Confort Archives - Energie Plus Le Site

Confort au sens large

Le confort est défini comme « un état de satisfaction vis-à-vis de l’environnement perçu ».

Multiples dimensions du confort

La satisfaction vis-à-vis de l’environnement fait appel à toutes les dimensions physiques des ambiances, mais également à des aspects comportementaux et psychologiques.

Au niveau physique, ou physiologique, on distingue les conforts respiratoires, thermiques, acoustiques et visuels. Ces aspects sont généralement assez bien connus et de nombreuses normes définissent des seuils minimums et/ou maximums pour les grandeurs physiques concernées (éclairement, température, puissance acoustique, etc.). à noter que ces grandeurs ne sont pas nécessairement absolues : elles peuvent varier dans le temps. Ainsi, les plages de confort thermiques ne sont pas les mêmes en été et en hiver, du fait notamment d’adaptation physiologique (modification du rythme cardiaque et de la capacité de sudation).

Au niveau comportemental, c’est la capacité d’action de l’occupant dans le bâtiment qui est mise en évidence. Car les conditions intérieures et les attentes sont variables dans le temps : on accueillera plus favorablement un courant d’air en été qu’en mi-saison. Il est donc important que l’occupant ait une capacité d’action sur les organes de contrôle des systèmes du bâtiment, sur son activité et sur son habillement.

Au niveau psychologique, c’est surtout l’implication de l’occupant qui est mise en avant lorsque l’on parle d’énergie. Il ne suffit pas qu’il ait la capacité de contrôler son environnement si ces besoins physiologiques le demandent, il faut qu’il ait conscience de cette capacité. L’implication fait donc intervenir la compréhension du fonctionnement du bâtiment, la capacité d’anticiper les conséquences de ses actions sur l’ambiance et une compréhension du lien entre ses actions et leur impact énergétique. Par exemple, une personne avec une conscience environnementale élevée acceptera plus facilement une température relativement basse, si elle sait qu’elle contribue par-là à des économies d’énergie fossile.

Ces trois dimensions, physiologiques, comportementales et psychologiques sont fortement liées, comme le montre l’organigramme ci-dessous.

Notons pour mémoire qu’il existe encore d’autres dimensions à la sensation de bien-être dans un bâtiment, tels que le confort d’usage (est-ce que le bâtiment permet de déployer adéquatement l’activité pour laquelle il est conçu ?), le sentiment esthétique, un sentiment positif ou négatif lié à la nouveauté d’un bâtiment ou à la familiarité que l’on a avec, etc.

Dynamique du confort

La combinaison des différentes dimensions du confort (physiologique, comportementale, psychologique) implique que le bien-être dans un bâtiment n’est pas une notion facile à décrire. Ce bien-être non seulement sera différent pour chacun, mais également variable dans le temps, selon son âge, son sexe, son état de santé, et même son humeur.

Les premières approches scientifiques du confort, au milieu du XXe siècle, se sont focalisées sur les aspects physiologiques, en écartant volontairement tous les aspects comportementaux et psychologiques. Les chercheurs soumettaient des volontaires à des conditions contrôlées dans des chambres climatiques, sans leur permettre d’interaction avec l’ambiance, ni prendre en compte leur satisfaction globale. Cette pratique a permis d’avance rapidement dans l’étude de la dimension physiologique du confort, et d’établir, sur base de statistiques, des valeurs de référence à la base de la plupart des normes de confort utilisées aujourd’hui dans les bâtiments. On pense notamment aux indicateurs pmv (predicted mean vote) et ppd (percentage of people dissatisfied).

Mais cette méthode d’étude, que l’on peut dire statique, est par définition incapable d’intégrer les dimensions dynamiques du confort telles que les adaptations comportementales, la variabilité des états psychologiques, et même certaines adaptations physiologiques. On pense en particulier à :

L’adaptation comportementale : toutes les modifications conscientes ou inconscientes du comportement en réaction à une situation ressentie : modification de l’habillement, de la position, absorption de boissons chaudes ou froides, déplacement vers un autre endroit. Entre aussi en ligne de compte les adaptations technologiques (ouverture ou fermeture de fenêtres, l’enclenchement d’un chauffage) et culturelles : modification d’horaires, codes vestimentaires, etc.
L’anticipation : Avoir une capacité de prévoir quelques heures à l’avance des conditions d’ambiance à venir permet de s’y préparer et rend plus tolérant si ces conditions échappent aux plages de confort.
L’adaptation physiologique : après quelques jour d’exposition à une ambiance froide, la température de la peau et le niveau métabolique s’adaptent. En été, c’est la capacité de sudation et la vitesse du cœur qui se modifie.
Adaptation psychologique : il a été démontré par les psychologues que lorsque l’on a ou croit avoir le contrôle sur la source de l’inconfort, celui-ci est mieux vécu. À l’inverse, en l’absence de capacité de contrôle, on est généralement très peu tolérant face à des écarts de confort. En d’autres mots, ce que l’on fait nous-même peut être imparfait, mais lorsque l’on nous promet un service, on s’attend à ce qu’il soit irréprochable.

C’est pourquoi les chercheurs ont, dans les années 1990 et au début des années 2000, développé une autre méthode d’évaluation du confort dans les bâtiments. Il s’agit désormais d’enquêtes de terrain, d’interviews des occupants dans leur bâtiment, avec en parallèle un monitoring des conditions physiques de l’ambiance.

The statistical dependence of indoor thermal neutralities on climate.

Dépendant entre la température « neutre » intérieure exprimée par les occupants et les températures extérieures selon que le bâtiment soit chauffé et refroidi ou laissé sans contrôle climatique. Figure redessinée sur base de Gail S. Brager et Richard J. de Dear, Thermal adaptation in the built environment : a literature review, Energy and Buildings Volume 27, Issue 1, February 1998, Pages 83–96.

La principale découverte de cette approche, illustrée par la figure ci-dessus, est que, pour certains bâtiments, ceux qui s’apparentaient le plus aux chambres climatiques utilisées lors des premières recherches (façades hermétiques, peut de liberté laissée aux occupants de contrôler leur ambiance, codes vestimentaires stricts, etc.), les références de confort établies précédemment étaient valides. Elles reflétaient effectivement les plages de satisfaction des occupants. Mais pour d’autres bâtiments, ceux qui se basaient sur une ventilation naturelle, valorisaient la participation active des occupants au maintien du confort et leur laissaient une marge d’adaptation de leur activité ou habillement, les plages de confort théoriques se sont révélées trop étroites, si pas erronées. Toutes les enquêtes confirmaient le même fait : les plages de confort sont, dans une certaine mesure, dépendantes de la capacité d’adaptation des habitants. D’où l’idée de définir, pour ces bâtiments, des nouvelles plages de confort dites adaptatives. C’est l’objet notamment de la norme EN15251.

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Posted By : Sylvie 12 Oct, 2012

Confort visuel

Source : Cette rubrique est basée sur la brochure « Le confort visuel et la normalisation (Normes & Règlements) » éditée par le CSTC en 2003.

La lumière

La perception de la lumière est un des sens les plus importants de l’Homme. Grâce à cette perception, nous pouvons appréhender facilement l’espace qui nous entoure et nous mouvoir aisément dedans. L’œil, jouant le rôle d’interface avec l’environnement est sensible non seulement aux caractéristiques de la lumière, mais aussi au niveau de ses variations et de sa répartition. L’œil est indubitablement une merveille de « technologie naturelle » capable de s’adapter aux conditions extrêmes qui règne sur notre planète, mais, naturellement, a ses limites au niveau adaptation et accommodation ; ce qui consiste les limites du confort visuel.

Le confort visuel

À l’instar du confort thermique, le confort visuel est, non seulement une notion, objective faisant appel à des paramètres quantifiables et mesurables, mais aussi à une part de subjectivité liée à un état de bien-être visuel dans un environnement défini.
Le confort visuel dépend à la fois :

De paramètres physiques comme l’éclairement, la luminance, … ;
De caractéristiques liées à un environnement interne, externe, … ;
De caractéristiques propres à la tâche à réaliser comme la lecture, le travail de bureau, la manutention de marchandises, …
De facteurs physiologiques tels que l’âge, … ;
De facteurs psychologiques et sociologiques comme la culture, l’éducation, …

Paramètres physiques

La luminance, l’éclairement, l’éblouissement et les contrastes sont les plus perceptibles par l’Homme et les représentatifs du confort visuel. À ces paramètres, on associe des valeurs qui garantissent le bon déroulement d’une tâche sans fatigue ni risque d’accident :

L’éclairement (en lux) est une valeur relativement facile à mesurer (luxmètre) ;
La luminance (en candela.m² ou cd/m²), plus représentative de la perception réelle de l’œil, mais demande du matériel sophistiqué (luminancemètre);
L’éblouissement (en UGR) qui constitue le paramètre le plus gênant dans la réalisation d’une tâche. Il se mesure avec un luminancemètre visant une direction bien spécifique. Il reste à préciser que l’éblouissement peut être direct ou indirect ;

Les contrastes, quant à eux, sont responsables d’un manque de distinction de deux zones ou éléments différents.

Théories

Ppour connaitre les caractéristiques de base du confort visuel.

Caractéristiques propres à l’environnement

La volumétrie d’un local et les propriétés des parois influencent la qualité de la répartition du flux lumineux. Elles constituent l’environnement immédiat ou éloigné. Le flux lumineux au niveau d’une tâche résulte de la superposition de la lumière naturelle issue d’une ouverture dans une paroi externe verticale ou/et horizontale et la lumière artificielle.

Au niveau de la composante naturelle, on distingue :

La composante directe issue sans réflexion du soleil ou du ciel de manière générale (réflexion du rayonnement solaire sur la couche nuageuse ) ;
La composante indirecte réfléchie par des éléments externes comme une surface vitrée d’un immeuble voisin ;
La composante indirecte interne issue de la réflexion des deux composantes externes sur les parois internes.

Au niveau de la composante artificielle d’un luminaire, on distingue aussi :

La composante directe depuis le luminaire sur le plan de travail ;
Et la composante indirecte résultant des réflexions multiples sur les parois internes du local considéré.

Les paramètres influençant le niveau d’éclairement de la tâche est directement liée aux paramètres influençant l’éclairage naturel et artificiel :

La contribution des composantes externes dépendra de la taille, de la forme, de l’orientation, du positionnement de l’ouverture dans la façade, des caractéristiques du vitrage, de la présence ou pas d’une protection solaire et des coefficients de réflexion des parois ;

Les propriétés des luminaires, leur localisation et leur orientation

Caractéristiques propres à la tâche à accomplir

Pratiquement chaque tâche nécessite un niveau d’éclairement différent. On distinguera les tâches de précision, les tâches liées à un objet en mouvement, … À noter que plus les contrastes sont faibles plus le niveau d’éclairement doit être important. Mais jusqu’à un certain point ! En effet, un sur éclairement d’une tâche devient aussi inconfortable.

L’éclairage artificiel devra fournir une lumière de qualité en termes de rendu de couleur (Ra) de manière à se rapprocher le plus possible de la lumière naturelle (Ra a un indice 100 pour la lumière naturelle).

Facteurs physiologiques

Nous ne sommes pas égaux devant le confort visuel. Les couleurs ne sont pas perçues de la même manière d’un individu à l’autre. Aussi, les capacités visuelles sont fonction de l’âge des personnes : dans une maison de retraite, par exemple, une lumière plus blanche (Rendu de couleur élevé) permettra plus facilement d’assurer le confort visuel des personnes âgées.

Facteurs psychologiques

Le besoin de lumière se fait souvent ressentir dans les pays scandinaves par exemple. Consciemment ou inconsciemment, les peuplades du nord compensent souvent le manque de lumière et l’uniformité de l’environnement (neige uniforme partout) par des couleurs vives au niveau des maisons.

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Posted By : Sylvie 25 Oct, 2007

Confort acoustique

Les courbes de Noise Rating (NR)

Pour imposer un niveau de confort, la première idée consiste à imposer un niveau de bruit maximal, un seuil en décibel à ne pas dépasser.

Mais la sensibilité de l’oreille humaine est variable suivant la fréquence : pour notre oreille, 60 dB à 1 000 Hz est plus dérangeant que 60 dB à 250 Hz (la sensibilité est optimum entre 2 et 5 kHz).

Pour déterminer les différents critères du confort acoustique d’un local, on s’est dès lors basé sur l’allure générale des courbes de niveau d’isosonie de l’oreille.

L’Organisation Internationale de Normalisation (ISO) a proposé plusieurs courbes qui correspondent toutes à un certain degré de confort acoustique (ou de gêne) : courbes d’évaluation du bruit, ou courbes NR (Noise Rating). Grâce à ces courbes, il est possible de déterminer au moyen d’un seul chiffre le niveau de pression acoustique maximum autorisé dans chaque bande d’octave : par exemple, l’indice NR 40.

Pour obtenir le degré de nuisance d’un bruit, il suffit de tracer le spectre de ce bruit par bandes d’octave sur le réseau de courbes NR et de prendre l’indice de la courbe NR de rang le plus élevé atteint par le spectre. On verra alors immédiatement sur quelles fréquences il faudra porter l’attention afin de diminuer la gêne.

Le bruit dont on repère le spectre ci-dessus est de niveau NR 66.

On retrouve parfois dans les catalogues de fournisseur de matériel de ventilation la notion de « NC », tout à fait semblable à « NR ». Ces deux grandeurs sont reliées par la relation :

NC ≈ NR – 2 dB

Un niveau de confort acoustique NR 35 équivaut donc à un niveau de confort NC 33.

À titre d’information, la courbe NR 30 passe par la pression acoustique de 30 dB à une fréquence de 1 000 Hz, tandis que la courbe NC 30 passe par la pression acoustique de 30 dB à une fréquence de 2 000 Hz.

Des critères de confort

Ces courbes NR permettent de proposer des critères de confort acoustique, du type :

NR 20	Conditions excellentes d’écoute, salles de concert, studios d’enregistrement
NR 25	Très bonnes conditions d’écoute, auditoires, théâtres, églises, salles de conférence
NR 20 – 30	Condition de séjour, de repos, de sommeil, maisons d’habitation, hôtels, appartements
NR 30 – 35	Bonnes conditions d’écoute, bureaux de direction, salles de classe, bibliothèques
NR 35 – 40	Conditions d’écoute normales, grands bureaux, restaurants calmes, commerces
NR 40 – 45	Conditions d’écoute modérées laboratoires, restaurants, bureaux de dessin
NR 45 – 55	Conditions de travail acceptables avec un minimum de compréhension de la parole
NR 50 – 70	Usines, atelier

La précision du niveau NR permet de quantifier les exigences acoustiques au niveau des cahiers des charges.

Si, par exemple, on trouve dans un cahier des charges que l’installation de climatisation ne doit pas dépasser NR 35, cela veut dire que le spectre du bruit de la climatisation ne peut, dans aucune bande d’octaves, dépasser les valeurs admises par le spectre limite NR 35.

En général, un faible pourcentage de personnes est dérangé lorsque le bruit émis par une source isolée dépasse de 5 dB le bruit de fond. Si ce dépassement est de 10 dB, l’ensemble des personnes en ressent l’inconvénient.

La mesure du niveau NR d’un local peut s’effectuer grâce à un sonomètre, en mesurant le spectre sonore.

Les niveaux de l’ambiance sonore résultant des activités extérieures

Selon le contexte urbanistique, c’est à dire selon qu’il s’agisse d’une zone rurale, d’une zone de séjour récréatif, d’une zone résidentielle, etc… et selon le moment de la journée, un certain niveau de bruit est habituellement rencontré :

Valeurs indicatives de niveau sonore mesurée à l’air libre [dB (A)] (zone d’activités extérieures)	de jour	en soirée	de nuit
1. Zones rurales et zones de séjour récréatif, à l’exception des zones reprises aux points 2, 3, et 8.	40	35	30
2. Zones résidentielle, zones rurales et zones de loisirs situées à moins de 500 m d’une zone industrielle non citée au point 3 ou d’une zone d’équipements collectifs ou d’utilité publique.	50	45	45
3. Zones résidentielles, zones rurales, zones de séjour récréatif à moins de 500 m d’une zone d’activités artisanales, d’une zone de PME, d’une zone de services ou d’une zone d’exploitation pendant la période d’activité.	50	45	40
4. Zones résidentielles, excepté celles reprises au point 2 et 3.	45	40	35
5. Zones industrielles, zones de services, zones d’équipements collectifs ou d’utilité publique et zones d’exploitation pendant la période d’activité.	60	55	55
6. Zones de loisirs, à l’exception de celles reprises au point 2, et zones de séjour récréatif.	50	45	40
7. Autres zones à l’exception des zones tampons, domaines militaires et zones auxquelles s’appliquent des valeurs indicatives fixées par décret particulier.	45	40	35
8. Zones tampons.	55	50	50
Valeurs indicatives de niveau de l’ambiance sonore mesurée à l’intérieur [dB(A)](zone d’activités intérieures)	de jour	en soirée	de nuit
1. Zones rurales et zones de séjour récréatif.	30	25	25
2. Zones industrielles, zones de services, zones d’équipement collectifs ou d’utilité publique et zones d’exploitation pendant la période d’activité.	33	28	28
3. Zones résidentielles et autres zones, à l’exception de celles citées aux points 1 et 2.	33	28	28

« Tableau des valeurs indicatives de niveau de l’ambiance sonore résultant des activités ».

Posted By : 25 Sep, 2007

Confort thermique : Les classes de climats intérieurs

Qu’entend-t-on par classe de climat intérieur ?

Pour évaluer les risques de condensation dans les matériaux ou à la surface de ceux-ci, il est nécessaire de connaître les conditions de climat intérieur qui sont présumées exister dans les locaux limités par les parois.
En fonction des valeurs moyennes annuelles de température et d’humidité relative de l’air intérieur des bâtiments, le CSTC dans ses publications distingue différentes classes de climat intérieur en fonction de la valeur annuelle moyenne de pression de vapeur d’eau p_i à l’intérieur du bâtiment.

Quelles sont les classes de climat intérieur?

En fonction des pressions de vapeur moyennes annuelles (p_i), le tableau suivant (extrait de la NIT 183 du CSTC) indique la classe de climat intérieur du local situé sous la toiture.

Définition du bâtiment	Exemples	p_i	Classe
Bâtiment avec une production de vapeur nulle ou faible.	lieux de stockage pour marchandises sèches églises salles de sport d’utilisation modérée	1 100 < p_i< 1 165	I
Bâtiment bien ventilé avec une production de vapeur limitée.	habitations de grande dimension écoles magasins bureaux non climatisés unités de soins hospitaliers	1 165 < p_i< 1 370	II
Bâtiment d’utilisation intense.	habitations sociales flats maisons de soins bâtiments faiblement climatisés (HR < 60 %)	1 370 < p_i< 1 500	III
Bâtiment avec une production de vapeur élevée.	piscines locaux industriels humides blanchisseries bâtiments fortement climatisés (HR > 60 %)	1 500 < p_i< 3 000	IV

Posted By : 25 Sep, 2007

Qualité de l’air

Les risques d’inconfort

L’être humain passe entre 80% et 90% de son temps dans un espace intérieur clos et y respire de l’air intérieur bien souvent plus pollué que l’air extérieur.

Par exemple, si le taux de ventilation d’une salle de réunion est insuffisant, l’air y est rapidement vicié par de multiples agents. En effet, le gaz carbonique (CO₂) produit par les occupants, les micro-organismes et matières odorantes dont ils sont porteurs,… maintiennent chaque personne dans une ambiance de plus en plus malsaine : la respiration est moins active, une fatigue prématurée apparaît. Le risque de contamination augmente, …

L’homme au repos ne consomme qu’environ 0,5 m³ d’air par heure pour respirer. Selon le type d’activité, ce taux peut atteindre 5 m³/h, alors que pour rencontrer le niveau de qualité requis, le taux de ventilation d’un local doit être au minimum de 22 m³/h par personne.

Les diverses substances de contamination et de pollution sont d’ordre biologique (germes pathogènes, pollens, spores), physique (particules radioactives, les poussières) ou chimique (composés organiques volatiles, matières odorantes, le gaz carbonique, fumée de tabac).

Certaines de ces substances peuvent être détectées immédiatement, d’autres ne sont pas décelables par les sens, même lorsque leur concentration dépasse la limite admissible.

À courte durée d’exposition, ces polluants peuvent provoquer irritations, nausées, maux de tête, … Mais à longue durée d’exposition, ils peuvent entrainer des pathologies plus graves et aller jusqu’au développement de certains cancers. En plus, actuellement, les effets combinés de ces polluants sont très peu connus.

La qualité de l’air intérieur est influencée principalement par :

L’environnement extérieur
Les matériaux de construction : revêtements, installations techniques, …
L’occupation du bâtiment : respiration, entretien, …
Le mobilier et les appareils électroménagers

En outre, le manque de ventilation et l’humidité, augmente le risque et la contamination biologique de l’air des espace intérieur.

Les polluants

Germes pathogènes

Le rassemblement d’un grand nombre de personnes dans un même local, réunies à une faible distance les unes des autres, augmente la possibilité d’une contamination par la densité de dispersion des facteurs de maladie. Il s’agit de micro-organismes comme les bactéries et les virus.

Allergènes

Certains pollens et spores de champignons peuvent provoquer des réactions de type allergique, des irritations et même de l’asthme, même chez des personnes peu sensibles. S’il est difficile d’échapper aux pollens (sauf filtration de l’air fourni), un mode constructif adéquat et une bonne ventilation doivent permettre d’éviter toute présence de champignons dans les bâtiments. Les acariens, blattes et moisissures peuvent aussi proliférer dans un bâtiment sous certaines conditions favorables. Ils sont également responsables de maladies allergiques chez les occupants.

Radon

Le radon est un gaz naturel inerte et radioactif, dépourvu d’odeur, de couleur ou de gout. Des concentrations trop importantes peuvent se rencontrer dans les bâtiments. Elles sont surtout dues à une forte radioactivité du sous-sol en certains endroits et principalement au sud du sillon Sambre et Meuse. Elles sont aussi présentes en doses plus faibles dans des matériaux à base de schiste. Il est toxique pour la santé et serait responsable de 9% des décès européens par cancer pulmonaire ce qui correspond à peu près au niveau du tabagisme passif.

Poussières

Il est important d’éviter l’empoussiérage des locaux. La mise en suspension des poussières est d’autant plus facile que l’air est plus sec : cette situation se produit en période de chauffe. Elles ont pour conséquence principale une irritation des voies respiratoires. Dans le cas de poussières d’asbeste, leur inhalation peut provoquer un cancer.

Composés organiques volatiles

L’utilisation et le stockage de matériaux organiques dans la construction et le mobilier, d’aérosols et produits de bricolage (colles, vernis, solvants, peintures,…) augmentent la concentration dans l’air des produits organiques nuisibles: le formaldéhyde contenu notamment dans certains panneaux d’aggloméré en est un exemple. En général, on ne connaît que peu de choses au sujet des caractéristiques d’émission et des effets sur la santé de ces matériaux. Il est donc difficile d’établir des valeurs seuils et des débits de ventilation adéquats. En outre, la source de ces substances étant en grande partie constituée de mobiliers et traitements de finition des surfaces, il est difficile d’en faire une estimation a priori. Enfin, il est probable que des effets de cocktails se produisent entre ces substances modifiant sensiblement leurs impacts sanitaires. Toutefois, ils sont suspectés de favoriser les allergies et l’asthme et d’avoir des effets irritant. Peu de composes de cette famille, à l’exception du formaldéhyde et du benzène qui à long terme sont cancérigènes, ont fait l’objet d’études importantes.

Matières odorantes

Les matières gazeuses odorantes provenant des cuisines, lieux d’aisance, locaux à forte densité d’occupation, vêtements,… sont des particules organiques complexes et particulièrement désagréables. Les odeurs sont surtout détectées par les personnes entrant dans un local : en effet, dans certaines limites, l’occupant s’accoutume aux odeurs.

Gaz carbonique

En respirant, chaque individu produit du gaz carbonique (CO₂). L’homme au repos rejette dans le local environ 20 litres/h de gaz carbonique pour 500 litres/h d’air expiré.

La concentration normale en CO₂ est de 300 ppm. A proprement parler, le gaz carbonique n’est pas dangereux pour la santé tant que sa teneur dans l’air ne dépasse pas 5 000 à 6 000 ppm. Une augmentation de CO₂ expiré correspond à une diminution de la teneur en oxygène (O₂) de l’air mais ceci n’a aucune conséquence sur le niveau d’oxygène nécessaire aux besoins respiratoires. Toutefois, un tel niveau réduit l’approvisionnement en oxygène du sang ce qui contribue à diminuer la concentration dans un premier temps et à l’apparition de maux de tête ensuite.

Le CO₂ est avant tout considéré comme un traceur des polluants humains. En effet, si on sent que l’air d’un local où il règne une teneur en CO₂ de 1 500 ppm n’est pas « frais », cela est dû aux autres effluents humains dont l’émission est parallèle à l’émission de CO₂.

Le monoxyde de carbone

Le monoxyde de carbone ou CO est un gaz inodore et incolore produit lors d’une combustion incomplète. Si l’appareil de combustion (chauffe-bains, poêles, chaudières, convecteurs à pétrole…) ou la chaufferie n’est pas correctement ventilée (par exemple si le conduit des fumées ou les grilles d’aération sont obturés ou que l’appareil est mal entretenu ou vétuste), le CO se retrouve dans l’air intérieur du bâtiment. Une fois respiré, il remplace l’oxygène transporté dans le sang et provoque une carence en oxygène qui peut aller jusqu’à la mort.

Les oxydes d’azotes

Les oxydes d’azote (NO_x) sont des gaz provenant de la combustion fossile, ils peuvent entrainer des irritations des voies respiratoires. C’est un facteur aggravant pour les personnes sensibles.

Fumée de tabac

Bien qu’il est interdit de fumer dans les lieux publics fermés depuis le 1er juillet 2011 en Belgique, la fumée de tabac reste encore un polluant de l’air courant. Elle a les caractéristiques d’une matière odorante et des poussières dues aux particules imbrûlées du tabac. Les fumées de tabac contiennent, entre autres, des goudrons, responsables des cancers, et du monoxyde de carbone. Les conséquences d’une ambiance enfumée sont l’irritation des voies respiratoires et des yeux ainsi que le risque d’apparition de maladies des poumons et du pharynx (asthme, infections,…).

Humidité

La vapeur d’eau n’est pas un polluant en soi mais l’humidité relative va jouer un rôle aggravant dans la qualité de l’air. En effet, plus l’air est sec, plus les irritations respiratoires seront favorisées et au contraire, plus l’air est humide, plus le développement des allergènes, moisissures et acariens sera favorisé.

Les teneurs admissibles

Le radon

La Belgique s’aligne sur les recommandations européennes en fixant la concentration maximale admissible pour le radon à 400 Bq/m³ d’air. À partir de cette valeur, il est conseillé d’agir. Dans le cas des nouvelles construction, la valeur ne doit pas dépasser les 200 Bq/m³ d’air.

Le formaldéhyde

La concentration maximale admissible est de 0,125 mg/m³ d’air pour le formaldéhyde.

Les matières odorantes

Pour les matières odorantes, il est pratiquement impossible d’en faire une évaluation et d’établir des valeurs limites : elles sont surtout détectées par des personnes entrant dans un local. Pour savoir si un bouquet d’odeurs est admissible, il faut aussi considérer la destination du local et la durée d’occupation. Dans les locaux scolaires, par exemple, occupés plusieurs heures par jour pendant de nombreuses années à un âge décisif pour le développement des individus, il faut prendre des mesures plus sévères que dans des locaux occupés occasionnellement. Dans le cas particulier de la présence d’odeurs corporelles, la concentration en gaz carbonique (CO₂) est un indicateur fiable. En effet, sa production est quasi proportionnelle à la production des odeurs corporelles.

Le CO₂

On distingue déjà l’air vicié d’un local de l’air extérieur « frais » quand la teneur en CO₂ s’élève à 0,15 % en volume (ou 1 500 ppm). La limite maximale dictée par l’annexe C3 de la PEB est de 1 000 ppm. Cette valeur sert de base pour définir les taux de ventilation des locaux.

Pour les lieux de travail, l’Arrêté royal du 10 octobre 2012 (modifié par celui du 25 mars 2016) concernant les exigences de base générales demande de ne pas dépasser une concentration de CO₂ de 800 ppm.

Les germes pathogènes, poussières d’asbeste et fumée de tabac

Concernant les germes pathogènes, les poussières d’asbeste (amiante) et la fumée de tabac, aucune présence de ces substances n’est admise, en principe, dans les locaux de travail.

Les taux de renouvellement d’air

Il existe une relation entre le débit d’air frais et le pourcentage prévisible de personnes insatisfaites (PPD) par la qualité de l’air ambiant. Le graphe ci-après donne ce pourcentage en fonction du volume d’air de ventilation en m³/h et par occupant.

Une concentration de CO₂ maximale de 0,15 % (ou 1 500 ppm) en volume correspond à un renouvellement d’air de 20 m³/h par personne, soit un pourcentage prévisible d’insatisfaits de près de 25 %. Les normes internationales suggèrent de n’admettre que 20 % maximum de personnes insatisfaites, ce qui correspond à un renouvellement d’air de 30 m³/h par personne.

Dans des locaux à usage particulier, ces valeurs de référence peuvent être différentes : par exemple dans une chambre d’hôpital, pour limiter les risques de contamination, il faut prendre un renouvellement d’air de 50 m³/h par personne. Par ailleurs, lorsqu’il est permis de fumer, il faut au minimum doubler les taux de renouvellement d’air proposés.

Le Règlement Général pour la Protection du Travail (RGPT) dans son article 56 du titre II, imposait une introduction d’air neuf et une évacuation d’air vicié de 30 m³/h et par travailleur présent dans le local (pour un volume minimum du local de 10 m^³par personne). Aujourd’hui, l’Arrêté royal fixant les exigences de base générales auxquelles les lieux de travail doivent répondre et qui remplace en partie le RGPT garde cette même imposition

La norme belge NBN B 62-003 003 (qui devrait, à terme, être remplacée par la norme européenne NBN EN 12831 (2003)) portant sur le « calcul des déperditions calorifiques des bâtiments » envisage des renouvellements d’air de 10 m³/h et par personne dans les locaux où l’on ne fume pas et de 20 m³/h et par personne dans les locaux où l’on fume. Cette ancienne norme focalisée sur le dimensionnement des installations en chauffage est donc en contradiction avec celles traitant explicitement de la qualité des ambiances. Ces valeurs ne doivent donc pas être prises comme référence.

Norme européenne EN 13779

La norme européenne EN 13779 (Ventilation dans les bâtiments non-résidentiels – Exigences de performances pour les systèmes de ventilation et de conditionnement d’air, 2007) propose différentes classes en fonction de la qualité de l’air souhaitée.

L’annexe C3 de la PEB impose, quant à elle, au minimum une classe de qualité INT3 (qualité d’air intérieur modéré).

Ces débits sont relatifs à des locaux dont la pollution principale est d’origine humaine. Dans le cas contraire, des débits différents peuvent être appliqués. Ce peut être le cas, par exemple, en présence de photocopieurs ou d’imprimantes laser, grands émetteurs de polluants.

Posted By : 25 Sep, 2007

Confort thermique : généralité

Le confort thermique est défini comme « un état de satisfaction du corps vis-à-vis de l’environnement thermique ».

Les 6 paramètres traditionnels du confort thermique

Le confort thermique est traditionnellement lié à 6 paramètres :

Le métabolisme, qui est la production de chaleur interne au corps humain permettant de maintenir celui-ci autour de 36,7°C. Un métabolisme de travail correspondant à une activité particulière s’ajoute au métabolisme de base du corps au repos.
L’habillement, qui représente une résistance thermique aux échanges de chaleur entre la surface de la peau et l’environnement.
La température ambiante de l’air Ta.
La température moyenne des parois Tp.
L’humidité relative de l’air (HR), qui est le rapport exprimé en pourcentage entre la quantité d’eau contenue dans l’air à la température ta et la quantité maximale d’eau contenue à la même température.
La vitesse de l’air, qui influence les échanges de chaleur par convection. Dans le bâtiment, les vitesses de l’air ne dépassent généralement pas 0,2 m/s.

Notez que de façon simplifiée, on définit une température de confort ressentie (appelée aussi « température opérative » ou « température résultante sèche ») :

T°opérative = (T°air + T°parois) / 2

Cette relation simple s’applique pour autant que la vitesse de l’air ne dépasse pas 0,2 m/s.

Ainsi, le lundi matin, la température des parois est encore basse et le confort thermique risque de ne pas être atteint malgré la température de l’air de 20 ou 21°C…

Confort et température

Confort = équilibre entre l’homme et l’ambiance.

Dans les conditions habituelles, l’homme assure le maintien de sa température corporelle autour de 36,7°C. Cette température est en permanence supérieure à la température d’ambiance, aussi un équilibre doit-il être trouvé afin d’assurer le bien-être de l’individu.

La figure ci-dessus considère le sentiment de confort thermique exprimé par les sujets eux-mêmes. Il s’agit de pourcentages prévisibles d’insatisfaits (PPD), exprimés sur l’axe vertical, pour des personnes au repos en position assise (celle qui font la sieste au bureau, par exemple !), ou pour des personnes effectuant un travail léger (= travail de bureau).

Il est impossible de définir une température qui convienne à tous : il reste au mieux 5 % d’insatisfaits !

Il est intéressant de constater que la courbe des sujets au repos est centrée sur 26°C, et qu’elle est plus resserrée : ces personnes sont plus sensibles à de faibles variations de température.

La courbe représentant le travail léger glisse vers les basses températures : les personnes ayant plus de chaleur à perdre préfèrent des températures plus basses.

La diffusion de chaleur entre l’individu et l’ambiance s’effectue selon divers mécanismes :

Schéma diffusion de chaleur entre l'individu et l'ambiance.

Plus de 50 % des pertes de chaleur du corps humain se font par convection avec l’air ambiant (convection et évaporation par la respiration ou à la surface de la peau).

Les échanges par rayonnement à la surface de la peau représentent jusqu’à 35 % du bilan alors que les pertes par contact (conduction) sont négligeables (< 1 %).

Le corps perd également 6 % de sa chaleur à réchauffer la nourriture ingérée.

Cette importance de nos échanges par rayonnement explique que nous sommes très sensibles à la température des parois qui nous environnent, … et explique l’inconfort dans les anciennes églises, malgré l’allumage de l’aérotherme deux heures avant l’entrée des fidèles !

Confort et humidité

L’incidence sur la transpiration

L’humidité relative ambiante influence la capacité de notre corps à éliminer une chaleur excédentaire.

Ainsi, une température extérieure de 24°C et une humidité relative de 82 % (après une pluie en période de forte chaleur), entraînent une forte impression de moiteur, due à l’impossibilité pour la peau d’évaporer l’eau de transpiration et donc de se rafraîchir.

Par contre, une température de 24°C conjointe à une humidité relative de 18 % (climat estival méditerranéen) permet de refroidir la peau par l’évaporation de l’eau de transpiration. La chaleur nous paraît » très supportable « .

L’impact de l’humidité relative dans un bâtiment

L’humidité a relativement peu d’impact sur la sensation de confort d’un individu dans un bâtiment. Ainsi, un individu peut difficilement ressentir s’il fait 40 % ou 60 % d’humidité relative dans son bureau.

L’inconfort n’apparaît que lorsque :

L’humidité relative est inférieure à 30 %,
L’humidité relative est supérieure à 70 %

De faibles niveaux d’humidité (en deçà de 30 %) donnent lieu à certains problèmes :

Augmentation de l’électricité statique (petites décharges lors du contact avec des objets métalliques),À noter que la présence de décharges électrostatiques n’est pas forcément imputable à la sécheresse de l’air (un tapis non traité à l’antistatique peut également provoquer ce type de problème), mais l’air sec (peu conducteur) renforce ce phénomène.

Gêne et irritation accrue à la fumée de tabac (du fait d’un abaissement du seuil de perception des odeurs).

Augmentation de la concentration en poussières dans l’air (diminution de la taille des particules) et donc de leur vitesse de sédimentation et dès lors du nombre de bactéries aéroportées, ce qui serait susceptible d’induire une augmentation de la fréquence de maladies respiratoires en hiver lorsque l’humidité de l’air est faible.

Les gains énergétiques entraînés par une diminution drastique de l’humidification de l’air doivent être comparés aux pertes entraînées par un absentéisme accru…

De hauts niveaux d’humidité (au-delà 70 % HR) donnent lieu à une croissance microbienne importante et à des condensations sur les surfaces froides :

C’est ce qu’indique le diagramme ci-dessous, précisant la plage de taux d’humidité ambiante optimale d’un point de vue hygiénique (d’après Scofield et Sterling) (Doc.Dri-Steem/Pacare).

La plage de confort température-humidité

Pour un confort optimal et pour une température de l’air aux environs de 22°C, on peut dès lors recommander que l’humidité relative soit gardée entre 40 et 65 %.

Plus précisément, on peut définir une plage de confort hygrothermique dans le diagramme suivant (extrait de l’article de R. Fauconnier L’action de l’humidité de l’air sur la santé dans les bâtiments tertiaires parut dans le numéro 10/1992 de la revue Chauffage Ventilation Conditionnement).

Zone à éviter vis-à-vis des problèmes de sécheresse.
et 3 : Zones à éviter vis-à-vis des développements de bactéries et de microchampignons.
Zone à éviter vis-à-vis des développements d’acariens.
Polygone de confort hygrothermique.

A noter enfin que les limites d’humidité imposées en Suisse par la SIA V382/1 sont beaucoup moins exigeantes : on admet une humidité située en permanence entre 30 et 65 % HR, avec des pointes entre 20 et 75 % HR durant quelques jours par an. De tels taux momentanés sont supportables physiologiquement, sans qu’il ne soit nécessaire de recourir à une humidification artificielle.

Pour plus d’informations sur l’impact du taux d’humidité sur la santé, on consultera l’ouvrage Manuel de l’humidification de l’air.

Confort et vitesse de l’air

La vitesse de l’air (et plus précisément la vitesse relative de l’air par rapport à l’individu) est un paramètre à prendre en considération, car elle influence les échanges de chaleur par convection et augmente l’évaporation à la surface de la peau.

À l’intérieur des bâtiments, on considère généralement que l’impact sur le confort des occupants est négligeable tant que la vitesse de l’air ne dépasse pas 0,2 m/s.

À titre de comparaison : se promener à la vitesse de 1 km/h produit sur le corps un déplacement de l’air de 0,3 m/s.

Le mouvement de l’air abaisse la température du corps, facteur recherché en été, mais pouvant être gênant en hiver (courants d’air).

Condition hivernale

De façon plus précise :

Vitesses résiduelles	Réactions	Situation
0 à 0,08 m/s	Plaintes quant à la stagnation de l’air.	Aucune.
0,13 m/s	Situation idéale.	Installation de grand confort.
0,13 à 0,25 m/s	Situation agréable, mais à la limite du confort pour les personnes assises en permanence.	Installation de confort.
0,33 m/s	Inconfortable, les papiers légers bougent sur les bureaux.	Grandes surfaces et magasins.
0,38 m/s	Limite supérieure pour les personnes se déplaçant lentement.	Grandes surfaces et magasins.
0,38 à 0,5 m/s	Sensation de déplacement d’air important.	Installations industrielles et usines où l’ouvrier est en mouvement.

La fourniture d’air frais pour la ventilation d’un local n’entraîne en principe qu’un mouvement très faible de l’air.

Exemple.

Local dont l’air est renouvelé toutes les 10 minutes (soit un taux de renouvellement de 6) par circulation transversale :

volume local : 10 x 5 x 15 = 750 m³
débit d’air : 750 x 6 = 4 500 m³/h
section déplacement : 10 x 5 = 50 m²
vitesse de l’air : 4 500 x 1/50 = 90 m/h = 0,025 m/s !

Mais ce calcul sous-entend un déplacement uniforme de l’air dans la pièce.

En réalité, ce débit est fourni généralement par des bouches de pulsion de section nettement plus faible où la vitesse est beaucoup plus rapide. De plus, en climatisation, cet air peut être pulsé à une température nettement plus faible que l’ambiance…

Le confort est donc directement lié à la qualité de la diffusion de l’air dans la pièce, afin d’assurer une vitesse réelle inférieure à 0,25 m/s au droit des occupants.

Conditions estivales

Pour les températures de locaux comprises entre 21 et 24°C, un déplacement d’air à la vitesse de 0,5 à 1 m/s donne une sensation rafraîchissante confortable à des personnes assises n’ayant que de faibles activités. Mais lorsqu’on fournit un travail musculaire dans des endroits chauds, des vitesses d’air de 1,25 à 2,5 m/s sont nécessaires pour apporter un soulagement. On produit parfois des vitesses plus élevées lorsque des hommes sont soumis pour de courtes périodes à une chaleur rayonnante intense. Ce mouvement d’air sera obtenu à l’aide de ventilateurs.

L’effet rafraîchissant est ressenti peut-être exprimé en fonction de la diminution de la température de l’air qui donnerait le même effet rafraîchissant en air calme.

Voici les valeurs extraites du Guide pratique de ventilation – Woods, valables pour des conditions moyennes d’humidité et d’habillement :

Vitesse de l’air [m/s]	Refroidissement équivalent [°C]
0,1	0
0,3	1
0,7	2
1,0	3
1,6	4
2,2	5
3,0	6
4,5	7
6,5	8

L’importance du mouvement d’air nécessité pour obtenir un effet rafraîchissant peut être évaluée dans une certaine mesure par l’expérience personnelle des vitesses extérieures de l’air. La sensation de fraîcheur produite par un vent léger soufflant par une fenêtre par une chaude journée est familière à chacun. La vitesse généralement désignée par « brise légère » est de l’ordre de 2,5 m/s. L’échelle de Beaufort des vents reproduite sur le tableau ci-dessous donne des vitesses des vents en km/h et en m/s.

Force du vent à l’échelle Beaufort n°	Nature du vent	Vitesse en m/s	Vitesse en km/h
0	Calme	–	–
1	Air léger	1.5	5.4
2	Brise légère	3	10.8
3	Brise douce	5	18
4	Brise modérée	7	25
5	Brise fraîche	9	32.4
6	Brise forte	11	39.6
7	Vent modéré	13	47
8	Vent frais	15	54
9	Vent fort	18	65
10	Grand vent	21	76
11	Tempête	28	100
12	Ouragan	45	160

Confort, activité, habillement

L’estimation du niveau d’habillement

Le niveau d’habillement des occupants est caractérisé par une valeur relative, exprimée en « clo », l’unité d’habillement.

Tenue vestimentaire	Habillement
Nu.	0
Short.	0,1
Tenue tropicale type (short, chemise à col ouvert et à manches courtes, chaussettes légères et sandales).	0,3
Tenue d’été légère (pantalon léger, chemise à col ouvert et à manches courtes, chaussettes légères et chaussures.	0,5
Tenue de travail légère (chemise de travail en coton à manches longues, pantalon de travail, chaussettes de laine et chaussures.	0,7
Tenue d’intérieur pour l’hiver (chemise à manches longues, pantalon, pull-over à manches longues, chaussettes épaisses et chaussures.	1,0
Tenue de ville traditionnelle (complet avec pantalon, gilet et veston, chemise, chaussettes de laine et grosses chaussures.	1,5

L’évaluation du niveau d’activité

Diverses valeurs du métabolisme sont indiquées ci-après pour diverses activités.

Activité	W/m²	met
Repos,couché	45	0,8
Repos, assis	58	1
Activité légère, assis (bureau, école)	70	1,2
Activité légère, debout (laboratoire, industrie légère)	95	1,6
Activité moyenne, debout (travail sur machine)	115	2,0
Activité soutenue (travail lourd sur machine)	175	3,0

Indicateurs et plages de confort

Détermination traditionnelle des zones de confort thermique

Le corps humain possède un mécanisme de régulation qui adapte ses pertes de chaleur aux conditions thermiques de l’ambiance.

Ce mécanisme d’autorégulation laisse apparaître une zone où la variation de sensation de confort thermique est faible : c’est la zone dite de confort thermique. Il existe donc pour chaque situation une plage de conditions confortables. Cette plage se représente soit graphiquement sur des diagrammes psychrométriques, soit au moyen d’un indicateur unique regroupant les 6 paramètres cités plus haut. À cet effet l’indice de vote moyen prévisible (PMV) est utilisé et le pourcentage prévisible d’insatisfaits (PPD) est calculé.

Plages de confort pour une activité de bureau et un habillement d’été ou d’hiver, selon l’ASHRAE Hanbook of Fundamentals Comfort Model, 2005 superposées au climat de Bruxelles.

L‘indice de vote moyen prévisible (PMV – Predicted Mean Vote) donne l’avis moyen d’un groupe important de personnes qui exprimeraient un vote de sensation de confort thermique en se référant à l’échelle suivante :

Une valeur de PMV de zéro exprime une sensation de confort thermique optimale.
Une valeur de PMV négative signifie que la température est plus basse que la température idéale.
Réciproquement, une valeur positive signale qu’elle est plus élevée.

On considère que la zone de confort thermique s’étale de la sensation de légère fraîcheur (- 1) à la sensation de légère chaleur (+ 1), soit de -1 à + 1.

+3	chaud
+2	tiède
+1	légèrement tiède
0	neutre
-1	légèrement frais
-2	frais
-3	froid

Le pourcentage prévisible d’insatisfaits (PPD – Predicted Percentage Dissatisfied) donne, en fonction de l’indice PMV d’une situation thermique précise, le pourcentage de personnes insatisfaites par rapport à la situation.

Connaissant PMV, la figure ci-après permet d’évaluer directement PPD. Si par exemple, le PMV est de – 1 ou + 1, l’indice PPD montre que près de 25 % de la population n’est pas satisfaite. Pour ramener le PPD à une valeur maximale de 10 % (ce qui est généralement l’objectif à atteindre dans un bâtiment), le PMV doit se situer entre – 0,5 et + 0,5. Et pour une valeur 0 de PMV, soit un état de confort thermique optimal, il y a encore 5 % d’insatisfaits.

Le calcul du niveau de confort

Les mesures étant réalisées, le niveau d’habillement et le niveau d’activités étant connus, il est alors possible de déterminer où se situe la température opérative effective par rapport à l’optimum de confort.

De façon plus précise, des tableaux repris dans la norme donnent l’indice PMV en fonction de la vitesse relative de l’air pour un habillement et une température opérative donnés, lorsque l’humidité relative est de 50 %. Nous reprenons ci-dessous un exemplaire de ces tableaux pour la situation la plus fréquente en hiver. Dans celui-ci est mise en évidence (zone colorée) la zone de confort thermique pour un indice PMV situé entre – 0,5 et + 0,5, c’est-à-dire pour 10 % d’insatisfaits.

Hab. H (clo)	Temp. opér. to (°C)	PMV suivant la vitesse relative de l’air (m/s) – Niveau d’activité M = 70 W/m² –
Hab. H (clo)	Temp. opér. to (°C)	<0,10	0,10	0,15	0,20	0,30	0,40	0,50	1,00	1,50
0,5 (été)	18	-2,01	-2,01	-2,17	-2,38	-2,70	–	–	–	–
	20	-1,41	-1,41	-1,58	-1,76	-2,04	-2,25	-2,42	–	–
	22	-0,79	-0,79	-0,97	-1,13	-1,36	-1,54	-1,69	-2,17	-2,46
	24	-0,17	-0,20	-0,36	-0,48	-0,68	-0,83	-0,95	-1,35	-1,59
	26	0,44	0,39	0,26	0,16	-0,01	-0,11	-0,21	-0,52	-0,71
	28	1,05	0,96	0,88	0,81	0,70	0,61	0,54	-0,31	-0,16
	30	1,64	1,57	1,51	1,46	1,39	1,33	1,29	1,14	1,04
	32	2,25	2,20	2,17	2,15	2,11	2,09	2,07	1,99	1,95
1,0 (hiver)	16	-1,18	-1,18	-1,31	-1,43	-1,59	-1,72	-1,82	-2,12	-2,29
	18	-0,75	-0,75	-0,88	-0,98	-1,13	-1,24	-1,33	-1,59	-1,75
	20	-0,32	-0,33	-0,45	-0,54	-0,67	-0,76	-0,83	-1,07	-1,20
	22	0,13	0,10	0,00	-0,07	-0,18	-0,26	-0,32	-0,52	-0,64
	24	0,58	0,54	0,46	0,40	0,31	0,24	0,19	0,02	-0,07
	26	1,03	0,98	0,91	0,86	0,79	0,74	0,70	0,57	0,50
	28	1,47	1,42	1,37	1,34	1,28	1,24	1,21	1,12	1,06
	30	1,91	1,86	1,83	1,81	1,78	1,75	1,73	1,67	1,63

Partons d’un exemple de mesures

Dans un local de bureau où l’activité est légère et s’effectue en position assise, le métabolisme est de 70 W/m² ou 1,2 met. Supposons être en présence d’une personne en tenue d’intérieur pour l’hiver correspondant à un habillement de 1 clo. Les différentes mesures des paramètres physiques de l’ambiance donnent 20°C pour la température de l’air, 19°C pour la température moyenne de surface des parois, une humidité relative de 50 % et une vitesse de l’air de 0,15 m/s.

La température opérative est donc de 19,5°C. En se référant au tableau de la norme ci-dessous, on en déduit que l’indice PMV = – 0,56. Pour cette dernière valeur, le graphe PPD/PMV donne une prévision de 12 % de personnes insatisfaites par rapport à l’ambiance thermique du local.

Cherchons le confort optimal

Dans le cas de la détermination de la température d’ambiance optimale, l’objectif est de déterminer la température opérative optimale qui correspond à l’indice PMV = 0. Ensuite, la zone de confort thermique peut alors être établie pour un pourcentage de personnes insatisfaites donné.

En reprenant les mêmes hypothèses que l’exemple ci-dessus, la norme donne un indice PMV = 0 pour une température opérative optimale de 22°C. En admettant un écart de 1°C entre T°air et T°parois (ce qui n’est pas beaucoup), la température de l’air sera optimale pour 22,5°C !

En admettant 10 % d’insatisfaits (PMV compris entre – 0,5 et + 0,5), la température opérative varie de 19,8°C et 24,2°C. Soit pour la température de l’air : une zone de confort thermique de 4,4°C, allant de 20,3°C à 24,7°C (zone de couleur jaune du tableau).

Autrement dit, en hiver, dans un bureau bien isolé (T°parois élevées), on admettra un confort basé sur une température d’air de 20,5°C. Mais si la température des parois est faible (simples vitrages, par exemple), il faudra apporter un air à 21, voire 22°C pour assurer le confort.

Le confort thermique restera toujours variable en fonction des individus

La zone théorique de confort étant déterminée, la sensation de confort peut aussi être influencée par d’autres éléments comme l’état de santé, l’âge ou l’état psychologique de l’individu. Dans chacun de ces cas, il faudra admettre une température d’ambiance différente qui peut être située hors de la zone de confort thermique. De plus, la qualité ou « chaleur » humaine qui entoure l’individu participe à la sensation de confort ou d’inconfort. Enfin, la possibilité d’une intervention personnelle sur les caractéristiques de l’ambiance de son lieu d’activité est importante si on veut éviter tout sentiment de frustration ou d’enfermement et donc d’inconfort.

Confort au niveau du pied

Le texte ci-dessous est extrait de la brochure du FFC : Technologie de la construction – Méthodes de construction – Isolation thermique – Généralités.

Bien que dans les échanges thermiques, les pertes par contact (conduction) soient négligeables (< 1 %), une problématique courante réside dans le fait qu’avec certains types de plancher, on aura froid aux pieds et non avec d’autres. On admet en général que, pour un pied non chaussé, une température de contact inférieure à 26°C soit désagréable.

Lorsqu’un objet à une température θ₁ est mis en contact avec un objet à une température q2, la surface de contact se mettra à une température comprise entre les deux précitées.

Les relations ci-après permettent de calculer la température de contact ( θ_c) entre le corps humain et quelques matériaux :

Acier :	θ_C	=	2,1 + 0,93 θ
Béton :	θ_C	=	10,6 + 0,65 θ
Bois :	θ_C	=	19,4 + 0,35 θ
Tapis :	θ_C	=	27,5 + 0,08 θ
θ est la température initiale du matériau.

Ainsi, si on touche un objet en acier dont la température est inférieure à – 2,2°C, la température de contact sera inférieure à 0°C. Ceci explique pourquoi, si en période de gel, des enfants touchent avec la langue un garde-corps de pont en acier par exemple, celle-ci adhérera par le gel.

Il ressort de la relation θ_C= 27,5 + 0,08 θ , que pour toutes les températures courantes, un tapis est suffisamment chaud aux pieds. De même, un plancher en bois ne fera généralement pas l’objet de plaintes pour autant que la température de surface ne descende pas sous 19°C.
Par contre, un revêtement de sol en béton ou en dalles ne sera chaud aux pieds que si la température est au moins de 24°C. C’est pourquoi ces types de planchers font souvent l’objet de plaintes auxquelles on ne peut remédier que par la pose d’un tapis ou l’installation d’un système de chauffage par le sol.
Conseiller d’isoler, à sa face inférieure, un plancher en matériau pierreux afin d’augmenter le confort du pied est généralement peu judicieux. Quelle que soit l’isolation, des températures superficielles de 24°C ou plus ne peuvent être atteintes qu’avec une température de l’air de 27 °C, ce qui crée par ailleurs un certain inconfort.

Zones de confort adaptatif

Comme l’a montré la théorie du confort adaptatif, les plages de confort ne devraient pas être vues comme des valeurs statiques, définies une fois pour toutes. En réalité, elles sont susceptibles de varier selon la capacité d’action de l’occupant, l’historique météorologique, etc. C’est déjà partiellement reflété par l’intégration de l’habillement et de l’activité dans les représentations traditionnelles, mais cela reste trop partiel.

Il faut reconnaitre qu’il est difficile de représenter clairement une zone de confort définie sur base de six paramètres, en intégrant en plus la variabilité de ceux-ci. Heureusement, les recherches ont montré que parmi ces 6 paramètres, la température opérative était prédominante, et que la plupart des facteurs d’adaptation sont liés à la température moyenne extérieure. Les développeurs des théories du confort adaptatif ont donc pu simplifier la représentation de leurs résultats. On trouve aujourd’hui dans la littérature des figures donnant des plages de confort intérieur, exprimées uniquement sur base de la température opérative, en fonction d’une température de référence, généralement définie comme une moyenne des températures relevées sur quelques jours. Certains auteurs font cependant remarquer que ces représentations sont trop simplistes et font oublier les autres paramètres du confort thermique, notamment l’humidité.

Températures opératives correspondantes aux différentes plages de confort définies par la norme NBN EN 15251.

En outre, ces plages de références ne sont utilisables que pour certains ‘profils de bâtiment’, et surtout d’occupants. Les théories du confort adaptatif l’on montré, la capacité d’action de l’occupant sur son environnement est un paramètre fondamental du confort. Il est donc nécessaire d’en tenir compte lorsque l’on choisit des systèmes techniques : va-t-on privilégier une gestion automatisée et centralisée, pour éviter « des mauvaises gestions » (oh, le méchant occupant qui dérègle ma belle machine !), ou au contraire choisir un système laissant à l’occupant la totalité du contrôle ? Bien entendu des solutions intermédiaires existent.

La capacité d’action de l’occupant ne dépend pas uniquement des dispositifs techniques. Elle est aussi liée à son activité ou à l’organisation du travail. Par exemple, on imaginera assez facilement un employé de bureau passant 8 heures continues à son poste de travail contrôler l’ouverture de la fenêtre située juste à côté de lui. Ce sera plus difficile pour quelqu’un qui saute d’une réunion à l’autre et n’a pas de poste de travail fixe.

On parlera d’un occupant actif s’il est capable et motivé à prendre en charge une partie de la gestion de l’ambiance, et d’un occupant passif dans le cas contraire. L’organigramme ci-dessous aide à identifier le type d’occupant auquel on a affaire.

Profil des occupants, inspiré de Adaptive temperature limits: A new guideline in The Netherlands : A new approach for the assessment of building performance with respect to thermal indoor climate, A.C. van der Linden, A.C. Boerstra, A.K. Raue, S.R. Kurvers, R.J. de Dear.

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