En matière d'énergie de chauffage, de confort et d'hygiène, l'aération est un élément très important. Pour assurer la santé des occupants d'un logement ou d'un lieu de travail, le flux d'air neuf doit être adapté aux nombre de personnes et à leurs activités. Selon la norme SIA 382/1, une personne en activité dans un logement a besoin de 30 m3 d'air neuf par heure (et moitié moins lorsqu'elle dort). Si elle se trouve dans une pièce de 4x4 m fermée hermétiquement, il lui faut ouvrir la fenêtre toutes les 2h30 pour bien aérer. Ou toutes les 3 à 5 heures, si la fenêtre n'est pas étanche et laisse entrer un peu d'air.
Durant la belle saison, une aération trop généreuse pose peu de problème, si ce n'est du bruit. Mais durant la période de chauffage, elle va non seulement gaspiller de l'énergie, mais aussi assécher désagréablement l'air intérieur durant les grands froids; elle peut aussi provoquer des courants d'air très incommodants.
Touchez les ronds gris
 |
 |
 |
 |
||
 |
|
|
|
 |
||
 |
L'aération est nécessaire
Si l'air doit être régulièrement renouvelé dans un logement, ce n'est pas pour compenser l'oxygène consommé par les occupants (il en rentrera toujours assez par les murs et les interstices), mais pour évacuer les polluants intérieurs: vapeurs de cuisine, humidité chargée de poussières, solvants issus des produits de l'armoire à ménage, radon, etc. Il s'agit aussi de faire sortir le gaz carbonique (CO2) expiré par les occupants.
Bâtiment ancien + fenêtre ancienne
Il y a souvent une colonne d'évacuation de l'air vicié qui passe dans la cuisine, et une autre dans la salle de bains. L'air est aspiré par une grille située près du plafond. En hiver, il est remplacé par de l'air froid qui s'insinue par les défauts de jointure entre la fenêtre et son cadre.
Ainsi, une fenêtre ancienne laisse non seulement sortir la chaleur par son simple vitrage, mais elle laisse aussi entrer beaucoup d'air froid.
Bâtiment rénové + fenêtre étanche
|
|
|
 |
||
|
Lorsqu'on remplace la vieille fenêtre par une fenêtre à double vitrage et à fermeture étanche, on coupe l'entrée d'air. Si il n'y a pas d'autre apport d'air dans le logement, l'évacuation tire mal (c'est aussi le cas pour l'extracteur d'air électrique des wc ou de la salle de bains) – et l'humidité ne sera plus évacuée: elle risque de condenser sur les murs les plus froids et sur les vitres, et de provoquer des moisissures.
Pour renouveler l'air, il faut ouvrir la fenêtre en grand – brièvement – 3 à 5 fois par jour. En effet, le changement d'air se fait en moins de 5 minutes, et le temps d'aération supplémentaire ne fait que refroidir les murs et les meubles que le chauffage devra ensuite tempérer à nouveau: c'est un gaspillage d'énergie.
Bâtiment rénové + fenêtre ventilée
|
|
|
 |
||
|
Il existe des fenêtres dont le cadre (ou le châssis) comporte une fente d'aération dont on peut régler l'ouverture. Selon les modèles, l'air du dehors est conduit à l'intérieur via un chemin qui le réchauffe un peu. Mieux encore: il existe aussi des systèmes de régulation automatique d'aération, qui s'ouvrent ou se ferment en fonction de l'humidité de la pièce (hygroréglable).
Même si de l'air extérieur pénètre dans le logement, une telle fenêtre est beaucoup plus efficace qu'une ancienne sur le plan des économies d'énergie et du confort: moins de bruit et pas de condensation sur les vitres.
Il est souvent possible de placer après-coup un dispositif d'aération sur une fenêtre étanche déjà en place.
Rénovation Minergie (avec aération double flux)
|
|
|
 |
||
|
Le bâtiment a été isolé (idéalement par l'extérieur); des fenêtres étanches à grand pouvoir isolant sont en place. L'air "neuf" provient en permanence d'une grille placée près du sol (ou près du plafond) et l'air vicié est évacué constamment par le haut. Pour réduire encore les pertes d'énergie, l'air entrant est chauffé par l'air sortant dans un échangeur de chaleur (non représenté ici).
Même si elle fonctionne à l'électricité, cette aération à double flux avec récupération de chaleur (appelée aussi "aération douce") économise beaucoup d'énergie de chauffage et assure le confort: on peut dormir la fenêtre fermée dans le silence, en respirant de l'air toujours renouvelé.
Bâtiment rénové + aération décentralisée avec récupération de chaleur
|
|
|
 |
||
|
La structure du bâtiment n'a pas permis de mettre en place un réseau de gaines de ventilation pour une aération à double flux ou simple flux. Alors, on a installé une aération décentralisée avec récupération de chaleur : placé au travers du mur qui supporte la fenêtre, un dispositif d'aération électrique fait entrer et sortir l'air, en récupérant la chaleur de l'air sortant pour chauffer l'air entrant.
Trois modèles différents sont représentés ici. Celui du haut demande un percement du mur; les deux autres sont mis en place lors du changement de fenêtre. Leur rendement énergétique dépend de leur consommation électrique par rapport à leur capacité de récupérer la chaleur de l'air sortant.
Évacuer les polluants
Si l'air doit être régulièrement renouvelé dans un bâtiment, ce n'est pas pour compenser l'oxygène consommé par les occupants (il y en a toujours assez), mais pour évacuer les polluants intérieurs qui peuvent nuire à la santé: gaz carbonique (CO2) et humidité expirés par les personnes, vapeurs de cuisine, poussières, émanations de substances synthétiques issues des peintures, des meubles, des produits d'entretien, etc.
Faire sortir le radon radioactif
Dans certaines régions de Suisse (notamment les Alpes, le Tessin et le Jura, où les roches du sous-sol sont poreuses), l'aération est aussi nécessaire pour évacuer le radon, un gaz radioactif qui émane naturellement des profondeurs terrestres. Le radon pénètre par la cave ou la base d'un bâtiment lorsqu'elle n'est pas étanche, puis il monte dans les étages avec l'aspiration de l'air qui se fait en direction du toit (effet "cheminée"). Le radon n'a pas d'odeur particulière. Dans les espaces clos et mal aérés, il peut s’accumuler et provoquer à la longue un cancer du poumon chez ceux qui le respirent. Chaque année en Suisse, on estime que ce gaz radioactif provoque 200 à 300 décès. C'est la deuxième cause de cancer des poumons après le tabagisme.
Lors d'un changement de fenêtres, penser à l'aération
Dans les anciens bâtiments, l'installation d'aération est généralement succincte: des grilles d‘extraction tirent l'air vicié au niveau de la cuisine, des WC et de la salle de bains par simple effet "cheminée" ou avec un extracteur mécanique. L'air neuf qui le remplace pénètre à l'intérieur par les défauts de jointure des fenêtres et de la porte d'entrée. Ce système peut gaspiller beaucoup d'énergie, car on ne contrôle ni la quantité d'air chaud qui est évacuée, ni celle d'air froid qui entre.
Touchez l'image pour l'animer
L'aération à double-flux apporte constamment de l'air frais aux habitants de l'immeuble. Avec un "échangeur de chaleur", elle évite aussi de gaspiller l'énergie: l'échangeur récupère la chaleur de l'air sortant pour réchauffer l'air entrant.
Lorsqu'on remplace les vieilles fenêtres d'un bâtiment par des fenêtres modernes – et donc étanches – on coupe les entrées d'air. S'il n'y a pas d'autres apports, l'évacuation se fait mal et l'humidité s'accumule. En hiver, si le bâtiment n'est pas bien isolé, l'humidité condense sur les murs les plus froids, favorisant le développement des moisissures. Un changement de fenêtres devrait donc toujours être pensé conjointement avec l'aération. Et si on ne prévoit pas de nouvelles entrées d'air, il faut informer les occupants qu'ils doivent prendre l'habitude d'aérer les locaux plusieurs fois par jour, mais quelques minutes seulement pour ne pas refroidir les murs, le sol et les meubles.
Aérer depuis la pièce la moins polluée vers la pièce la plus polluée
Les bâtiments modernes et les bâtiments qui ont bénéficié d'une rénovation énergétique sont très étanches. Pour les aérer, il faut donc que l'air y pénètre par des entrées spéciales et qu'il en ressorte par des bouches d'aspiration. Lorsque le logement est composé de plusieurs pièces, la bonne technique consiste à faire rentrer l'air neuf dans les pièces à vivre (séjour, chambre à coucher) et à le faire sortir dans les pièces dont l'air est le plus pollué (cuisine, salle-de-bain, WC). Un ou deux centimètres d'espace sous les portes suffit à faciliter ce circuit d'aération. Si, l'air ne peut pas passer sous les portes, on peut placer des grilles de passage au travers des portes ou au travers des murs.
Aération simple flux versus Aération double flux
Durant la période de chauffage, le défi est d'éviter de produire des courants d'air désagréables et de perdre trop d'énergie en laissant sortir sans contrôle l'air réchauffé. Il y a plusieurs techniques d'aération applicables dans les bâtiments pour répondre aux exigences d'hygiène, de confort et d'économie d'énergie. En voici deux qui donnent de très bons résultats:
- Aération double flux avec récupération de chaleur. Ce système comporte deux circuits de gaines d'aération: un premier pour l'air qui entre, et un second pour l'air qui sort. Les deux circuits se croisent dans un échangeur de chaleur, afin que l'air froid provenant de l'extérieur se réchauffe grâce à la chaleur de l'air qui est évacué. L'installation est assez complexe et demande un ventilateur électrique (pour pousser l'air neuf dans le bâtiment) et un extracteur électrique (pour aspirer l'air vicié hors du bâtiment). Mais l'énergie récupérée par l'échangeur de chaleur est beaucoup plus importante que l'électricité consommée.
Généralement installée dans les bâtiments neufs à faible consommation d'énergie (Minergie), l'aération double flux avec récupération de chaleur est par contre souvent difficile (et coûteuse) à mettre en place dans les bâtiments rénovés – c'est le circuit d'arrivée d'air qui rend la chose compliquée. - Aération simple flux modulée selon les besoins des occupants (avec ou sans récupération de chaleur). Ce système comporte un seul circuit de gaines pour l'extraction de l'air. L'air neuf pénètre dans les chambres et le séjour par des entrées d'air hygroréglables disposées sur le cadre des fenêtres ou au travers des murs: sans électricité, le dispositif détecte l'humidité émise par les occupants – et il s'ouvre pour laisser entrer l'air neuf. Il se referme automatiquement lorsque l'aération a baissé le taux d'humidité. Il existe aussi des dispositifs d'aération fonctionnant avec des piles, qui s'ouvrent et se ferment en détectant le CO2 de la respiration des occupants ou leurs mouvements.
Cette ouverture automatique crée une dépression qui permet la circulation de l'air jusqu'aux bouches d'extraction (qui peuvent aussi fonctionner en détectant l'humidité). L'extraction peut se faire soit par simple "effet cheminée" vers le haut du bâtiment, soit à l'aide d'un extracteur électrique qui adapte son régime aux entrées d'air, afin d'assurer un tirage de force constante.
Dans un bâtiment avec plusieurs appartements ou bureaux, la chaleur de l'air évacué peut être récupérée à l'aide d'une pompe à chaleur "air-eau" pour le chauffage de l'eau sanitaire.
L'aération simple flux modulée peut être très efficace et remplir les exigences Minergie. Mais elle doit être conçue avec soin, et les occupants de l'immeuble doivent bien comprendre leur rôle dans son fonctionnement.
Aération décentralisée avec récupération de chaleur
Lorsqu'on rénove un bâtiment, il peut être difficile de trouver où placer les gaines et le bloc-ventilateur d'une installation d'aération centralisée. C'est la raison qui a motivé des fabricants à développer des modules d'aération autonomes, avec récupération de chaleur, à installer directement au travers d'un mur, à l'instar d'une turbinette pour WC. Lorsque l'air intérieur est évacué par un tel module, il passe sur un accumulateur de chaleur dont il élève la température. Et lorsque l'air extérieur froid est ensuite aspiré, il se réchauffe en passant sur l'accumulateur… Par exemple, si l'air extérieur a une température de -5°C, il peut être injecté dans le bâtiment à 16°C (rendement de 80%, et air intérieur à 20°C).
Deux types de modules d'aération décentralisée occupent le marché. Ceux qui possèdent un seul ventilateur: chaque minute environ, le sens de rotation du ventilateur s'inverse, inversant du même coup le flux d'air. Et ceux qui possèdent deux ventilateurs, et dont les flux d’air entrant et sortant se croisent au niveau de l'accumulateur de chaleur.
On peut installer un seul module d'aération dans une pièce, ou une paire – ce qui est généralement plus efficace. Dans ce cas, le couple d'aérateurs se coordonnent par ondes radio: lorsqu'un aérateur extrait l'air intérieur, l'autre fait entrer l'air extérieur (ce qui permet d'équilibrer les pressions). Puis leurs rôles s'inversent, et ainsi de suite. Il existe aussi des modèles à deux ventilateurs à insérer dans l'embrasure d'une fenêtre (à poser lors d'un changement de fenêtre), ou à poser sur un toit incliné, en prolongement d'une fenêtre de toit (velux).
Inventés il y a 30 ans, ces modules d'aération décentralisée avec récupération de chaleur sont aujourd'hui proposés par la plupart des grandes marques. Leur rendement de récupération de chaleur va de 75% à 90% pour ceux qui contiennent un échangeur enthalpique (récupération d'une partie de l'humidité de l'air). Ils permettent d'éviter de poser des gaines, certes, mais il en faut beaucoup pour équiper tout un bâtiment. Il vaut donc la peine de comparer l'investissement financier total, ainsi que la somme de consommation électrique de tous les modules, en comparaison d'une aération centralisée à double flux avec récupération de chaleur. Il faut aussi se renseigner sur le bruit émis par les ventilateurs: même s'il est léger, il pourrait être gênant pour certaines personnes ou dans une chambre à coucher.
Un puits canadien pour tempérer l'air, été comme hiver
L'air entrant peut être tempéré en passant par un "puits canadien" (appelé aussi "puits provençal"): il est conduit sur plusieurs dizaines de mètres par une canalisation enterrée entre 1,5 et 2 m sous terre, afin d'être réchauffé (en hiver) ou rafraîchi (en été), avant d'arriver dans le bâtiment. Pour des raisons d'hygiène, ce type de dispositif doit être réalisé avec soin et entretenu régulièrement.
L’étiquette-énergie pour les appareils de ventilation
Le radon, Office fédéral de la santé publique (OFSP)
Utiliser un capteur de CO2 pour régler l’aération ou pour apprendre comment bien aérer en ouvrant les fenêtres
Les capteurs de CO2 ont envahi le marché durant la pandémie de covid. Installé dans une classe d’école, un logement ou un bureau, un tel capteur mesure l’accumulation du CO2 émis par la respiration des personnes présentes. Ainsi, il indique indirectement si l’atmosphère d’une pièce est chargée de gouttelettes respiratoires, sources potentielles de contamination par les virus.
On peut aussi utiliser un capteur de CO2 pour régler – à la hausse ou à la baisse – le débit d’une installation d’aération. On commence par mesurer le taux de CO2 de la pièce inoccupée et aérée depuis quelques heures: la concentration de CO2 devrait alors se situer entre 400 et 450 ppm (c'est la teneur en CO2 de l’air extérieur). Puis, dès que des personnes sont présentes dans la pièce, on surveille comment le taux de CO2 évolue pendant au moins deux heures. Si le détecteur se stabilise autour de 600-650 ppm, l’aération est excellente et le réglage et parfait. Bien sûr, cette concentration stabilisée va dépendre du nombre de personnes qui se trouvent dans la pièce et de leurs activités. On considère que la qualité de l'air reste bonne jusqu'à la limite de 1000 ppm. Au dessus de 1000 ppm de CO2, l’air devient de mauvaise qualité et peut engendrer de la somnolence et de l'inconfort: il faudrait donc augmenter le débit de renouvellement d'air (voir si des grilles d'aération ne sont pas masquées par des meubles). Et à partir de 2000 ppm, des personnes peuvent se sentir mal et ressentir des maux de tête.
Un bon capteur de CO2 (NDIR-à infrarouge non dispersif) coûte une centaine de francs. On peut aussi s'en servir si le bâtiment n'a pas d'installation d'aération, afin de déterminer la fréquence à laquelle il faut ouvrir les fenêtres et le temps nécessaire pour abaisser la concentration de CO2 autour des 450 ppm. En hiver, cela permet d'éviter un gaspillage d'énergie de chauffage lorsqu'on aère trop longtemps.
Une fois qu'on a réglé l'installation d'aération – ou acquis les bonnes pratiques d'aération par l'ouverture des fenêtres – il n'est pas nécessaire de laisser constamment le capteur de CO2 branché sur la prise: on peut le prêter à ses amis ou à ses voisins, afin qu'ils apprennent eux aussi à bien gérer le renouvellement d'air de leur habitat.
Comment bien aérer sa classe d'école, Office fédéral de la santé publique (OFSP)
Bien choisir ses fenêtres
Etiquette-énergie: