou le nombre d’occupants.

Plus précisément, les détecteurs de mouvement à infrarouge comportent un certain nombre de facettes sensibles. Leur rayon d’action est ainsi découpé en une série de segments. C’est le passage d’un corps (et donc de chaleur) du rayon de vision d’une facette vers celui d’une autre facette qui permet de détecter le mouvement.

La sensibilité d’un détecteur dépend donc du nombre de segments sensibles. Par exemple, un détecteur dont le rayon de détection est découpé en peu de segments risque de ne pas détecter une personne se dirigeant vers lui.

Pour certains modèles perfectionnés, cette sensibilité est réglable. Le réglage sera différent selon le type de local : dans un bureau où les mouvements sont parfois minimes (travail sur ordinateur, par exemple) on le réglera sur une forte sensibilité, tandis que dans un local sujet à des courants d’air, on le réglera sur une sensibilité plus faible.

La limite d’utilisation des détecteurs IR réside dans son incapacité à effectuer une détection au travers d’une paroi par exemple. C’est le cas dans les sanitaires ou les bureaux paysagers aménagés avec des cloisons antibruit ou des armoires hautes.

Détecteurs ultrasoniques (US)

Les détecteurs US sont de type émetteur/récepteur et fonctionne sur le principe de l’effet Doppler. Toute onde ultrasonique (32 kHz à 45 kHz) émise par le détecteur qui rencontre un objet sur son parcours, « rebondit » en direction inverse avec une fréquence différente. Le détecteur est capable de mesurer l’écart de fréquence et de générer ainsi un signal de présence. Les détecteurs US ont une portée limitée mais peuvent détecter des mouvements mineurs et ce même autour de certains obstacles.

Détecteurs à double technologie

Les détecteurs de présence à infrarouges risquent de ne pas détecter les mouvements légers. Par contre des détecteurs à ultrasons peuvent être trop sensibles et risquent de déclencher l’allumage de l’éclairage lors du passage « d’une mouche ». Pour éviter cet inconvénient tout en gardant une sensibilité importante, certains détecteurs, appelés « détecteurs à double technologie » combinent ultrasons et infrarouge.
Cette combinaison permet d’augmenter la fiabilité des détecteurs et élimine les détections indésirables.

Détecteurs sonores

Comme son nom l’indique les détecteurs sonores réagissent au bruit. Cette technologie pourra être utilisée dans les sanitaires par exemple. Pratiquement, on n’utilisera qu’un seul détecteur de ce type dans les communs des sanitaires sans être obligé d’en placer un dans chaque WC. Le moindre bruit émis au travers des parois des WC permettrait de pouvoir prolonger la lecture de son journal en toute quiétude (« pour les amateurs de sieste au WC, dorénavant s’abstenir ! »).

Détecteurs « intelligents »

Ce type de détecteur à double technologie enregistre pendant plusieurs mois le mode d’occupation du local et adapte automatiquement sa sensibilité.

Caractéristiques générales des détecteurs infrarouges (IR)

Un détecteur placé sur une paroi verticale est caractérisé par :

un angle de détection horizontal,
une portée latérale,
une portée frontale.

Un détecteur placé au plafond est caractérisé par :

un rayon d’action de 360°,
un diamètre de détection maximal (ou couverture maximale (en m²)) pour une hauteur maximale.

Lorsqu’on diminue la hauteur d’installation, la zone de couverture diminue, mais la sensibilité augmente.
Par contre, au-delà de la hauteur maximale, la sensibilité n’est plus suffisante.

Attention : le détecteur ne traverse aucune cloison, pas même en verre !

Si plusieurs détecteurs sont placés dans un même lieu, il est intéressant de prendre un modèle de détecteur avec un mécanisme « maître » (ou « master ») et un ou plusieurs avec mécanisme « esclave » (ou « slave »). Un détecteur avec mécanisme « maître » est plus cher, mais les mécanismes « esclave » sont beaucoup moins chers, ce qui rend l’ensemble intéressant économiquement.

Y a-t-il des différences entre détecteurs pour la gestion de l’éclairage et détecteurs pour la gestion de la ventilation ?

Les sondes utilisées dans un but de gestion de l’éclairage ne possèdent pas de temporisation à l’enclenchement/déclenchement. Le détecteur possède une temporisation après le dernier mouvement. Pour certains modèles, cette temporisation est réglable (de 5 secondes à 5 minutes par exemple). La temporisation peut aller jusqu’à 30′ pour les modèles perfectionnés.

De plus, elles intègrent souvent un détecteur de luminosité : en général, le détecteur comporte un interrupteur crépusculaire dont le seuil de luminosité peut être réglé (de 5 à 1 000 lux par exemple).

En éclairage, il existe deux types de mécanismes :

Un mécanisme avec triac qui ne permet de commander que des lampes à incandescence ou halogène 230 V.
Un mécanisme avec relais qui permet de commander également des lampes fluorescentes.

Si les sondes destinées à la régulation de la ventilation sont d’un principe identique, elles intègrent par contre des temporisations à l’enclenchement et au déclenchement nécessaires pour éviter des sollicitations trop fréquentes du système de ventilation.

Ces temporisations sont généralement réglables de quelques minutes à une dizaine de minutes.

À noter qu’il existe des bouches de soufflage qui intègrent une sonde de présence directement :

Emplacement

L’espace couvert par un détecteur détermine l’emplacement des détecteurs.

Les détecteurs doivent être placés de manière à couvrir tout l’espace à détecter.

Le choix de l’emplacement du détecteur a une grande importance sur son bon fonctionnement. Il ne faut pas que le détecteur soit influencé par un mouvement en-dehors de la zone commandée (ouverture de porte, …).

Posted By : Energie-Plus 25 Mar, 2015

Sonde d’humidité

Domaine d’application

Il s’agit d’une sonde permettant de mesurer l’humidité relative ou absolue et, donc, de réguler la ventilation en fonction de l’humidité de l’air.

Elle est particulièrement adaptée dans les locaux humides (sanitaires, cuisines, …) là où l’air est extrait.

Fonctionnement

Les sondes d’humidité utilisées en ventilation et climatisation sont des hygromètres permettant la mesure continue de l’humidité de l’air de la pièce, au contraire des psychomètres qui sont utilisés pour une mesure instantanée.

Il existe plusieurs technologies d’hygromètres électroniques :

à cellule hygroscopique pour la mesure de l’humidité absolue

Le plus connu est l’hygromètre à cellule hygroscopique au chlorure de lithium. Le chlorure de lithium est une solution saline (LiCl). Ses propriétés hygroscopiques lui font absorber constamment de la vapeur d’eau contenue dans l’air.

L’appareil comprend deux électrodes entourant une couche de fibre de verre imbibée de LiCl Le tout est monté sur un capteur de température.

Lorsque les électrodes sont sous tension, le courant circulant au travers du tissu imbibé de LiCl produit de la chaleur qui évapore une partie de l’eau. Par évaporation, la résistance électrique du tissu augmente (la conductivité du tissu diminue), la puissance calorifique diminue, donc aussi la température sur la sonde intérieure. Une température d’équilibre s’établit finalement sur la sonde.

Cette température est utilisée pour mesurer la pression partielle de vapeur d’eau de l’air et de là le niveau d’humidité absolue de l’air.

Cette technique réclame un entretien important, la solution de chlorure de lithium devant être régénérée régulièrement.

à variation de capacité pour la mesure de l’humidité relative

Les hygromètres électroniques à cellule capacitive sont basés sur la modification de la valeur d’un condensateur en fonction de l’humidité. Plus précisément, c’est le diélectrique du condensateur qui est sensible à l’humidité relative de l’air ambiant.

La variation de la capacité (et donc de son impédance) entraîne une variation d’un signal de tension.

L’appareil est fiable et ne demande un étalonnage que tous les 2 ans. La précision est de 3 %. Le temps de réponse est court (de l’ordre de la dizaine de secondes). Et la plage de mesure est large. Que demander de plus ?!

Si, ils ont un petit défaut : être sensible aux polluants chimiques ! On sera dès lors attentif à ne pas les nettoyer avec des solvants organiques (chlore,…).

Leur durée de vie est estimée à une dizaine d’années.

Plage de mesure et fiabilité

Les hygrostats utilisés en climatisation sont des régulateurs tout ou rien, utilisant des hygromètres électroniques à cellule hygroscopique (mesure de ) ou à cellule capacitive (mesure de l’humidité relative). Le différentiel enclenchement – déclenchement est de l’ordre de 3 à 5 % d’humidité relative.

De la précision de la mesure d’humidité dépend la qualité de la régulation et le montant de la facture énergétique, puisque l’influence du taux d’humidité sur la consommation de l’installation est non négligeable ! À ce titre, on privilégiera les sondes à mesure continue par rapport aux sondes à dépassement de seuil (basées sur l’allongement d’un fil synthétique), dont l’hystérésis peut être important (près de 15 %).

Emplacement

Il est préférable de choisir une sonde à placer en conduit aéraulique et de l’installer dans le conduit de reprise d’air. Ainsi, la mesure est plus représentative de l’humidité de l’air moyenne du local et la sonde est moins soumise aux perturbations locales et à l’empoussièrement.

Quelques recommandations pour une mesure de qualité en conduit :

Une distance minimale entre l’humidificateur et la sonde, d’une part pour s’assurer que toutes les gouttelettes sont bien évaporées (les gouttelettes ne sont pas prises en considération dans la mesure !), mais d’autre part parce que ces gouttelettes mènent à la destruction de la sonde, tout particulièrement celles au chlorure de lithium. On se renseignera auprès du constructeur.
Une distance minimale entre les batteries chaudes ou froides et la sonde : même si, faute de place, il n’est pas toujours facile de respecter la distance théorique, il y a lieu d’éloigner les sondes des batteries pour éviter l’effet de stratification (l’air humide a tendance à s’élever). Distance théorique minimale = 5 à 10 D, où D est . De plus, on placera les sondes à mi-hauteur du conduit aéraulique, et au centre de l’écoulement.
Une protection de l’élément sensible, soit par une grille si air propre, soit par un filtre en métal fritté si air avec poussières.
Une ouverture dans la gaine, à proximité de la sonde, pour pouvoir faire périodiquement une mesure de contrôle avec un appareil indépendant de l’indication de la sonde de régulation.
Une mesure dans la gaine de reprise située, si possible, en aval du ventilateur d’extraction si un risque de stratification de l’humidité est présent.
Un câble de raccordement électrique de la sonde suffisamment long pour permettre un entretien aisé.

Dans le cas où la sonde est placée dans le local, on sera attentif à

les éloigner des portes et fenêtres (pour éviter l’influence de l’air extérieur),
éviter les coins (mauvaise circulation de l’air).

Pour effectuer une mesure correcte, il faut que l’air soit en contact réel avec le capteur : il faut donc garantir un libre écoulement vers l’organe de mesure. Toutes les précautions de placement applicables aux sondes de température sont valables ici (température et humidité sont parfois dans le même boîtier). Elles ne devront pas être situées à proximité des climatiseurs, par exemple.

Output

Les sondes délivrent généralement un signal analogique standard : 0-10 V ou 4 – 20 mA. Elles sont alimentées par une tension continue de l’ordre de 24 V.

Maintenance

Principales mesures d’entretien

Dépoussiérage de l’élément sensible au pinceau doux, si l’air est chargé en poussières.
Remplacement des filtres en métal fritté.
Pas de nettoyage des sondes à capacité par un solvant organique, du type chloré par exemple.
Régénération des sondes à chlorure de lithium, par l’utilisateur.
Étalonnage des éléments sensibles tous les ans (ou tous les deux ans si la sensibilité à la variation de la consigne est faible). Un tel étalonnage peut être fait facilement grâce à l’existence de cartouches contenant des solutions salines. L’humidité relative au-dessus de la solution est pratiquement indépendante de la température.

Exemple.

Solution de chlorure de sodium (76 % HR), ou de carbonate de potassium (44 % HR).

Il est donc facile de recalibrer l’appareil (consulter le fournisseur pour connaître les solutions salines adéquates, certaines étant agressives pour les éléments sensibles)

Une autre possibilité d’étalonnage consiste à comparer la mesure à celle d’un autre appareil plus précis (de la l’intérêt de prévoir une petite ouverture dans la gaine, à proximité de la sonde).

Posted By : Energie-Plus 25 Mar, 2015

Combiner la ventilation aux besoins hygrothermiques

Lorsqu’un système de ventilation avec pulsion et extraction mécanique est choisit, il est possible de compléter la centrale de traitement d’air d’élément de pré-traitement thermique. Dans certains cas, il peut être pertinent de l’utiliser pour assurer tout ou partie des besoins thermiques des locaux.

Différentes questions se posent donc :

Faut-il préchauffer l’air neuf en hiver ?

Il est évident que l’amenée d’air à basse température dans un local peut provoquer, dans certains cas, des situations inconfortables. Quelque soit la température de l’air, des recommandations existent pour limiter ce risque, telles que placer les grilles à plus de 1,8 m de haut et au-dessus des émetteurs de chaleur.

Dans les cas où le débit d’air neuf demandé est relativement bas, ces recommandations peuvent suffire à éviter les inconforts assez bas, même dans le cas d’une ventilation avec amenée d’air naturelle. Au contraire, dans les locaux à forte densité d’occupation (salle de réunion, de séminaire, …), l’importance des débits d’air neuf demandés risque de provoquer un certain inconfort thermique lorsque la température extérieure est basse.

Ainsi, dans tous les cas, pour éviter la sensation de courant d’air froid, l’idéal est de pouvoir amener l’air neuf à une température minimum (12 .. 16°C, température à régler en fonction des apports de chaleur gratuits) avant son arrivée dans le local. Dans le cas d’une pulsion mécanique, le préchauffage de l’air neuf a également pour but d’éviter de faire circuler de l’air trop froid dans les conduits, ce qui peut provoquer des condensations.

Différentes solutions existent pour réaliser le préchauffage de l’air. La solution évidente pour réaliser cet échauffement est le recours à un récupérateur de chaleur. Attention toutefois à choisir un mode de gestion du dégivrage du récupérateur qui permette de maintenir une température de pulsion suffisamment élevée à tout moment. Un puits canadien peut également être envisagé pour préchauffer l’air neuf, mais la température atteinte ne sera pas aussi élevée qu’avec un récupérateur de chaleur. En dernier recours, le chauffage de l’air neuf pourra se faire avec une batterie de chauffage.

Concevoir

Pour choisir le mode de préchauffage

Faut-il « neutraliser » l’air neuf ?

Lorsque le système de pulsion d’air neuf n’est pas intégré à la climatisation au travers d’une solution « tout air« , il est parfois conseillé de prétraiter l’air neuf. À défaut, il risque de créer de l’inconfort (courants d’air) menant parfois à l’obturation des bouches d’amenée d’air par les occupants.

Le développement des récupérateurs de chaleur limite ce risque, mais certaines pratique ont la vie dure. Qu’en est-il donc de cette pratique de « neutralisation de l’air neuf », qui consiste à s’assurer que l’air soit amené au local dans des conditions similaires à celles visées dans le local lui-même. Autrement dit, si vous souhaitez chauffer à 21°C, l’air sera amené à 21°C, à charge pour le radiateur de compenser les pertes par les parois.

Tout l’enjeu consiste à combiner le contrôle de la température des locaux et le contrôle de la température de l’air neuf hygiénique de manière à :

ne pas créer de courants d’air (on considère souvent qu’une température de 16°C minimum est nécessaire);

ne pas « casser l’énergie », c’est-à-dire ne pas chauffer l’air neuf et refroidir simultanément le local avec le ventilo-convecteur, ou inversement.

A priori, on pourrait penser que la température de pulsion de l’air neuf doit être « neutre » dans le bilan thermique du local et ne pas interférer avec la régulation des ventilos. On rencontre ainsi souvent une pulsion proche des 21°C toute l’année.

Effectivement, au niveau du bilan thermique du local le bilan est neutre, puisqu’il n’apporte ni chaud, ni froid.

En réalité, ce choix implique souvent qu’en mi-saison de l’énergie soit « cassée ». en effet, dans les immeubles de bureaux isolés, à partir d’une température extérieure de 12 à 14°C, il y a beaucoup de chances que le bâtiment soit en régime « refroidissement ». on va dès lors chauffer l’air neuf de 14 à 21°C, et simultanément évacuer l’énergie excédentaire du local avec le ventilo-convecteur. Cela représente une consommation énergétique importante comme le montre l’étude d’un bâtiment type. Il aurait mieux valu pulser directement cet air à 14°C dans le local.

Mais 14°C est une température de pulsion qui risque d’être trop faible et de créer de l’inconfort pour les occupants ?

Essayons dès lors de définir la régulation la plus adéquate :

On peut imaginer qu’en plein hiver, on pulse de l’air à 21°C et qu’à partir d’une température extérieure de 14°C, par exemple, la consigne de température de pulsion de l’air soit abaissée à 16°C.

Remarquons que dans la pratique, le basculement comprend un hystérésis de manière à stabiliser le fonctionnement des équipements au changement de saison. Par exemple, l’installation passe du chaud au froid à 14°, et du froid au chaud à 12°.

Toute la difficulté consiste pour le gestionnaire du bâtiment à définir le plus précisément possible la température extérieure de basculement entre le régime « été » et le régime « hiver ». En effet si celle-ci est trop élevée (par exemple, 18°C), une période de « casse d’énergie » subsiste puisque l’on chauffe l’air de ventilation pour le refroidir ensuite avec les ventilo-convecteurs.

Le problème est compliqué par le fait que tous les locaux ne sont pas soumis aux mêmes conditions d’équilibre.

Pour réduire ce risque, on peut dès lors imaginer de maintenir une température de pulsion minimum durant toute l’année. Choisissons une température de pulsion minimale de 16°C dans les locaux : si la température extérieure est inférieure à cette valeur, on préchauffe l’air et on le prérefroidit dans le cas contraire.

C’est une stratégie de régulation que l’on peut d’office utiliser dans les locaux que l’on refroidit toute l’année comme les zones intérieures d’un bâtiment (zones nullement influencées par les conditions atmosphériques).

Mais cette solution risque de créer de l’inconfort si les bouches de distribution ne sont pas prévues à haute induction.

Remarque : jusqu’à présent, on a toujours parlé en terme de température d’air neuf dans le local. Étant donné que l’air s’échauffe d’environ 1°C lors de son passage dans les conduits, on peut dire que fixer une consigne de température de 16°C sur l’air neuf équivaut à maintenir une température de 15°C à la sortie du groupe de traitement d’air.

Reste une difficulté : dans le local inoccupé dont l’occupant a arrêté le ventilo en quittant le local, c’est le débit d’air de ventilation qui va assurer la température de base durant son absence. Et au retour de l’occupant, le local sera fort froid… Cela ne paraît cependant pas remettre en question le principe d’une pulsion à 16°C car l’occupant a le loisir de remettre son local en température très rapidement dès son retour grâce à l’absence d’inertie du ventilo-convecteur (transfert rapide par l’air) et à la possibilité de positionner le ventilo en grande vitesse. Et si l’occupant n’apprécie pas la petite période d’inconfort qui en résulte, il y a beaucoup de chances qu’il ne soit pas du genre à arrêter son ventilo en quittant le local !

De plus, en période de relance, avant l’arrivée des occupants, la régulation centrale peut faire fonctionner le bâtiment en circuit fermé, sans apport d’air neuf.

Conclusions

En l’absence de préchauffe de l’air par récupération de chaleur, il n’y a pas de solution idéale à ce problème. Il faut chercher une réponse pour un bâtiment donné, sur base de ses températures d’équilibre. Notez que le récupérateur de chaleur peut lui aussi provoquer une surconsommation d’énergie en mi-saison, s’il n’est pas équipé d’un bypass qui permet de ne pas réchauffer l’air lorsque le local est de demande de froid.

Il est clair que de prévoir des est une garantie de pouvoir pulser l’air à basse température sans créer de courants d’air, et donc de ne pas détruire de l’énergie.

L’impact énergétique est énorme. Dans un bâtiment-type de bureau,

nous avons simulé 2 situations :

Une pulsion d’air neuf à une température permanente de 21°C en hiver et de 16°C lorsque la température extérieure dépasse 16°C : référence 100

une pulsion à une température permanente de 16°C, été comme hiver :
- – 37 % sur la consommation du traitement d’air,
- + 19 % de consommation de chauffage des locaux,
- – 13 % sur la consommation de froid des locaux,
- et finalement – 10 % sur la consommation totale du bâtiment.

Qui ne serait pas tenté de diminuer de 10 % la consommation d’un bâtiment rien qu’en réglant la consigne de l’air neuf ?

Un compromis peut consister à pulser suivant une consigne qui suit une relation linéaire entre les deux points suivants : par – 10°C extérieurs, pulsion à 23°C et par + 30°C extérieurs, pulsion à 16°C.

Cette solution génère une économie de 2 % par rapport à la référence 100 du bâtiment-type.

En tous cas, ne pas adopter une pulsion constante de 21°C toute l’année ! nous ne l’avons pas chiffrée, mais la surconsommation en été doit être très importante.

La ventilation est-elle suffisante pour vaincre les surchauffes ?

Dans les anciens immeubles de bureaux, non isolés, la ventilation hygiénique permettait de résoudre en partie les problèmes de surchauffe, avec une période d’inconfort limitée à quelques jours.

L’isolation des bâtiments n’a pas augmenté la puissance nécessaire au refroidissement mais la période d’inconfort « estival » commence plus tôt dans la saison. Ceci est renforcé par :

l’augmentation des charges internes par l’équipement électrique des bureaux,
la tendance actuelle des architectes d’accroître sensiblement le pourcentage de vitrage de la façade, et donc les apports solaires peu désirables,
la diminution de l’inertie des parois (cloisons légères mobiles, tapis au sol, faux plafond avec absorbeur acoustique),
une attente accrue de confort et de productivité du personnel.

Dans certaines situations et pour autant que l’on accepte quelques journées d’inconfort, il est cependant possible d’éviter une installation de conditionnement d’air

En choisissant les équipements les moins énergivores.
En utilisant des protections solaires et des vitrages performants.
En exploitant au maximum le pouvoir refroidissant de l’air extérieur lorsque celui-ci à une température inférieure à la température intérieure. On parlera alors de free cooling, soit naturel, soit mécanique.

Il est important de réaliser que les débits d’air mis en jeu par la ventilation hygiénique (de l’ordre de 0.5 à 1 renouvellement horaire) et ceux impliqués par une stratégie de free cooling (à partir de 4 renouvellements horaires) ne sont pas du même ordre. On parle d’ailleurs souvent, pour le free cooling, de ventilation intensive.

Débits différents signifie a priori techniques et équipements différents. Ainsi, une ventilation intensive naturelle ne se basera pas sur des aérateurs et une cheminée telle qu’utilisée pour la ventilation hygiénique, mais bien sur l’ouverture de fenêtres en différents endroits du bâtiment. Une ventilation intensive mécanique par contre pourrait utiliser le même réseau de conduits que la ventilation hygiénique, pour autant que celui-ci soit dimensionné sur base de l’usage le plus contraignant (le débit intensif donc) et permette une régulation à la baisse lorsque cette capacité n’est pas pleinement nécessaire.

Concevoir	Pour examiner en détail l’intérêt du free cooling comme alternative à la climatisation
Concevoir	Pour en savoir plus sur les techniques de refroidissement par ventilation intensive
Études de cas	Un confort d’été correct est obtenu dans le bâtiment Probe du CSTC grâce à un free cooling nocturne. Pour plus de détails sur ce bâtiment

Faut-il humidifier ou déshumidifier l’air de ventilation ?

En hiver, sans humidification de l’air neuf, l’humidité intérieure flirte rapidement avec les limites de confort thermique.

Ceci n’est pas lié au type de ventilation (naturel ou mécanique). Pourquoi ? Parce que, en l’absence de traitement d’air, l’humidité absolue de l’air pulsé n’est pas modifiée par son passage dans un aérateur ou un réseau de ventilation. Dans les deux cas, cette humidité sera celle de l’air extérieur, qui est basse en hiver (maximum 4 gr d’eau par kilo d’air à 0°C, soit en-dessous des 6 gr qui correspondent à 40% d’humidité pour 20°C). Le caractère asséchant de la ventilation est par contre lié au rapport entre le débit d’air neuf et le taux d’émission de vapeur dans l’ambiance, lié à l’occupation. En pratique, au plus le débit par personne sera élevé, au plus l’effet asséchant de l’air neuf sera important.

L’humidification de l’air neuf est un poste particulièrement énergivore. Il est dès lors peut-être utile de se demander si une humidification est toujours nécessaire, sachant qu’elle n’est pratiquement possible qu’en association avec un système de ventilation double flux.

Ce n’est d’ailleurs que si la pulsion de l’air est mécanique que le RGPT impose le respect d’une humidité ambiante minimum de 40%. Dans le cas d’une ventilation simple flux, le RGPT dit simplement qui si c’est possible technologiquement, un dispositif d’humidification permettant d’atteindre une humidité de 40% doit être mis en œuvre.

Évaluer

Pour estimer la consommation liée à l’humidification de l’air neuf.

Prenons un exemple.

La température extérieure est de 0°C pour une humidité relative de 85 % (1) (conditions couramment rencontrées chez nous) :

Si cet air est introduit dans un bureau individuel chauffée à 20°C, à raison de 30 m³/h.pers, on peut lire sur le diagramme de l’air humide que son humidité relative chutera à 23 % (2), ce qui est trop sec pour garantir le confort thermique. Si on y rajoute l’humidité produite par un occupant, à savoir environ 50 gr d’eau par h, l’humidité relative montera jusqu’à 33 % (3), soit à la limite des conditions de confort.
Par contre, si la chambre est chauffée à 24°C, comme c’est souvent le cas dans les hôpitaux, on atteindra plutôt au final une humidité relative d’environ 25%, ce qui est insuffisant.

Une humidification de l’air apparaît donc nécessaire pour garantir le confort durant les périodes les plus critiques de l’année (en hiver). Étant donné que les périodes durant lesquelles il existe un risque de voir chuter l’humidité intérieure en dessous du seuil de confort sont généralement courtes, il est recommandé d’asservir le fonctionnement de l’humidificateur à la température extérieure. Sous notre climat, on peut par exemple souvent l’arrêter lorsque la température extérieure dépasse 5°C.

Notons qu’humidifier l’air implique aussi automatiquement de le préchauffer, sinon le point de saturation est atteint directement.

Concevoir

Pour choisir le mode d’humidification.

Et en été, qu’en est-il? En Belgique, l’humidité absolue extérieure dépasse rarement les 15 gr d’eau par kilogramme d’air, ce qui, pour des températures de l’ordre de 25°C correspond à 70% d’humidité relative. Un tel niveau est acceptable, et cela correspond à l’intuition : il est rare que l’on ait, en été, une sensation d’humidité exagérée, comme on le ressent sous les tropiques. Mais…

Cela arrive malgré tout par temps orageux. Faut-il que, ces jours là, les systèmes de ventilation soient à même de ne pas répercuter cet inconfort à l’intérieur? C’est au maître d’ouvrage de se positionner. La question se pose de la même façon pour les vagues de chaleur et le risque d’une élévation de température. Quel est le prix du confort absolu ?

Si à l’humidité extérieure s’ajoute un dégagement d’humidité importante à l’intérieur, cela ne nous mène-t-il pas au-delà du confort? Oui, à moins de diluer cet apport intérieur d’humidité par un taux de ventilation très élevé, tel que le permet une ventilation intensive;

Si dans le local se trouve un émetteur de refroidissement qui n’autorise pas de condensations surfaciques, tel qu’un plafond rayonnant ou une dalle active, ne faut-il pas garantir un contrôle de l’humidité? Oui, bien sûr, pour éviter les dégâts liés à ces condensations.

Les situations où une déshumidification est à prévoir sont donc plus nombreuses que ne le laisse supposer une simple analyse climatique. En pratique, la déshumidification ira souvent de pair avec le recours à un refroidissement actif.

Concevoir	Pour en savoir plus sur la deshumidification
Gérer	Pour en savoir plus sur la régulation de la deshumidification

Utiliser la ventilation comme émetteur thermique ?

Dans les anciens immeubles de bureaux non isolés, la puissance nécessaire au chauffage est telle que le débit de ventilation hygiénique est insuffisant si on veut assurer avec celui-ci un chauffage aéraulique. La séparation des fonctions « ventilation hygiénique » et « chauffage » s’impose d’autant plus que le bâtiment est peu isolé et que les apports internes de chaleur (machines, éclairage, …) sont faibles.

Dans ces vieux bâtiments, si on veut combiner ventilation et chauffage, un recyclage partiel de l’air doit être organisé pour augmenter les débits pulsés, ce qui surdimensionne les équipements de ventilation.

Par contre, dans les bâtiments de bureaux plus modernes, bien isolés, fortement équipés (ordinateur, imprimante personnelle), la puissance de chauffage nécessaire se réduit fortement, et avec elle, les débits d’air nécessaires pour un chauffage aéraulique. Dans ce cas, il peut être logique d’envisager la combinaison du chauffage et de la ventilation. Il n’y a plus alors d’autres sources de chauffage. C’est la logique qui prévaut souvent dans les bâtiments conçus selon le « standard passif ».

En généralisant, ce raisonnement, on pourrait envisager d’assurer également le refroidissement par la pulsion d’air neuf refroidit dans la centrale de traitement d’air. On parlera alors de refroidissement « tout air« . Technologiquement, cela ne pose pas de problème. Mais il faut garder à l’esprit que les puissances qu’un local demande en refroidissement sont souvent plus importante qu’en chauffage. Pour un bureau, on sera souvent entre 50 et 100 W/m² de charge de refroidissement à compenser, une valeur peu influencée par l’amélioration actuelle des enveloppes. De telles puissances impliquent un surdimensionnement important du réseau de ventilation, comme le montre l’exemple ci-dessous. Une piste intéressante dans certains cas est celle du « top cooling« , où la capacité de refroidissement du réseau de ventilation hygiénique est utilisée sans surdimensionnement, en appoint d’un autre mode de refroidissement, ou comme « aide » pour franchir les périodes de canicule dans des locaux non climatisés.

Exemple.

La puissance thermique disponible sur une pulsion d’air ce calcule en multipliant le débit par la chaleur massique (0,34 [W/(m³/h)K]) et le delta de température entre l’air pulsé et l’ambiance. Considérons un local de bureau typique de 20m² occupé par deux personnes, pour lequel les règles de dimensionnement de la ventilation hygiénique recommandent 60 m³/h (RGPT).

La température maximale de pulsion est souvent fixée à 35°C dans une ambiance à 20°C, et la température minimale à 16°C dans une ambiance à 25°C. Quelles sont les puissances disponible en fonction d’un facteur de surdimensionnement de la ventilation ?

Puissance disponible grâce à de la pulsion d’air neuf dans un local de bureau type
Débit	Puissance de chauffage	Puissance de refroidissement
hygiénique: 60 m³/h	15 [W/m²]	9 [W/m²]
hygiénique x 2 : 120 m³/h	31 [W/m²]	18 [W/m²]
hygiénique x 5: 300 m³/h	77[W/m²]	46 [W/m²]

On voit que pour un bâtiment non isolé, il faut multiplier le débit d’air hygiénique par 5 si on veut atteinte l’ordre de grandeur des puissances de chauffage. Les 15W/m² disponibles « de base » devraient par contre être suffisant dans un bâtiment « passif ». Les puissances disponibles en refroidissement ne sont alors que tout juste capable de compenser la puissance des luminaires, ou celle des ordinateurs. En aucun cas les charges liées à l’ensoleillement…

Notons au passage que lorsqu’on fait un chauffage par la ventilation, il faut prévoir la possibilité de travailler en tout air recyclé pour optimaliser la relance matinale du système de chauffage aéraulique. L’apport d’air neuf n’étant enclenché qu’à l’arrivée des occupants.

Posted By : Energie-Plus 25 Mar, 2015

Choisir un système de ventilation centralisé ou décentralisé

Différents critères interviennent dans ce choix:

Les possibilités d’implantation

La facilité (ou difficulté) d’implantation d’un système de ventilation dépend d’abord de son type : les systèmes proposés se différencient par leur encombrement et les modifications qu’ils imposent dans un bâtiment existant, dans un bâtiment neuf, les libertés étant plus grandes.

Les systèmes naturels ou simple flux par extraction mécanique sont les plus faciles à implanter. Ils ne demandent aucun gainage de pulsion, celui d’extraction étant quant à lui généralement beaucoup plus court et facile à implanter. Le système naturelle demande cependant que cette extraction soit faite par des conduits verticaux respectant certaines prescriptions quant à leur tracé et leur débouché en toiture. Ce système peut donc être plus difficile à mettre en œuvre que l’extraction mécanique. Cette dernière devra d’ailleurs être choisie si une évacuation naturelle correcte ne peut être réalisée.

La pulsion mécanique impose, quant à elle, une distribution de l’air dans tous les locaux via un gainage. Dans les locaux aveugles, il n’est généralement pas possible de réaliser des amenées d’air naturelles correctes, ce qui impose la pulsion mécanique.

Quel que soit le mode de ventilation, l’implantation peut être facilitée si le système de ventilation se décompose en différents systèmes indépendants desservant chacun une partie du bâtiment. Ce découpage peut se faire sur base:

d’une logique spatiale : différentes ailes du bâtiments pourraient avoir chacune leur propre système. Dans ce cas, la séparation des systèmes permet de limiter la longueur des conduites, l’encombrement dans le bâtiment et les pertes de charges.

d’une logique d’occupation : des espaces présentant des profils d’occupation très différents peuvent justifier un réseau de ventilation spécifique, par exemple des salles de réunion regroupées dans un bâtiment de bureau, ou un amphithéâtre dans une école. Dans ce cas, la séparation des systèmes permet de faciliter la gestion des débits d’air : apporter exactement la bonne quantité d’air au bon endroit, au bon moment.

À l’extrême, chaque local pourrait disposer de son propre système de ventilation. Certains dispositifs de ventilation permettent d’ailleurs une pulsion et extraction mécanique avec récupération de chaleur par local.

Décentraliser peut donc dans certains cas limiter l’encombrement du réseau au sein du bâtiment. Par contre, cela implique de multiplier les groupes de ventilation qui prennent eux-aussi une place conséquente.

L’isolation acoustique entre locaux

Certaines activités de bureaux demandent une certaine confidencialité (bureau d’avocats, cabinet de médecin, …) qu’il peut être difficile d’atteindre du fait des ouvertures permanentes pratiquées pour le transfert de l’air. La question de l’isolation acoustique se pose aussi de façon pressante dans les bâtiments scolaires.

La conception d’un système de ventilation décentralisé pour ces locaux élimine le transfert d’air et la faiblesse acoustique liée au passage de l’air dans le bâtiment. Cette solution peut cependant générer une autre nuisance acoustique du fait de la présence des ventilateurs dans (ou à proximité) de ces locaux.

L’autre piste, est l’utilisation d’un réseau de ventilation centralisé, mais équipé de grilles de transfert acoustiques. Celles-ci, plus larges, se placent plus aisément dans les murs que dans les portes. Elles génèrent malheureusement plus de pertes de charge qu’une grille traditionnelle, avec un impact sur le consommation électrique des ventilateurs.

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Ouvertures de transfert acoustiques.

La protection incendie

L’A.R. du 19 décembre 97 impose que toute paroi séparant un lieu de travail d’un chemin d’évacuation (en gros les couloirs) soit classée « Rf 1/2 h ».

Cela signifie que les ouvertures de transfert prévues entre les bureaux où l’air neuf est amené et les couloirs par lesquels l’air transite vers les sanitaires doivent avoir la même résistance au feu. Cela est possible grâce à des grilles de transfert coupe-feu. Pour ce qui est du détalonnage des portes, cela peut prêter à discussion.

Plus globalement, la traversée d’une paroi, quelle qu’elle soit, par un conduit d’air ne peut pas amoindrir la résistance au feu de cette paroi : « La traversée par des conduites de fluides ou d’électricité et les joints de dilatation d’un élément de construction ne peuvent altérer le degré de résistance au feu exigé pour cet élément. » (AR du 7 juillet 1994).

Des résistances au feu minimales sont imposées aux séparations entre compartiments incendie. Un compartiment à une superficie de maximum 2 500 m² et est limité à un étage. Les parois séparant les compartiments doivent être « Rf min 1 h » (en fonction de la hauteur du bâtiment). Ceci implique notamment que tout transfert d’air entre deux étages est soit interdit (pas de pulsion à un étage et d’extraction à un autre), soit obturable automatiquement (porte coupe-feu automatique, clapet coupe-feu).

Cette règle s’applique donc également aux parois des trémies dans lesquelles se trouvent les conduits de ventilation des réseaux mécaniques. Ces parois doivent présenter une RF de 1h à 2h selon la hauteur du bâtiment (cas des trémies continues sur la hauteur du bâtiment).

On comprends facilement qu’une réflexion sur une décentralisation des systèmes de ventilation qui soit cohérente avec le découpage du bâtiment en compartiments incendie peut limiter le recours à ce type d’équipements et dans certains cas permettre une économie d’investissement.

Enfin, notons que pour les bâtiments d’une hauteur comprise entre 25 et 50 m, il est imposé de maintenir les cages d’escalier en surpression en cas d’incendie. À cela vient s’ajouter le désenfumage obligatoire des couloirs par pulsion et extraction pour les bâtiments de plus de 50 m de haut. Ces deux exigences se réalisent par un système de ventilation tout à fait indépendant de la ventilation hygiénique et qui met en œuvre des débits nettement plus importants, de l’ordre de 10 renouvellements d’air par heure.

L’impact énergétique

Dans le cas où un bâtiment inclut des espaces dont les besoins d’air sont variables (des locaux de même nature mais gérés différemment, ou des locaux abritant des fonctions différentes), subdiviser un système de ventilation peut favoriser les économies d’énergie électrique au niveau des ventilateurs. Pourquoi ?

La puissance électrique absorbée par un ventilateur dépend du débit d’air à mettre en mouvement et de la perte de pression à compenser. Considérons un réseau de ventilation alimentant un alignement de classes. Imaginons que les classes à l’extrémité du réseau soient utilisées en soirée pour des activités extra-scolaires, tandis que celles situées au milieu ou au début du réseau n’ont plus besoin d’air après les heures de cours.

En soirée, une gestion intelligente du débit fermera un clapet ou registre de réglage à l’entrée des premières classes. En conséquence, la pression va monter dans le réseau et le ventilateur, s’il détecte cette montée en pression, pourra moduler sa vitesse. Néanmoins, il devra toujours compenser les pertes de charge générées par la totalisé du réseau pour alimenter la classe utilisée en soirée.

Si chaque classe disposait de son propre système de ventilation, ou si cette seule classe à usage particulier disposait de son propre système, le fonctionnement en mode « soirée » n’impliquerait que cet unique groupe de ventilation, qui n’aurait pas à vaincre les pertes de charge d’une réseau collectif. Dès lors, la puissance absorbée pourrait théoriquement être moindre : même débit dans les deux situations, mais pertes de charge réduite dans le cas décentralisé.

Cette réflexion de principe est bien évidemment dépendante des choix de dimensionnement qui seraient faits dans les alternatives centralisées et décentralisée, de la finesse du mode de gestion dans le cas centralisé, des pertes de charges propres aux groupes de ventilation et de l’impact de la réduction du débit d’air sur ces pertes de charges dans le scénario centralisé, etc.

Le bénéfice énergétique de la décentralisation n’est pas nécessairement évident. C’est cependant une piste qui mérite d’être calculée en détail par les bureaux d’étude, maintenant que les consommations des ventilateurs représentent une part non négligeable du calcul PEB.

Posted By : Energie-Plus 25 Mar, 2015

Choisir un système de ventilation naturelle ou mécanique

Ventilation naturelle.

Ventilation mécanique.

Différents critères interviennent dans ce choix:

La garantie de résultat

L’efficacité d’une ventilation est sa capacité à évacuer réellement les polluants des locaux. Pour cela, il faut avoir la garantie que l’air neuf balaye correctement les bureaux et soit évacué après son mélange avec l’air ambiant.

La solution idéale est, mécaniquement, de pulser l’air neuf et d’évacuer l’air vicié directement dans chaque local indépendamment. Cette solution de ventilation indépendante de chaque local est cependant onéreuse et est réservée aux salles à forte affluence (salle de réunion, auditorium, …).

Le système double flux avec pulsion dans les bureaux et extraction dans les sanitaires et/ou zones de circulation garantit au minimum une amenée d’air neuf réelle dans les bureaux et une évacuation des odeurs dans les sanitaires.

Les systèmes de ventilation naturelle ou simple flux, quant à eux, ne garantissent pas toujours un renouvellement d’air correct dans tous les bureaux.

Prenons l’exemple d’une ventilation simple flux avec une simple extraction mécanique dans les sanitaires et des grilles d’amenée d’air naturel dans les châssis des bureaux :

L’air est paresseux, il préférera toujours le chemin le plus facile pour se mouvoir. Ainsi, s’il doit choisir entre les grilles placées dans les châssis des bureaux et un hall d’entrée (ou une fenêtre, …) largement ouvert vers l’extérieur, il est plus que probable que l’air extrait par les sanitaires provienne de ce dernier, plutôt que des bureaux. Ceux-ci ne seront alors pas ventilés correctement.

Schéma trajet de l'air dans un bâtiment.

Ce phénomène est aggravé :

en présence de couloirs maintenus ouverts vers les cages d’escalier ou hall d’entrée,
en présence de fenêtres et portes ouvertes dans certains bureaux,
en l’absence de moyens de transfert d’air au niveau des portes (grilles, détalonnage des portes).

En outre, dans des immeubles de bureaux, le compartimentage variable (location à des sociétés différentes) peut rendre encore plus difficile la coordination entre les entrées d’air et les évacuations.

De plus, les flux d’air véhiculés par les systèmes naturels ou simple flux sont dépendants des conditions atmosphériques (répartition du vent, des températures sur les façades) et donc difficilement contrôlables. Il est par exemple, possible que le flux d’air s’inverse dans une grille autoréglable si celle-ci est disposée sur une façade à l’abri des vents dominants (c’est-à-dire sur une façade en dépression). en effet, ce type de grille permet de limiter l’ouverture d’entrée d’air si elle est soumise à la pression du vent. Par contre, elle n’empêche pas un reflux d’air si elle est à l’abri du vent.

Le système de ventilation ne fonctionnera correctement que si le bâtiment est relativement étanche à l’air.

Dans son article « La ventilation et l’infiltration dans les bâtiments : la situation en Belgique » (1986), le CSTC, recommande d’améliorer l’étanchéité du bâtiment avant d’installer un système de ventilation contrôlée pour un taux de renouvellement de l’air à 50 Pa (n₅₀) inférieur à 5/h. Les recommandations actuelles d’étanchéité à l’air des construction sont cependant plus ambitieuses encore.

Évaluer

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L’ambiance extérieure

Si l’ambiance extérieure est particulièrement polluée et/ou bruyante (site urbain, industriel, route fort fréquentée, parking avec heures de pointe), les amenées d’air neuf doivent obligatoirement comporter des filtres et une isolation acoustique.

Notons que les locaux les plus sensibles au niveau de la pollution des routes sont les locaux situés à moins de 10 m du sol.

Les amenées d’air naturelles, même équipées de systèmes d’insonorisation laissent cependant filtrer les bruits extérieurs et surtout les poussières. Des recherches sont cependant menées pour améliorer les qualités acoustiques, de filtration et d’automatisation des entrées d’air naturelles. À terme, elles devraient conduire au développement sur le marché de produits permettant une protection contre la pollution extérieure et une régulation semblable à celle possible en ventilation double flux.

Dans les sites urbains fort fréquentés et/ou pour certains locaux demandant une pureté de l’air plus importante (salles d’ordinateur, hôpitaux, …), une pulsion mécanique, équipée de filtres s’impose donc, la prise d’air extérieure devant être disposée dans l’endroit le moins exposé (à l’arrière du bâtiment ou en toiture).

Concevoir

Pour choisir l’emplacement de la prise d’air neuf, cliquez ici !

Les possibilités d’implantation

Les différents systèmes de ventilation se différencient par leur encombrement et les modifications qu’ils imposent dans un bâtiment existant, dans un bâtiment neuf, les libertés étant plus grandes.

Les systèmes naturelle ou simple flux par extraction mécanique sont les plus faciles à implanter.

Ils ne demandent que peu de gainage. Un système naturel se limite à la création de conduits verticaux d’évacuation dans les locaux humides. Pour fonctionner efficacement, ceux-ci doivent cependant respecter certaines prescriptions quant à leur tracé et leur débouché en toiture, que l’on trouvera dans la norme (résidentielle) NBN D50-001. Ce système peut donc être plus difficile à mettre en œuvre qu’un système mécanique simple flux par extraction. Cette dernière devra d’ailleurs être choisie si une évacuation naturelle correcte ne peut être réalisée.

La pulsion mécanique impose, quant à elle, une distribution de l’air dans tous les locaux via un gainage, et parfois, à des fins d’équilibrage aéraulique, une reprise d’air qui ne se limite pas aux locaux sanitaires et prends la forme d’un second réseau de conduites.

Rappelons que dans le cas d’une pulsion mécanique, un principe de balayage peut être mis en place. L’air alimentant un local peut provenir d’un autre local, pour autant qu’il n’y ait une gradation dans la qualité de l’air: un local ne peut pas être alimenté par de l’air provenant d’un espace plus pollué que lui (voir à ce sujet la norme ISO « ventilation dans les bâtiments non-résidentiels » ). Dans les espaces résidentiels, cette possibilité est explicitement prévue par la norme NBN D50-001, qui autorise que l’air alimentant les salles de séjour provienne des chambres, des locaux d’étude et de loisir, des couloirs, des cages d’escalier, des halls. Ceci a l’avantage de diminuer les débits totaux d’air neuf à injecter dans le bâtiment et de préchauffer l’air avant son entrée dans les locaux de séjour. Dans les chambres et les locaux d’étude et de loisir, seul l’air extérieur est autorisé.

Dans les locaux aveugles, il n’est généralement pas possible de réaliser des amenées d’air naturelles correctes, ce qui impose la pulsion mécanique.

La consommation énergétique et les coûts

Il faut comparer les performances que l’on espère obtenir, l’investissement à consentir et les coûts d’exploitation du système.

Au niveau de l’investissement, plus la mécanisation est importante (du simple flux avec extraction sanitaire au double flux avec pulsion et extraction dans chaque local), plus l’investissement est important. Il en est de même pour les frais d’exploitation (consommation des ventilateurs, maintenance des réseaux). Les frais de chauffage de l’air neuf sont, quant à eux les mêmes, si on considère que tous les systèmes permettent d’assurer des débits équivalents corrects. si ce n’est qu’une ventilation double flux est généralement pourvue d’une récupération de chaleur sur l’air extrait qui modifie sensiblement le bilan énergétique et financier.

Pour situer la surconsommation électrique d’un système de ventilation entièrement mécanique par rapport à un système de ventilation entièrement naturel, on peut citer les chiffres de consommation des ventilateurs couramment rencontrés dans la littérature : pour un système de ventilation double flux, la puissance électrique absorbée par les ventilateurs dans leurs conditions nominales de fonctionnement est de l’ordre de :

2 * 0,14 (installation performante : SFP1) à 0,35 W (installation médiocre : SFP3) par m³/h d’air transporté

dont une partie se retrouvera sous forme de chaleur dans l’air pulsé.
Vous pouvez estimer la différence de consommation entre les différents principes de ventilation :

Calculs

Pour estimer la différence de consommation entre les différents types de ventilation, cliquez ici !

Par exemple, pour assurer un apport d’air neuf de 6 000 m³/h pendant 2 500 h/an, un système de ventilation mécanique double flux consommera en électricité environ :

2* (0,14 [W] .. 0,35 [W]) x 6 000 [m³/h] x 2 500 [h/an] = 4200 .. 10500 [kWh/an]

Par contre, le système double flux permet une meilleure maîtrise des débits, donc des déperditions de chaleur par ventilation. Les consommations peuvent en outre être réduites si on utilise un récupérateur de chaleur. Cette récupération de chaleur est énergétiquement très intéressante puisqu’elle permet de récupérer de 50% à 90% de l’énergie rejetée avec l’air extrait.

Le système double flux permet également une gestion automatique des débits de ventilation local par local en agissant directement au niveau des bouches de pulsion, par exemple en fonction de l’occupation des bureaux individuels. Ce niveau d’automatisation au niveau de chaque local est théoriquement possible en ventilation naturelle et simple flux si l’on utilise comme amenée d’air des fenêtres robotisées liées à des sondes de présence ou de CO₂. Mais ce type de systèmes est très peu utilisé à l’heure actuelle.

Notons également que des installations pilotes de ventilation naturelle avec récupération de chaleur ont été réalisées dans le cas du projet de recherche « NatVent » (pour plus de détail : NatVent, Overcoming barriers to natural, CD-Rom, P.Wouters, J.Demeester, CSTC, 02/655 77 11).

L’esthétique

Les grilles d’amenée d’air naturelles doivent s’intégrer dans l’esthétique des façades et demandent un travail de recherche lors de la conception. Les prises et évacuations extérieures des systèmes mécaniques peuvent souvent être disposées à des endroits moins visibles.

Amenée d’air naturelle disposée discrètement au dessus du châssis, contre la battée.

Yearly Archives: 2015

Introduction

Domaine d’application

Pour le chauffage des locaux

Pour le chauffage de l’eau

Appareils hors champ d’application

Les exigences d’écoconception

Sur l’efficacité énergétique saisonnière pour le chauffage des locaux

Sur l’efficacité énergétique pour le chauffage de l’eau

Sur le volume de stockage des chauffe-eau

Sur le niveau de puissance acoustique

Sur les émissions d’oxydes d’azote

Sur les pertes statiques les ballons d’eau chaude

Les exigences d’étiquetage

Pour les fournisseurs

Pour les distributeurs

Les étiquettes énergétiques

Pour les appareils seuls

En haut, les renseignements du produit pour l’identifier :

Au milieu, sa classe d’efficacité énergétique :

En bas, des informations techniques :

Pour les produits combinés

En haut, les renseignements du produit combiné pour l’identifier :

À gauche, les appareils formant le produit combiné :

À droite, sa ou ses classe d’efficacité énergétique :

Classes d’efficacité énergétique correspondantes

La fiche produit

Dispositifs de chauffage des locaux, dispositifs de chauffage mixtes et chauffe-eau

Régulateurs de température

Ballons d’eau chaude

Dispositifs solaires

Produits combinés

Mesures et calculs

Dispositifs uniques

Produits combinés

Exemple pour le chauffage des locaux par chaudière combinée à un régulateur de température et un dispositif solaire

Éclairement des espaces extérieurs

Uniformités des espaces extérieurs

Présentation du projet

Régulation de la température et du renouvellement d’air

Consignes de températures et de confort

Du point de vue technique : les principes et valeurs de régulation

Chauffage

Ventilation

Du point de vue des occupants : une régulation par indicateur lumineux et vannes thermostatiques

Chauffage

Ventilation

La ventilation naturelle par cheminées centrales

La ventilation mécanique double flux

Campagne de mesures

Monitoring du bâtiment

Relevé d’impression d’ambiance par les occupants

Observations des résultats

Relevé des mesures

Observations

en humidité relative

en température

en concentration de CO2

Conclusion

Principes de réglage

Méthodes d’équilibrage de l’installation

Mode d’emploi de l’équilibrage

Composition

Accessibilité et emplacement

Situation dans le volume protégé

Avantages

Inconvénients

Situation hors du volume protégé

Avantages

Inconvénients

Principes et techniques de filtration

La filtration mécanique

Les filtres

Avantages

Inconvénient

Le séparateur de graisses à chocs

Avantages

Inconvénients

Le séparateur de graisses à effet cyclonique

Avantages

en concentration de CO₂