Ventilateur, climatiseur ou rafraîchisseur d'air: combien d'énergie pour quelle fraîcheur?

Contrairement à ce que l’on pourrait parfois penser, un ventilateur ne refroidit pas l’air ambiant: il crée seulement un courant d’air. Et comme son moteur consomme de l’électricité, il dégage même un peu de chaleur dans la pièce – voilà pourquoi on a intérêt à l’éteindre dès que sa brise ne profite plus à personne.

Ventilateurs: de très nombreux modèles, dont certains ne font pas que ventiler

Ces dernières années, le marché des ventilateurs s'est enrichi de toutes sortes d'appareils qui, en plus de ventiler, offrent d'autres fonctions de traitement de l'air: rafraîchisseur, purificateur, brumisateur, diffuseur de parfum, humidificateur, chauffage... si bien qu'on aurait tendance à les laisser en service toute l'année! Mais les champions de la consommation d'énergie restent les petits climatiseurs mobiles qui soutirent beaucoup plus d'électricité que les simples ventilateurs. Voici donc un panorama des appareils disponibles pour se rafraîchir – à consulter en se rappelant qu'on peut se protéger de la chaleur sans forcément utiliser d'électricité.

Les ventilateurs simples

Le ventilateur nous refroidit de deux manières. Premièrement, en remplaçant constamment la petite couche d'air qui nous enveloppe – chauffée et humidifiée par notre corps – par de l’air moins chaud et plus sec (refroidissement par convection). Secondement, en facilitant l'évaporation de notre sueur, ce qui améliore notre transpiration – notre moyen naturel de lutter contre la surchauffe.

Pour survivre, en effet, nous devons absolument maintenir notre température autour de 37°C. Chacun sait que lorsque nous avons trop chaud, notre peau émet de la sueur. Mais ce n'est pas tellement l'émission de la sueur sur la peau qui nous refroidit, mais son évaporation: lorsque la sueur passe de l’état liquide à l’état gazeux, elle subit un changement de phase qui soutire énormément d’énergie à notre peau (voir chaleur latente d'évaporation*). Ainsi, le ventilateur facilite l'évaporation de la sueur, en chassant autour de nous l'air humidifié par notre peau pour le remplacer par de l'air plus sec. Même si la température de l’air ambiant est très élevée – 38°C par exemple – un ventilateur peut s'avérer efficace, parce qu'il accélère l'évaporation de la sueur.

Considérer la puissance électrique et le bruit

Il n'y a pas d'étiquette-énergie pour choisir un ventilateur. Il vaut donc mieux l'essayer en magasin pour se rendre compte du courant d'air qu'il génère et du bruit qu'il produit. Pour connaître la puissance électrique qu'il consomme – en watts – il faut regarder sur le carton d'emballage ou directement sur l'appareil (la déclaration est obligatoire). La puissance électrique consommée par un ventilateur est le plus souvent proportionnelle à l'air déplacé (au vent qu'il produit). En conséquence, avant d'acheter un tel appareil, on se demandera s'il doit refroidir une seule personne (par exemple assise à sa place de travail), ou un groupe de personnes? Est-ce qu'il doit souffler sur le corps en entier, ou seulement sur le haut du corps (dans le cas où les jambes sont à l'abri du courant d'air derrière un bureau)?

Les moteurs "brushless" (dits "à commutation électronique") consomment environ 40% d'électricité de moins que les moteurs traditionnels; ils sont aussi moins bruyants. La chaleur dégagée par un ventilateur en fonction est directement liée à la puissance électrique qu'il soutire. Pour avoir un point de comparaison, un ventilateur consommant 100 watts dégage autant de chaleur qu'une personne adulte.

Les différents ventilateurs du marché se distinguent par leur design et leur technologie. Certains dissimulent leur(s) hélice(s) dans le pied de l'appareil et diffusent l'air par un anneau. Ils offrent aussi diverses options: vitesse variable, flux d'air oscillant, minuterie pour un arrêt automatique après un laps de temps défini par l'utilisateur, télécommande, gestion par smartphone, etc.

Consommation électrique et conseils d'utilisation : La plupart des ventilateurs domestiques soutirent entre 20 et 80 watts. Toujours éteindre le ventilateur si personne n'en profite, car son moteur électrique participe à chauffer la pièce.

Les ventilateurs les plus efficaces sur www.topten.ch

Les ventilateurs de plafond
(brasseurs d’air)

D'un diamètre plus grand que les ventilateurs ordinaires, les ventilateurs de plafond tournent beaucoup plus lentement, ce qui réduit les risques d'accident. Il s'agit aussi du type de ventilateur le plus efficace (celui qui consomme le moins d'énergie par volume d'air déplacé). Il faut une bonne hauteur de plafond pour les installer: il doit y avoir au moins 2,30 m du plancher jusqu'aux pales de l'hélice. La plupart des modèles se branchent sur le plafonnier électrique et certains sont équipés de lampes, combinant ainsi la fonction de ventilation avec celle de l'éclairage. Selon l'Ordonnance sur les installations électriques à basse tension (OIBT), la pose d'un ventilateur de plafond devrait être confiée à un électricien.

Les modèles dotés d'un moteur "brushless" (dits "à commutation électronique") consomment environ la moitié moins d'électricité que les modèles avec un moteur ordinaire. Si on choisit un ventilateur avec éclairage, considérer aussi la consommation des lampes. Certains modèles se pilotent par une tirette (ficelle), d'autres par une télécommande (à piles).

Usage hivernal du ventilateur de plafond

Certains modèles de ventilateurs de plafond peuvent tourner dans les deux sens, ce qui peut être utile durant la période de chauffage. Dans une pièce très haute, en effet, l'air chaud a tendance à s'accumuler au plafond. En tournant à l'envers, le ventilateur "tire" l'air froid depuis le sol vers le haut, puis renvoie l'air chaud accumulé au plafond vers le bas. Suivant les lieux, le ventilateur peut ainsi réduire les besoins de chaleur de la pièce et permettre des économies d'énergie.

Consommation d'électricité et conseils d'utilisation : Entre 15 et 120 watts (sans l'éclairage). Avant d'acquérir le ventilateur, s'informer sur les possibilités d'installation (hauteur et solidité du plafond, position du branchement électrique). En usage estival, toujours éteindre le ventilateur si personne n'en profite, car son moteur électrique participe à chauffer la pièce.

Les ventilateurs-rafraîchisseurs (ou refroidisseurs) d'air

Un rafraîchisseur d'air (ou refroidisseur d'air) fonctionne selon le même principe que notre transpiration. Le ventilateur souffle de l'air sur un matériau poreux et mouillé afin d'en évaporer l'eau: en passant de l'état liquide à l'état gazeux, l'eau soutire de la chaleur à l'air ambiant qui se refroidit de quelques degrés (voir chaleur latente d'évaporation*). Le principe fonctionne très bien dans un climat très chaud et sec, et on peut obtenir de l'air frais avec une consommation électrique très inférieure à celle d'un climatiseur. Cependant, on ne peut pas régler précisément la température. Et plus l'air est chargé en humidité, et moins le procédé est efficace.

Avec un petit appareil mobile, la sensation de fraîcheur est surtout perçue lorsqu'on se trouve dans le flux d'air rafraîchi du ventilateur. Si l'humidité de l'air atteint déjà 60%, l'évaporation sera faible, et donc le refroidissement aussi. Ainsi, pour que l'appareil puisse produire un effet, il ne faut pas que la pièce soit fermée car l'humidité s'y accumule. L'idéal est que le rafraîchisseur soit adossé à une source d'air plus frais (porte ouverte ou arrivée d'aération) et que l'air humide qu'il pousse en avant soit ensuite chassé ailleurs (par une autre porte ou par une évacuation de l'aération). Si on doit ouvrir une fenêtre en continu pour évacuer l'humidité, s'assurer que l'air chaud provenant de l'extérieur ne pénètre pas en quantité dans la pièce!

Consommation d'électricité et conseils d'utilisation : de 70 à 150 watts. Ne pas laisser tourner le rafraîchisseur s'il ne profite à personne. Si l'air ambiant est déjà très chaud et humide, il vaut mieux utiliser un ventilateur plutôt que d'ajouter encore de la vapeur d'eau dans l'air – ce qui limite la transpiration des personnes. Bien lire le mode d'emploi pour l'entretien et éviter le développement de moisissures et de microorganismes. Surveiller aussi la formation de tartre sur le matériau qui sert à évaporer l'eau.

Les ventilateurs-brumisateurs

Ces appareils utilisent un ventilateur pour diffuser dans l'air un nuage de micro-gouttelettes d'eau. Plus la taille des gouttelettes est fine, et plus l'effet refroidissant est élevé, car les petites gouttelettes s'évaporent plus vite (voir chaleur latente d'évaporation*). Étant donné que des microorganismes pourraient se multiplier dans le réservoir d'eau, certains appareils désinfectent l'eau avant de la pulvériser.

Consommation d'électricité et conseils d'utilisation : 80-150 watts. Bien lire le mode d'emploi concernant l'entretien de l'appareil (microorganismes et tartre). Prendre garde de ne pas endommager les murs ou le mobilier avec le brouillard humide.

Les ventilateurs combinés avec d'autres fonctions de traitement de l'air

Le marché propose de nombreux modèles de ventilateurs qui offrent plusieurs fonctions de traitement de l'air et qui peuvent être utilisés toute l'année(!): ventilateur, épurateur (de poussières, de pollen, de COV...), brumisateur, humidificateur, chauffage, diffuseur de parfum...

Épurateurs (purificateurs) d'air : ils utilisent plusieurs technologies, parfois en combinaison: la filtration (à l'aide d'un ou de plusieurs filtres), la ionisation (libération de ions négatifs dans l'air) et la photocatalyse (action combinée d'ultraviolets et d'un catalyseur métallique). Dans un rapport¹ publié en janvier 2017, l'Agence nationale de sécurité sanitaire (ANSES, France) conclut que les petits purificateurs d'air n'ont pas fait la démonstration de leur efficacité dans les conditions de vie d'un ménage ou d'un bureau. La filtration peut être efficace, mais exige un entretien régulier des filtres qui est rarement effectué. Quant à la ionisation et la photocatalyse, elles peuvent agir incomplètement sur les polluants, et créer ainsi des sous-produits problématiques pour la santé.

Aérer régulièrement

Le meilleur moyen d'améliorer l'air de son logement, c'est de le renouveler en ouvrant plusieurs fois par jour les fenêtres pendant quelques minutes, sauf si c'est inutile parce qu'on bénéficie d'une aération mécanique efficace (comme c'est le cas dans un bâtiment Minergie). On veillera aussi à limiter la production de polluants à l'intérieur: ne pas fumer, cuisiner en ne produisant pas de vapeurs de graisse, éviter les émanations des produits d'entretien (nettoyer plutôt les sols, les meubles et les fenêtres avec de l'eau tiède et des chiffons en microfibres). Il est important de ne pas laisser s'accumuler la poussière sur le sol, les tapis, les rideaux et les meubles. Passer régulièrement l’aspirateur (si possible muni d'un filtre en bon état et conforme à la norme HEPA-High Efficiency Particulate Air, pour ne pas rediffuser des poussières dans l'air), et aérer tout de suite après avoir passé l’aspirateur pour évacuer les poussières fines remises en circulation.

Diffuseurs de parfum : La diffusion de parfum dans l'air – même s'ils sont naturels – est vivement déconseillée pour éviter d'incommoder les jeunes enfants et les personnes sensibles et asthmatiques.

Parfum d'intérieur sur le site de l'Office fédéral de la santé publique (OFSP)

Consommation d'électricité et conseils d'utilisation : La consommation de ces appareils combinés dépend de leurs options en service. Elle peut monter à plus de 1000 watts en mode chauffage. Avant d'acquérir un tel appareil, se demander si on ne peut pas améliorer la qualité de l'air intérieur avec des mesures simples qui n'utilisent pas d'électricité.

Les climatiseurs mobiles

Dans la plupart des cantons suisses, l'installations d'une climatisation "fixe" – c'est-à-dire fixée à un mur – est soumise à autorisation. Mais les climatiseurs mobiles, eux, sont en vente libre. Ces petits climatiseurs contiennent des ventilateurs, un compresseur et un circuit de gaz réfrigérant relié à un échangeur. Pour produire un courant d'air froid, ils soutirent beaucoup plus d'électricité que les appareils décrits plus haut, avec des puissances allant de 1000 à 2000 watts. Ils diffusent certes de l'air réfrigéré dans la pièce, mais davantage d'air chaud au dehors. Ainsi, comme tous les appareils de climatisation, ils participent – avec la circulation automobile et le stockage de la chaleur solaire dans le bitume des rues et le béton des bâtiments – à réchauffer les centres urbains de plusieurs degrés par rapport aux campagnes environnantes.

Un climatiseur mobile dont le tuyau d'évacuation passe par la porte entrouverte d'une boutique: il souffle de l'air à 25°C à l'intérieur, mais rejette de l'air à 42°C dans la rue.

Il existe deux types de climatiseurs mobiles:

• Le climatiseur mobile monobloc (à gauche) qui est muni d'un gros tuyau d'évacuation de la chaleur d'une douzaine de centimètres de diamètre (rarement représenté dans les publicités). Étant donné qu'il faut passer ce tuyau par une fenêtre ou par une porte entrebâillée, l'air chaud extérieur pénètre dans la pièce qu'on cherche à refroidir (!), ce qui réduit de beaucoup la performance de ce climatiseur.
• Le climatiseur mobile split (à droite), dont l'évaporateur est découplé et relié à l'appareil par une tuyauterie au diamètre moins épais. Son rendement énergétique est un peu meilleur que celui du climatiseur mobile monobloc.

Les climatiseurs mobiles produisent de l'air rafraîchi mais plus sec. Il faut vider quotidiennement leur tiroir-bac qui sert à collecter l'eau de condensation qui se forme au moment où l'air est refroidi. Certains modèles sont dits "réversibles", c'est-à-dire qu'ils peuvent aussi produire de la chaleur.

Consommation d'électricité et conseils d'utilisation : les climatiseurs mobiles ne fonctionnent pas de manière continue, mais on peut estimer que, lorsqu'ils sont en fonction, ils soutirent l'équivalent de 800 à 1500 watts, soit 20 à 50 fois plus qu'un ventilateur. Avant de se décider pour un achat, consulter l'étiquette-énergie qui est obligatoire. Ne pas oublier que, même très bien classé sur l'étiquette-énergie, un climatiseur consomme énormément d'électricité et produit de la chaleur dans l'environnement au moment où il fait le plus chaud.

Attention: on entend parfois parler de "climatiseur mobile sans évacuation (d'air chaud)". Il s'agit en fait d'un simple "rafraîchisseur d'air" qui ne fait qu'évaporer de l'eau (voir plus haut).

Comparaison de la consommation électrique (en kilowattheures) pour une heure de fonctionnement. À gauche: un ventilateur, au milieu: un rafraîchisseur d'air, à droite: un climatiseur mobile monobloc.

Les ventilateurs les plus efficaces sur www.topten.ch

Climatiseur mobile, page interactive.

Etiquette-énergie pour climatiseur

Se protéger de la chaleur

*Chaleur latente d'évaporation

Quand l'eau passe de l'état liquide à l'état gazeux (changement de phase), sa température ne change pas. Par contre elle absorbe beaucoup d'énergie lors de cette transformation. Il faut 5,4 fois plus d'énergie pour évaporer complètement un litre d'eau qui est déjà à 100°C dans une casserole, que pour chauffer ce même litre de 0°C à 100°C.
Ceci dit, l'eau peut s'évaporer à toutes les températures. Pour s'évaporer à 37°C (la température de notre corps), elle demandera environ 10% d'énergie de plus qu'à 100°C. Cette chaleur latente d'évaporation est soutirée à notre corps. Ainsi, l'évaporation de notre sueur sur la peau – la transpiration – est un moyen efficace de nous refroidir. Voilà pourquoi, en cas de canicule, il est important de boire beaucoup d'eau et de compenser le sel perdu par la sueur.