La qualité de l’air intérieur en environnement scolaire est une préoccupation majeure et devient de plus en plus un sujet sensible. La ventilation double flux est souvent une réponse adaptée et prépondérante pour le marché du tertiaire.
L’obligation de mesures de la qualité de l’air remplacée par un guide de bonnes pratiques
L’obligation, prévue pour ce début d’année, de mesurer la qualité de l’air dans les 9 000 crèches et les 17 000 écoles maternelles françaises, a été repoussée à 2018 et est dans l’intervalle remplacée par un guide de bonnes pratiques qui s’organise autour de quatre grilles d’autodiagnostic à destination des équipes de gestion (direction, mairie…), des services techniques en charge de la maintenance du site, des responsables des activités de la pièce occupée (enseignant, puéricultrice…) et enfin des personnels d’entretien des locaux. (*)
Une porte de sortie est ainsi offerte aux élus contre un engagement de bonnes pratiques.
« L’important, c’est avant tout que les solutions performantes existent et qu’il y ait une prise de conscience de certaines collectivités qui vont continuer à avancer. Le guide des bonnes pratiques va poursuivre la sensibilisation et la prise en compte du sujet. C’est en effet un pari sur l’avenir des tout-petits que de garantir une qualité d’air optimale », précise Violaine Ohl-Gasteau, responsable filtration et épuration pour la qualité de l’air au sein de Uniclima.
« Les parents d’élèves sont de plus en plus informés et le sujet devient sensible aussi en ce sens, mais le frein majeur à ce jour à la mise en place de systèmes performants reste la difficulté pour le financement des travaux lié à la chute des dotations et l’absence de visibilité financière de beaucoup de mairies », ajoute Bernard Porret, directeur de CETBI, bureau d’études spécialisé notamment en établissement recevant du public et environnement scolaire.
Ventiler est primordial, le double flux apporte une solution souvent optimale
« 99 % des installations de ventilation dans le neuf tertiaire en Europe sont en double flux et nous prévoyons une croissance globale à deux chiffres sur les trois prochaines années », note Frédéric Giraudet, responsable marché tertiaire de Aldes.
Au niveau des évolutions du marché, nous observons trois tendances :
- l’importance croissante des techniques d’échangeur rotatif issues des solutions en place sur les CTA :
- la décentralisation quand cela est possible et surtout en rénovation ;
- l’effort sur la haute efficacité énergétique au niveau des échanges,
60 % des salles de classe sans ventilation
Or la mauvaise qualité de l’air a des effets qui vont bien au-delà de l’effet somnolence dû à l’excès de CO2. C’est un enjeu de santé important en particulier pour les enfants en bas âge, et, pour exemple, 43 % des écoles en Île-de-France ont une mauvaise qualité d’air (source Ademe).
La ventilation simple flux hygro B ne permet pas de garantir suffisamment le renouvellement d’air nécessaire pour limiter la quantité de certains polluants dont le formaldéhyde : pour Olivier Sidler, de Enertech, l’avantage de l’hygro B est de permettre, en théorie, une économie d’énergie importante grâce à la réduction des débits d’air. Mais, lorsqu’on rapproche le débit probable (0,3 vol/h) des débits nécessaires au respect des exigences sanitaires, que ce soit le gaz carbonique et surtout le formaldéhyde et d’autres polluants, il apparaît que ce débit est insuffisant car il devrait être aux alentours de 0,6 vol/h en permanence. En ce sens, la ventilation double flux apporte une réponse plus adaptée.
Bien entendu, la solution est aussi de limiter la pollution à la source, à savoir les matériaux ou produits émetteurs de polluants, c’est tout le sens du guide de bonnes pratiques, avec les précautions sur les achats de mobiliers et de produits ménagers et sur les matériaux de construction ou second œuvre.
« Nous lançons une solution de ventilation double flux décentralisée pour répondre spécifiquement au marché de la rénovation d’environnement scolaire », explique Marc Dourel, chef de produit Centrale double flux tertiaire chez Aldes.
Avec des objectifs poursuivis qui sont simples :
- éliminer les polluants avec un renouvellement d’air permanent tout en limitant les dépenses énergétiques. Avec jusqu’à 53 % d’économie sur la facture de chauffage par rapport à la simple ouverture des fenêtres, 28 % d’économie par rapport à une VMC simple flux ;
- contrôler le taux de CO2 de l’air intérieur par capteur ;
- permettre une installation du système en une demi-journée, ce qui autorise à ne pas fermer la classe ou l’école pendant les travaux ;
- garantir la tranquillité en classe, 30 dB(A), bruit rayonné à 1 m conforme au seuil recommandé dans une chambre.
Le matériel prêt à installer est aux environs de 17 000 € (prix public) avec le kit sonde C02.
© ALDES
Directives Éco-conception, les systèmes de ventilation sont concernés
« Les règlements ont été publiés en novembre 2014 avec une entrée en vigueur dès le 1er janvier 2016. Le règlement Éco-conception définit des exigences de performances à atteindre pour les équipements de ventilation qui seront mis sur le marché communautaire. En 2018, les exigences seront renforcées, mais les mesures principales ont été anticipées par les constructeurs », explique Violaine Ohl-Gasteau.
Illustration avec Marc Dourel, de Aldes : « L’efficacité de nos deux gammes Everest et DFE XS a été particulièrement soignée pour être d’ores et déjà conforme aux exigences du futur règlement ErP 2018 qui vise à la réduction des dépenses énergétiques sur plusieurs points : un rendement de l’échangeur supérieur à 68 %, une consommation des moteurs réduite, une obligation de bypass pour le rafraîchissement nocturne et la surveillance d’encrassement des filtres. »
Nos centrales incluent un nouvel échangeur à plaque contre flux avec des rendements thermiques jusqu’à 90 %, et la consommation du ventilateur centrifuge équipé d’un moteur EC et d’une roue à réaction permet d’obtenir, en conditions nominales, un SFP (2) inférieur à 2, précise-t-il.
(2) Le SFP global de la centrale DF s’exprime en kW/m3/h et qui est le quotient de la somme des puissances consommées de 2 moteurs sur le débit le plus important. Si les débits extraction/soufflage sont différents,ce SFP est calculé au point de fonctionnement (débits/pressions) requis par l’installation.
Jean François Moreau
Double flux pour un restaurant scolaire (école Saint-Joseph, Lyon VIIe)
Concilier QAI, confort acoustique et thermique, économie d’énergie, dans un restaurant scolaire.
A été mise en place une VMC double flux de notre gamme Everest avec pilotage des débits de ventilation de 1 000 à 7 000 m3/h, avec une modulation optimisée pour concilier confort constant (maîtrise des débits et de la température ambiante et maîtrise des consommations d’énergie).
« Dans le cadre du lot CVC qui nous a été confié, nous avions la responsabilité de mettre en œuvre la centrale double flux Everest d’Aldes, ainsi que deux hottes d’extraction Hozone au-dessus du four et de la laverie, avec compensation d’air T.VEC », indique Christophe Cros, dirigeant de Cros Thermique.
Étant entièrement précâblée et dotée de connexions simplifiées, la centrale a pu être raccordée sans difficultés malgré l’étroitesse de l’emplacement qui lui était réservé. L’entretien est lui aussi facilité par l’accessibilité au moteur et aux différents composants via la face avant, poursuit Christophe Cros.
« Il est possible d’effectuer des contrôles permanents à distance, via GTB, PC, tablette ou smartphone. Le pilotage optimisé des débits s’effectue selon cinq modes : vitesse constante, pression constante, débit constant, CO2, pression optimisée. Il est également possible de configurer des plages horaires de fonctionnement selon le taux de présence dans les locaux », précise Marc Dourel, d’Aldes.
Double flux thermodynamique pour la ventilation, mais aussi le chauffage et le rafraîchissement
« Cette solution s’adapte parfaitement dans une logique de rénovation décentralisée de salle de classe. Nous l’avons également mis en place pour des salles de réunion et une salle de conseil municipal », indique Bernard Porret, de CETBI.
On entend par décentralisée un fonctionnement de la ventilation double flux (thermodynamique ou non) pièce par pièce.
« L’avantage de la décentralisation par salle est évidemment de supprimer pratiquement tous les réseaux de distribution d’air et de s’affranchir, en rénovation, des problématiques de sécurité incendie » insiste l’expert.
La décentralisation permet également une meilleure intermittence, évitant la mise en route d’une grosse installation dans le cadre d’utilisations ponctuelles de salles spécifiques hors programme horaire de base de la ventilation et du chauffage. De cette manière, le matériel thermodynamique décentralisé et individuel prend tout son sens.
La VMC double flux thermodynamique utilise l’énergie contenue dans l’air extrait à température constante aux alentours de 20 C° et, grâce à la PAC qu’elle inclut, fournit de l’énergie calorifique pour les besoins du chauffage avec un rendement ou COP de 3,5 à 5. Ce système est bien adapté pour des salles jusqu’à 250 m2, précise-t-il.
Ces dispositifs sont aussi très intéressants car ils sont beaucoup moins coûteux qu’un système centralisé, mais ils peuvent poser quelques problèmes d’intégration, notamment en façade car le plus souvent en connexion directe avec l’extérieur.
« En conclusion, les solutions performantes existent et peuvent se mettre en œuvre rapidement, notamment en rénovation. De plus, pour améliorer encore l’efficacité du domaine ventilation et la mise en place des projets, tant en neuf qu’en rénovation, le Guide HQE sur la mesure de la QAI à réception va bientôt paraître », complète Violaine Ohl- Gasteau.
CETIAT
Impact des dispositifs de filtration de la ventilation double flux en environnement scolaire. Alain Ginestet, CETIAT
« Nous venons de conclure une étude dont l‘objectif était d’évaluer l’Impact de la filtration de l’air entrant sur la qualité de l’air intérieur (représentée par la concentration en particules) d’une école »,expose Alain Ginestet, du CETIAT.
L’étude s’est déroulée dans une école maternelle construite en 2010, située dans une commune rurale, à Lent (01), avec une centaine d’enfants dans 4 salles de classe, 1 salle de repos et 1 salle de motricité.
Le renouvellement d’air y est assuré par une ventilation double flux avec récupération de chaleur par échangeur statique ; elle a été équipée successivement de filtres G4, F7 et F9 (classe EN 779) sur l’air neuf avec un débit quasi constant de 2 400/2 600 m³/h sur air entrant et air extrait (ce qui correspond à un renouvellement d’air d’environ 1,3 à 1,4 vol/h).
« Une stratégie de mesures a été élaborée sur trois jours consécutifs (mardi, mercredi et jeudi) pour prendre en compte des activités différentes à l’intérieur des salles (y compris l’absence des enfants le mercredi après-midi). Pour chacun de ces jours, les trois types de filtres ont été testés à tour de rôle durant trois semaines », explique Alain Ginestet.
La concentration en particules a été mesurée par comptage particulaire (de 0,3 à 10 μm) sur des échantillons d’air prélevés à vitesse constante. Deux résultats ont été calculés :
- l’efficacité des filtres air neuf (amont filtre) et air insufflé (aval filtre) ;
- le rapport de concentration intérieur/extérieur (I/O) entre air neuf et air extrait (représentatif de l’air intérieur). Plus l’efficacité des filtres augmente, plus le rapport I/O est petit.
« Les résultats ont démontré sans équivoque la conformité des résultats en situation dans l’école par rapport aux valeurs d’efficacité des filtres obtenues sur banc d’essai. Le filtre F7 est un bon compromis entre protection importante et perte de charge correcte au niveau de la centrale double flux. »
La filtration G4 n’étant, quant à elle, pas suffisante, entre autres au niveau des particules fines < 1 micron, qui ont un impact sanitaire certain, notamment pour les jeunes enfants. Les particules fines viennent essentiellement de l’extérieur. Par contre, pour les particules de diamètre > à 2 à 3 μm, l’influence de l’efficacité des filtres est moindre, car ces particules proviennent essentiellement de l’intérieur du fait de la présence humaine et des activités : il a également été mis en évidence l’influence du ménage.
