Après avoir collecté différents retours d'expérience via le dispositif REX Bâtiments performants, l'Agence Qualité Construction, le CD2E et Ville Aménagement Durable ont compilé douze enseignements sur la ventilation double flux en rénovation, .

Les 12 commandements auxquels doit obéir la double flux en rénovation

Le choix de la VMC double flux se fait notamment dans le cadre de rénovations très performantes d’un point de vue énergétique. Son efficacité est associée en particulier à une bonne étanchéité à l’air du bâti, mais aussi à la possibilité, pour certaines installations double flux, de pouvoir moduler les débits selon l’usage et l’occupation d’un bâtiment non-résidentiel. La VMC double flux a également un rôle prépondérant dans la performance énergétique, puisque la présence d’un échangeur thermique dans la centrale de traitement d’air permet de récupérer les calories de l’air extrait vicié et de les transférer à l’air neuf. La prise en compte de l’encombrement des réseaux et de la centrale de traitement d’air dans la réflexion globale du projet de rénovation est essentielle pour plusieurs raisons :

la centrale double flux (DF) a une taille plus imposante que le caisson simple flux (SF) ;

deux réseaux aérauliques (plus, le cas échéant, les réseaux d’air neuf et de rejet) doivent être mis en œuvre, contre 1 seul pour la Simple Flux (plus, le cas échéant, le réseau de rejet) ;

il est vivement recommandé que l’ensemble du système DF soit placé dans le volume chauffé.

Au-delà de la mise en œuvre, une attention régulière doit être portée à la VMC double flux en phase d’exploitation. Pour permettre son bon fonctionnement, l’entretien et la maintenance des différents éléments doivent être réalisés fréquemment. Afin d'améliorer l'installation d'une ventilation double flux en rénovation, nous avons listé douze enseignements principaux issus de l’analyse et de la synthèse des retours d’expériences observés depuis 2010 dans le cadre du Dispositif REX Bâtiments performants.

1. Éloigner la prise d'air de toute source de pollution

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La prise d’air de la CTA est proche de zones polluées : trafic routier, espace fumeur du bâtiment, végétation, sous-sol, ventilation naturelle des parkings, etc. Les polluants et les odeurs peuvent donc rentrer dans le bâtiment et déteriorer la qualité de l'air intérieur. L'encrassement des filtres peut aussi générer une forte perte de charge compensée par le ventilateur du caisson de ventilation pour assurer un débit constant. Le surcoût lié à l'entretien et au changement des filtres est également plus important.

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Il est préférable de réaliser une analyse environnementale du site, puis déterminer l’emplacement le plus opportun, de manière à éviter l’entrée de polluants (industriels, naturels, thermiques...) dans le bâtiment. S’il y a lieu, il faut éloigner la prise d’air neuf du bâtiment en la positionnant dans une zone à l’écart des sources de pollutions et des rejets d’air vicié et proscrire les prises d’air neuf proches du sol, surtout dans les situations à potentiel radon élevé.

2. Limiter et calorifuger les installations de la ventilation situées hors volume chauffé

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La centrale et les gaines de soufflage et de reprise situées hors du volume chauffé ne sont pas correctement calorifugées ou la longueur des gaines calorifugées en extérieur est très importante, résultat l’efficacité énergétique de l’installation diminue à cause des déperditions énergétiques au niveau des gaines et, le cas échéant, de la centrale.

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Il faut privilégier au maximum l’installation de la ventilation dans le volume chauffé, en anticipant le passage des réseaux. Lorsqu’une installation dans le volume chauffé n’est pas possible, limitez au maximum les longueurs de gaines des réseaux de soufflage et de reprise situées hors volume chauffé. Il faut veiller à la pérennité de l'installation grâce à une protection double peau de type capotage aluminium, protégeant l’isolant rapporté, sans omettre les trappes de visites. En tertiaire, si l’isolant doit être rapporté, privilégiez une entreprise possédant une certification de calorifugeur.

3. Prévoir en conception des débits de ventilation cohérents avec l'occupation finale

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Les hypothèses d’occupation prises lors de la phase conception ne correspondent pas à l’occupation effective après livraison. Les cas les plus fréquemment rencontrés mettent en avant des situations où l’occupation est sous-évaluée en phase conception. Il y a donc un risque pour la qualité de l’air intérieur, car le renouvellement d’air, défini en fonction d’hypothèses d’occupation sous-évaluées, est insuffisant par rapport à l’occupation réelle des locaux.

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Il faut inviter la MOA à définir précisément ses besoins pour concevoir un bâtiment adapté et mettre en place dès la conception un échange continu entre les acteurs, afin d’identifier au plus tôt les usages et retenir les meilleures hypothèses d’occupation. Le professionnel installera aussi un registre motorisé fonctionnant sur détection de CO2 qui permet d’adapter le débit en fonction de l’occupation réelle (à condition que l’effectif n’aille pas au-delà de la plage de fonctionnement).

La solution corrective consistera à augmenter les débits de soufflage en revoyant les réglages de la CTA si cela est envisageable (dimensionnement des réseaux aérauliques, capacité de la centrale et terminaux permettant des débits plus importants), et ajuster en conséquence les débits d’extraction.

4. Assurer une bonne diffusion de l'air

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Les occupants ressentent des courants d’air et un inconfort acoustique au niveau des bouches d’insufflation. Ils risquent d'obstruer les diffuseurs ou de modifier des réglages de la CTA, voire l'arrêter. Le renouvellement d’air serait alors insuffisant engendrant un risque de dégradation de la QAI.

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Il est conseillé de réaliser une étude détaillée de diffusion de l’air type CFD (prenant en compte les débits, les vitesses d’air, la portée des flux, les températures, l’utilisation, la présence éventuelle d’obstacles comme des poutres...) afin d’identifier la position des bouches et le choix des diffuseurs. Limitez également la vitesse de soufflage dans les zones d’occupation conformément à la norme ISO 7730 et réalisez l’équilibrage du système de ventilation lors de la mise en service. La mesure des vitesses d’air en sortie de bouches d’insufflation, en se basant sur le PV exhaustif de DOE, est également à adopter.

5. Tester et contrôler l'asservissement de la ventilation au taux de CO2

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Les débits de ventilation n’augmentent pas malgré une présence humaine et un taux de CO2 croissants, à cause d'un choix inadapté en phase conception ou de mauvais réglages lors de l'installation des capteurs. Le renouvellement d’air peut être alors insuffisant et entraîner une augmentation du niveau de confinement et une augmentation du taux d’humidité.

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La base est de définir le mode d’usage des lieux et choisir des capteurs en fonction de leur durabilité et de l’occupation (tout ou rien / proportionnel, selon les paramètres adaptés : présence, CO2...). Pensez à positionner les capteurs dans un lieu représentatif de l’occupation et identifiez leurs nombres en fonction de leurs zones de détection. Réalisez enfin un commissionnement dynamique des installations de ventilation et définissez la fréquence d’entretien dans les contrats de maintenance.

6. Prévoir l'évacuation des condensats

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L’évacuation des condensats au niveau de l’échangeur n’est pas raccordée aux eaux pluviales (EP) ou aux eaux usées (EU) à cause d'une méconnaissance des régles de l'art. On constate alors une présence permanente d’humidité dans la CTA pouvant endommager son socle (rouille...) et favoriser les développements fongiques ainsi qu'un débordement des condensats pouvant engendrer des dégâts sur le bâti.

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Dès la phase conception, il faut identifier le point de raccordement au réseau d’évacuation EU ou EP du bâtiment et réaliser le raccordement dans les règles de l’art, notamment siphon, pente, isolation du réseau en local non chauffé.

7. Assurer l'accessibilité aisée à la CTA

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Les CTA et leurs composants ne sont pas ou peu accessibles à cause de locaux techniques trop exigus. Les opérations d’entretien et de maintenance sont très difficiles voire impossibles à réaliser, ce qui entraîne une dégradation de la qualité sanitaire de l’air, car l’absence d’entretien va provoquer l’encrassement de l’installation de ventilation, notamment des filtres, et un surcoût lié au temps et aux moyens nécessaires à la réalisation de la maintenance.

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Il est recommandé de réaliser une étude de dimensionnement intégrant la prise en compte de l’existant, afin d’anticiper les passages de réseaux et l’emprise du système de ventilation dès les premières phases de conception. Il faudra respecter les distances minimales réglementaires et les prescriptions des constructeurs et faire figurer sur des plans détaillés le positionnement des futurs systèmes et équipements et leurs réseaux ainsi que l’encombrement des opérations de maintenance (place pour sortir les filtres...).

8. Prévoir une remontée d'informations sur l'état des filtres

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Les filtres sont encrassés car ils ne sont pas remplacés à une fréquence suffisante, faute d'automatisation de la remontée d'informations sur leur état. L'impact principal se traduira par une augmentation des pertes de charge, pouvant conduire à une diminution des débits (dans le cas où le ventilateur ne compense pas l’augmentation des pertes de charges), une augmentation de la consommation électrique des ventilateurs et un risque de nuisance acoustique (cas où les ventilateurs compensent l’augmentation des pertes de charges).

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Il faut mettre en place sur chaque CTA une mesure de pression différentielle sur la filtration reliée à une alarme ou à la GTC et mettre en place un contrat d’entretien maintenance avec un professionnel qui se chargera régulièrement de la vérification de l’état des filtres et de leur changement le cas échéant.

9. Définir et atteindre les objectifs de performance acoustique

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Les bruits de fonctionnement de la CTA sont perçus par les occupants, du fait de l'absence de piège à son. La problématique est accentuée si la CTA fonctionne à un régime supérieur pour compenser les pertes de charges d’un réseau aéraulique peu étanche à l’air, par exemple. Le sous-dimensionnement et/ou la complexité du réseau aéraulique entraînant des pertes de charges peut également générer du bruit, ainsi que la pression et/ou le débit trop important en sortie de bouche ou même une bouche de soufflage sous dimensionnée.

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La solution corrective consistera à installer des pièges à sons aux endroits critiques identifiés par les occupants. Pour des installations avec hautes exigences d’isolement ou de niveau de bruit final, il est conseillé de faire intervenir un acousticien qui pourra définir les éléments à mettre en place pour limiter les nuisances acoustiques. Soigner le réseau aéraulique en respectant les sections en fonction du débit maximal et en s’assurant de son étanchéité à l’air (accessoires à joint, test de perméabilité à l’air...) est fortement recommandé.

10. Positionner le rejet d'air et la prise d'air neuf afin d'éviter toute reprise

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La prise d’air neuf et le rejet d’air vicié sont trop proches l’un de l’autre, risquant à l’air vicié d'entrer à nouveau dans le bâtiment via la prise d’air neuf.

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Pour rectifier le tir, si cela est envisageable, il faudra installer un obstacle physique type déflecteur entre la prise d’air neuf et le rejet d’air vicié pour limiter les risques de re-circulation.

Sinon, dès la conception, appliquez les règles de l’art en matière de positionnement de la prise d’air neuf par rapport au rejet d’air vicié : au moins 60 cm pour des prises d’air neuf individuelles et au moins 4 m pour des prises d’air collectives. Positionner la prise d’air neuf et le rejet d’air vicié sur deux façades différentes permet d'éviter tout risque de re-circulation de l'air vicié.

11. Réaliser une mise en oeuvre soignée du réseau aéraulique et de la CTA

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Le positionnement non judicieux de la CTA au sein du bâtiment entraîne une mise en œuvre complexe des réseaux. Les pertes de charges excessives diminuent la performance du système de ventilation : nombre de singularités trop important (coudes, réductions brusques, écrasements...), défaut d’étanchéité à l’air des réseaux et/ou de la CTA, etc.

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Il est primordial d'anticiper l’implantation de la CTA, les passages des gaines et l’accessibilité à tous les organes pour faciliter la bonne mise en œuvre. Le contrôle de l’installation à réception avec vérifications et mesures fonctionnelles aux terminaux doit également être réalisé. Nous conseillons aussi de fixer, dans le DCE, des objectifs d’étanchéité à l’air des réseaux aérauliques et, à réception, réaliser les mesures de perméabilité à l’air.

12. Protéger les conduits et terminaux de ventilation en phase chantier

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L'absence de protection lors du stockage des matériaux en phase chantier ou entre leur installation et la livraison du bâtiment peut entraîner des risques pour la qualité de l’air intérieur, car les poussières seront ensuite diffusées via le réseau d’insufflation et présentes dans l’air intérieur du bâtiment, mais aussi une perte de performance aéraulique du réseau si la quantité de poussière et/ou d’éléments indésirables sont importants.

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Pour éviter ces désagréments, il faut définir dès la conception les modalités de stockage et de protection du système de ventilation afin d’éviter son encrassement lors du chantier. Ces prescriptions doivent être indiquées dans le DCE.

La réception et le stockage des réseaux avec des bouchons avant même leur mise en œuvre doivent être privilégiés. On pourra également obturer les bouches de soufflage et d’extraction (gaines avec bouchons, diffuseurs avec films de protection...) pendant toute la période de chantier et ce jusqu’à ce que les travaux générant de la poussière soient terminés.

Surtout, il est essentiel de proscrire la mise en route de la ventilation durant toute la période de travaux et jusqu’à réception complète.

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