Qualité de l’air : pourquoi et comment ventiler ?

“Autrefois on ne ventilait pas, alors pourquoi le faire maintenant ?” Qui n’a pas entendu une telle question, pleine de bon sens, par ailleurs ?

Ceci amène inévitablement à une autre réflexion : était-ce mieux avant ? Alors, revenons à la question de départ : faut-il ventiler un habitat ?

Si oui, pourquoi faut-il ventiler ? Sinon, y-a-t-il des solutions alternatives à la ventilation ?

Que de questions autour de la ventilation ! Nous vous proposons, afin d’y voir un peu plus clair, de reprendre les choses à la base.

Pourquoi faudrait-il ventiler ?

La ventilation répond à deux objectifs. Le premier de ces objectifs est de permettre l’évacuation de la vapeur d’eau, le deuxième est de permettre de renouveler l’air intérieur vicié par de l’air extérieur qui le serait moins.

Il apparaît donc que le défi n’est pas de ventiler pour le plaisir, mais pour un objectif de qualité de l’air.

Plutôt que de parler de ventilation, nous parlerons de renouvellement d’air.

Qu’est-ce qu’un air de qualité ?

Un air de qualité est un air qui, d’une part, ne risque pas de générer de la condensation contre les parois ou dans les parois.

C’est aussi un air qui, conformément à la législation, ne contiendra pas de Composés Organiques Volatiles néfastes à la santé des occupants (COV). Cependant, pour aller plus loin, il faut aussi qu’il ne contienne pas de Composés Inorganiques Volatiles néfastes à la bonne santé des occupants (CIOV). Nous avons déjà abordé ces sujets ici : “COV, ce qu’on ne nous dit pas”.

Vapeur d’eau, un mal nécessaire

La vapeur d’eau (pdf) ne pose pas, en soi, de problème, il est même nécessaire que l’air d’un habitat en contienne, ce qu’il faut surveiller, c’est sa teneur, le niveau de saturation. Ce qui génère des difficultés c’est que, sous l’effet de différence de pression, l’eau peut passer de l’état vapeur à l’état liquide ou vice versa.

Dans un habitat, la différence de pression est grandement liée à une différence de température. Pour rappel, sous l’effet de la chaleur, les matériaux se dilatent, il en va de l’air comme des autres matières et c’est d’ailleurs pour cela que l’air chaud monte : moins de particules dans un m3, plus léger que l’air ambiant, il s’élève.

En visant large, le sentiment de confort est atteint avec une humidité relative de 40 à 70%. A 20°, 60% d’humidité relative au niveau de la mer correspondent environ à 8 gr d’eau par kg d’air. Attendu qu’un m3 d’air, pèse environ 1,2 kg, on a un rapport de 8 gr d’eau x 1,2, soit 9,6 gr d’eau par m3 d’air … vraiment peu dans l’absolu. Le rapport poids d’eau, poids d’air est de 8 / 1000 = 0,8%.

Petite explication

Selon la courbe de Mollier, à 20°, le seuil de saturation, c’est à dire 100% d’humidité relative, se situe vers une teneur absolue de 14,5 gr d’eau par kg d’air.

0% d’humidité relative correspond à un air exempt de toute molécule d’eau, 100% d’humidité relative, point de condensation : la vapeur d’eau se condense et passe de l’état vapeur à l’état liquide. Tout stade intermédiaire correspond au chemin parcouru pour aller jusqu’à 100% : une humidité relative de 60% ne signifie pas que l’air contient 60% d’eau, mais que l’air est à 60% des conditions requises pour voir apparaître un point de rosée.

Pour qu’un point de rosée se manifeste, il faut soit augmenter la teneur absolue de l’air en eau, soit faire baisser sa température.

Agir sur les 2 paramètres en même temps accélère le mouvement.

Exemple

Si le poids d’eau dans l’air est toujours relativement faible, il est à noter que de faibles variations vont engendrer rapidement des changements importants.

Influence de la teneur absolue en eau :

• à 0% d’humidité relative, de l’air à 20° (ou à toute autre température) contient 0 gramme d’eau par kg d’air,
• de l’air à 20° et 60% d’humidité relative contient environ 8 gr d’eau par kg d’air,
• toujours à 20°, à 100% d’humidité relative, 1kg d’air contient environ 14,5 gr d’eau, soit seulement 6,5 gr d’eau en plus par kg d’air.

Il en va de même pour l’influence de la température :

• à 60% d’humidité relative, de l’air à 20° contient 8 grammes d’eau par kg d’air,
• ce même air contenant 8 gr d’eau par Kg d’air atteint 100% d’humidité relative à 12° environ, soit seulement 8° de moins.

Une petite expérience (vécue et testée) :

Pesage d’une serviette de toilette avant une douche d’un adulte de 90 kgs, pesage de la même serviette de toilette après essuyage suite à une douche : + 85 grammes, plus ce qui se sera évaporé pendant la douche : 100 grammes au total ? Tout ceci émis dans une pièce presque complètement recouverte de carrelage, donc avec des parois étanches, que nous gratifierons arbitrairement de dimensions de 3,00 x 2,20 x 2,50 m, soit 16,5 m3. 16,5 x 1,2 kg = 19,8 kg d’air dans cette salle de bains. Les 100 grammes en sus représentent 100 : 19,8 = 4,29 gramme d’eau par kg d’air, donc un total de 4,29 + 8 = 12,9 gr d’eau par Kg d’air (environ diront les puristes, soit, environ …) Et avec 13 gr d’eau par Kg d’air, le seuil de saturation se situe vers 18,5° … si la température de surface des parois est inférieure aux 20° ambiants, ce qui est fort probable l’hiver, l’eau va s’y condenser et ruisseler.

Si une 2ème personne prend une douche à suivre, alors c’est certain, le salle de bains sera un véritable nuage de buée.  Qu’imaginer si d’autres douches suivent ?

Comment éviter ou gérer les excédents de vapeur d’eau ?

La première des solutions consiste à ne pas en générer, la seconde à évacuer l’air qui la contient en excédent.

Autrefois

Moindre émission

Les occupants vivaient beaucoup plus en extérieur que de nos jours, ils faisaient moins de toilette, pas de douche, encore moins de bain. Ils cuisinaient dans des marmites dont la vapeur était évacuée directement par la cheminée. Ils ne faisaient pas la lessive à l’intérieur des habitats, lavaient d’ailleurs beaucoup moins leur linge et faisaient ce qu’on appelait la grande lessive uniquement lorsque le temps permettait au linge de sécher à l’extérieur.

Tout ceci, dans un air beaucoup moins chauffé et donc moins susceptible d’accumuler de la vapeur d’eau tout en permettant de moindres deltas de température par rapport à l’air extérieur, donc beaucoup moins de risque de condensation.

Evacuation et renouvellement de l’air

L’air intérieur chauffé prend du volume, faute de pouvoir s’échapper, sa pression augmente, il devient un air dilaté. Si le bâti n’est pas étanche, il pourra s’enfuir via les interstices divers. Ces fuites peuvent s’opérer via des joints non étanches dans les murs en pierre, des bois non jointifs dans des constructions bois, des défauts d’ajustement ou de jointoiement dans le cadre de constructions mixtes type colombage avec remplissage en torchis. Une grande partie s’échappe via les menuiseries si celles-ci sont non étanches, via l’intégration des vitrages dans les chassis. Une autre partie de l’air s’échappe via les conduits feu, les cheminées.

Perspirance

Les parois extérieures, dites perspirantes, étaient réalisées en matériaux très ouverts à la diffusion de la vapeur d’eau, ce qui permettait l’évacuation d’une partie de la vapeur contenue dans l’air ambiant.

Synthèse du risque de condensation autrefois

Moindres émissions, température moindre, fuites d’air “naturelles” et parois perspirantes créaient des conditions peu propices à l’apparition de condensation (ce qu’on appelle le point de rosée) en surface des parois, encore moins dans l’épaisseur des parois.

Conditions créées

Si la température ambiante faible et les fuites d’air “naturelles” étaient des atouts pour limiter les risques de condensation, elles étaient aussi des sources de handicap pour les ressentis de confort. Il fallait vivre à l’intérieur des maisons emmitouflés dans des pulls, dormir avec des bonnets de nuit malgré la présence incontournable de bouillottes et/ou briques chaudes dans les lits. Il n’était pas rare de souffrir de gerçures aux lèvres et aux mains et d’engelures aux mains ou aux pieds.

Aujourd’hui

Fortes émissions de vapeur d’eau

Nous faisons beaucoup de toilettes, parfois un bain, quotidiennement une douche par personne. Nous faisons la lessive à l’intérieur, nous faisons parfois sécher le linge sur des étendages dressés dans les parties habitables.

Nous cuisinons désormais beaucoup à la vapeur, nous le faisons dans des habitats étanches, les hottes sont de plus en plus à recyclage avec filtration au charbon actif.
Nous vivons de plus en plus longtemps enfermés.

Bâtis étanches

Ne voulant plus souffrir d’un manque de confort, n’acceptant plus de vivre emmitouflés dans nos maisons, ne voulant pas non plus, et c’est juste, payer des sommes folles en énergie de chauffage, nous avons étanchéifié nos habitats afin de limiter le plus possible nos fuites d’air parasites. Nous nous conformons d’ailleurs ainsi aux obligations légales, particulièrement dans le neuf, la RT 2012.

L’apparition et l’emploi de plus en plus répandu de matériaux non perspirants, tels que les enduits, mortiers et bétons au ciment Portland, les peintures et vernis étanches, les isolants eux aussi étanches ont diminué voir, parfois, annulé toute perspirance de nos parois extérieures.

Synthèse des risques générés

Bâtis étanchéifiés au vent, fuites d’air parasites contrôlées et maîtrisées, chaleur importante à l’intérieur alors qu’il fait froid dehors, fortes émissions de vapeur d’eau d’origines diverses, tant du fait de notre vie physiologique que de nos activités ou habitudes de vie, voilà les conditions idéales pour générer des condensations et autres points de rosée.

Conditions créées et nature des risques engendrés

Désordres en surface : les fortes émissions de vapeur d’eau, les forts taux d’humidité relative et la non perspirance des parois sont de nature à générer des condensations en surface intérieure  des parois extérieures. Si ces condensations sont récurrentes et persistantes, des moisissures vont se développer. Ces moisissures émettent des spores, lesquelles sont très allergisantes. Il y a de grandes chances que les occupants d’un tel habitat, ainsi exposés à la forte présence de moisissures soient sujets à des maladies à répétition des voies aériennes : rhinites, pharyngites, voir otites et autres joyeusetés du même ordre.

Désordres dans l’épaisseur des parois : les conditions déjà citées ci-dessus, combinées à une étanchéification de la paroi extérieure sur sa face exposée au froid ou une mauvaise gestion de la migration de la vapeur d’eau peuvent provoquer la matérialisation d’un point de rosée dans l’épaisseur même des parois. En cas de présence de ferraille, cette condensation peut en provoquer la rouille, ce qui va la faire gonfler et risquer d’engendrer des micro-fissures propres à générer des infiltrations d’eau. Toute cette eau dans la paroi, qu’elle soit due à l’infiltration ou à un défaut de gestion de la migration peut geler. Sous l’effet du gel, les matériaux peuvent éclater, se dégrader et provoquer un vieillissement prématuré de l’ouvrage.

En cas de présence de matériaux putrescibles (bois entre autres) le risque est de les voir moisir dans un 1er temps et pourrir dans un second.

COV et CIOV, des polluants de l’air

A la différence de l’émission de vapeur d’eau qui, comme développé ci-avant, a toujours eu lieu, les COV (Composés organiques volatiles) et CIOV (Composés inorganiques volatiles) étaient autrefois très peu présents.

Les COV et CIOV ont aussi besoin d’être évacués, et il vaudrait mieux dire : doivent aussi être évacués.

Autrefois

Ils relevaient le plus souvent de l’insalubrité des lieux et du manque d’hygiène.

Insalubrité

L’hygiène était à un niveau qu’il nous est difficile d’appréhender vu les progrès réalisés dans ce domaine. L’habitat était très souvent sur ou contigu à l’étable, ce qui permettait de récupérer les calories émises par les animaux … mais aussi leurs odeurs et celles de leurs déjections, pas terrible.

Le lavage de la vaisselle se faisait dans une bassine avec de l’eau tiède, sans produit dégraissant et il n’était pas rare que les instruments de cuisine moisissent entre 2 usages.

Le changement de vêtements n’était pas chose quotidienne et les odeurs corporelles liées à l’absence de véritable toilette ainsi qu’aux vêtements pas très propres étaient aussi sources d’effluves.

COV favorables

Lorsque l’armoire, le buffet, la table, les bancs (les chaises étaient peu répandues) et les bois de lit étaient cirés, il régnait une odeur de cire d’abeille. La cire d’abeille, encore imprégnée de miel et de propolis a des effets aseptiques, donc bénéfiques.

Emissions liées aux matériaux

Hormis les émanations de radon, lesquelles ont toujours eu lieu dans les zones propices à sa présence, les émanations étaient plutôt favorables, entre autres celles liées aux badigeons de chaux, méthode la plus courante pour égayer et assainir les intérieurs.

Gestion des COV et CIOV

Quelques émissions de COV et, parfois de CIOV (entre autres odeurs d’ammoniac liées à l’urine), mais au final, si elles sont gênantes (odeurs) à notre perception moderne, étaient peu importantes au plan des risques (pour être clair, ce sont les COV et CIOV émis qui sont peu pénalisants, par contre, l’absence d’hygiène est et était, elle, réellement un handicap).

L’évacuation de ces quelques émanations était, assurée par les fuites d’air et les ventilation “naturelles” non maîtrisées.

Aujourd’hui

Les COV et CIOV sont liés à plusieurs sources, à commencer par les matériaux que nous utilisons pour la construction, l’isolation ou, plus encore, la déco. Les produits dits d’hygiène (déodorants, parfums …) sont une source également d’importance, auxquels il convient d’ajouter tous ces produits “pour que ça sente bon” (pour rappel, le propre, c’est l’absence d’odeur, ça ne sent rien !). Nos vêtements aussi sont source d’émission de COV, nos produits d’entretien également.

Insalubrité

Ce serait plutôt, aujourd’hui, la salubrité qui émettrait des COV : nous ne souffrons plus des odeurs des animaux ou de leurs déjections, par contre de “l’odeur du propre”, oui, ça c’est certain, nous en souffrons beaucoup !

COV favorables (défavorables)

Il faudrait mieux parler des COV défavorables : les insecticides divers, les bougies parfumées, l’encens brûlé, qu’il soit au jasmin ou à autre chose, les émissions ne manquent pas.

Source nouvelle : les matériaux de nos habitats

Isolants en mousse, colles et liants divers, parements plastiques, peintures avec solvants chimiques, peintures glycéro, peintures acryliques … les sources de COV et CIOV ne manquent pas !

Gestion des COV et CIOV

Il est devenu essentiel, pour la santé des occupants, d’évacuer ces divers polluants.

Comment gérer à la fois la vapeur d’eau et les COV et CIOV ?

• nos aspirations et habitudes de vie ayant, comme déjà développé, évolué vers une température ambiante plus élevée qu’autrefois,
• l’étanchéité au vent ayant atteint un niveau qui n’a plus rien de commun avec ce qu’étaient les habitats d’antan,
• l’étanchéification à la migration de la vapeur d’eau de plus en plus grande des parois,
• des émissions de vapeur d’eau qui ont considérablement augmenté,
• des émissions de COV et CIOV inconnues il y a quelques décennies.

Voilà le tableau qu’il nous faut prendre en considération pour adopter une ou des stratégies de lutte contre l’excès de vapeur d’eau et la présence récurrente de COV et CIOV.

Il apparait, d’emblée, évident que, sauf à revivre comme autrefois, avec les mêmes matériaux et équipements, les mêmes niveaux de confort, il n’est plus possible d’envisager de gérer nos habitats de la même façon que nos anciens.

Quelles sont les contraintes ?

Rythme des émissions

Si les émissions de vapeur d’eau sont sujettes à des pics liés à l’activité des occupants, tels que la cuisine, les toilettes et autres, elles sont aussi, en partie, récurrentes et continues. Il s’agit, en terme d’émission continue, du séchage éventuel du linge sur un étendage à l’intérieur de l’habitat,  du séchage du linge avec lequel nous nous essuyons après la toilette, ou avec lequel nous nous essuyons les mains, le linge pour essuyer la vaisselle n’est pas en reste, pas plus que l’équipement avec lequel les sols sont lavés.

Les émissions de COV sont, elles, encore plus régulières …

Si les émissions sont, au moins partiellement, continues, leur gestion doit l’être tout autant.

Volumes à gérer

De l’avis de nombreux spécialistes, pour que le renouvellement d’air soit efficace, il est nécessaire de changer l’intégralité de l’air d’un habitat selon des volumes dépendant de la destination et de l’usage des pièces. Tout ceci a été normé et codifié dans plusieurs textes texte législatifs, l’arrêté du 24 mars 1982, l’arrêté du 28 octobre 1983, lesquels ont complété l’arrêté du 22 octobre 1969. Il en ressort que le renouvellement de l’air d’un habitat (pdf) se situe aux environs de 12 fois le volume d’air par 24 heures.

Quelles sont les solutions ?

Ouverture des menuiseries

Il apparait d’emblée que ce mythe qui consisterait à gérer valablement un habitat par ce biais est tout simplement impossible.

Il faut donc oublier cette option.

Renouvellement d’air naturel

C’est une option possible mais assez aléatoire selon les conditions climatiques extérieures (différence de température avec l’air intérieur, vent …).

Ne peut être que la résultante d’une étude rigoureuse.

Ventilation Mécanique Contrôlée

Simple flux ordinaire

Consiste en l‘extraction d’air via une machine depuis les pièces humides (SdB, cuisine …) et compensation par prises d’air extérieur via des grilles installées sur les fenêtres des pièces sèches (chambres, séjour, …). Les échanges sont facilités par un passage d’air sous les portes (“détalonnage”).

Simple Flux Hygro A

Même principe général, mais la machine s’auto-régule en fonction de l’humidité relative de l’air ambiant.

Simple Flux hygro B

La gestion est plus fine : les grilles de prise d’air sont auto-régulées en fonction de l’humidité relative de l’air des pièces où elles se situent.

VMC Double Flux

L’extraction et l’insufflation sont générées par une même machine. L’évacuation se fait toujours depuis les pièces humides et l’insufflation se fait aussi dans les pièces sèches. L’air extrait, chaud, traverse un échangeur et les calories que celui-ci récupère servent à préchauffer l’air entrant.

Ventilation Mécanique par Insufflation (VMI)

Au lieu d’extraire mécaniquement l’air depuis les pièces humides, de l’air neuf est insufflé depuis l’extérieur via une machine. L’air neuf est insufflé dans les pièces sèches et l’air vicié s’échappe sous l’effet de mise sous pression via des grilles installées sur les menuiseries des pièces humides. Ce principe peut trouver une pleine justification dans les zones à risque de radon.

Volontairement, nous ne développons pas ici les avantages et inconvénients de ces divers systèmes, lesquels peuvent d’ailleurs être couplés avec d’autres systèmes (puits canadien, pompe à chaleur …).

Il faudrait un article à lui seul pour être relativement exhaustifs quant à leur présentation complète.

Conclusion

Il est devenu normal, et c’est juste, de disposer d’un réel confort, à prix maîtrisé, ce qui implique d’étanchéifier nos habitats au vent.

Cette action limite de facto le “renouvellement d’air naturel” et, par voie de conséquence, entraîne une augmentation de la teneur en vapeur d’eau et en COV de l’air ambiant.

La plupart des désordres dans le bâti sont liés à la matérialisation de points de rosée (pourrissements des bois, éclatement des bétons …),

La plupart des désordres d’exploitation sont liés à des condensation récurrentes en surface des parois extérieures (auréoles, moisissures, …),

Beaucoup des maladies des voies aériennes sont déclenchées par la présence de spores elles-mêmes dépendantes du développement des moisissures,

Une partie de nos problèmes de santé est liée à notre exposition aux COV.

Il est donc extrêmement important de traiter sérieusement ce point du renouvellement d’air.

Il serait bien de le traiter prioritairement dans le cadre de travaux d’amélioration thermique dans le bâti ancien.

La lettre d'information de Claude Lefrançois, alias Papy Claude

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