Ventiler : VMC double flux et ventilation par insufflation (2/3)

Renouveler l’air d’une maison est nécessaire. Il n’est plus personne pour s’y opposer. Tout au plus certains ne jurent que par un système, alors que d’autres le décrieront pour claironner haut et fort qu’il y a mieux à faire.

Un tel préconisera un renouvellement d’air naturel, tel autre d’ouvrir les menuiseries, un troisième défendra les Ventilations Mécaniques Contrôlées Simple Flux (VMC SF), un quatrième prêchera pour les VMC Double Flux (VMC DF) ou encore un renouvellement par insufflation.

C’est, à n’en pas douter, une des sources les plus sûres de déclencher un débat sur la pertinence de gestion d’un habitat.

Il rejoint en cela un autre sujet qu’est celui de l’étanchéité des bâtis, thème d’ailleurs très proche.

Ce sujet du renouvellement d’air est tellement important et vaste que nous lui consacrons 3 articles.

Ils n’ont pas vocation à démontrer la pertinence d’un système plus qu’un autre, nous avons voulu, aussi objectivement que possible, en présenter les avantages, inconvénients et limites.

Un 1er présente les raisons à la base du renouvellement d’air ainsi que les systèmes, au moins apparemment, les plus simples : le renouvellement naturel, l’ouverture des menuiseries et les différents systèmes de VMC SF.

Celui-ci présente les systèmes plus complexes que sont les VMC double flux, sous toutes les variantes possibles, centralisée, décentralisée, thermodynamique, à récupération de chaleur en vue de produire de l’eau chaude. Nous y présentons aussi le système consistant à renouveler l’air, non plus par extraction de l’air vicié mais par insufflation d’air neuf.

Un 3ème est dédié à la législation, aux systèmes annexes et/ou complémentaires. Nous y abordons aussi ce que nous aimerions voir changer, des propositions d’évolution.

Pourquoi renouveler l’air ?

Des arrêtés ont été pris en réponse aux effets délétères générés par l’eau et aux pathologies diverses qu’elle a engendrées, tant dans les bâtis qu’au niveau de leurs occupants, 2 sujets déjà largement abordés ici, nous les avons rappelés dans l’article 1 de cette trilogie dédiée au renouvellement d’air. Nous allons donc simplement citer les grandes lignes..

Pour le bâti

Dans les bâtis anciens, on peut citer l’atteinte à la tenue des murs porteurs à base de terre, la dégradation de certains types de pierre eu/ou l’attaque des mortiers d’assemblage des murs en question.

Pour les occupants

Les inconvénients majeurs consistent en des atteintes à la santé des occupants, citons les allergies, l’asthme, des rhinites, pharyngites et autres laryngites récurrentes, des maux de têtes, des nausées …

La présence de COV et CIOV et leurs effets secondaires sont aussi à prendre en compte.

Les émanations de radon, de plus en plus soupçonnées d’être la cause de nombreux cancers des poumons.

VMC double flux

Certains reprochent aux VMC simple flux, de tous types, d’extraire de l’air chaud et, ainsi, rejeter à l’extérieur de précieuses calories, ce que nous avons démontré être abusif. (ajout suite à 1 commentaire : ce qui est démontré c’est que les calories de l’air extrait, qui devront être compensées par le chauffage intégral de l’air entrant coûtent moins cher que le surcoût global à l’exploitation d’une VMC DF)

Afin de faire taire ces reproches, ils ont développé des machines susceptibles de récupérer les calories de l’air extrait et de préchauffer l’air entrant … Eurêka ! le système ultime est né : la VMC double flux (VMC DF) … 

(à moins qu’ils n’aient saisi une opportunité de multiplier les propositions, dont des plus coûteuses générant plus de chiffre d’affaire …).

Le principe est assez simple : on fait passer l’air extrait dans un échangeur qui en récupère une majorité des calories et préchauffe l’air insufflé via celles-ci.
Divers systèmes existent, ils vont de l’échangeur à flux croisés, doté d’un rendement assez médiocre, de l’ordre de 60% environ, à l’échangeur par enthalpie (basé sur les changements d’état de l’eau), annoncé par certains jusqu’à plus de 120% de rendement, en passant par des systèmes à plaque ou à cartouches de céramiques qui, l’un et l’autre, sont donnés pour des rendements entre 90 et 98%.

Centralisée

Le système le plus répandu consiste en une machine unique à laquelle tout l’air extrait est amené en vue de préchauffer tout l’air insufflé. Ces machines, dites centralisées, sont relativement simples : 1 turbine pour l’air extrait, 1 turbine pour l’air insufflé, un échangeur, des filtres. Rien de très compliqué en soi. Par contre, pour l’extraction depuis les pièces humides et pour l’insufflation dans les pièces sèches, il faut de nombreuses gaines.

Si l’installation est assez simple dans le cadre d’une construction neuve, il suffit de bien l’anticiper, il en va tout autrement dans le cadre d’une rénovation d’une maison ancienne (sans combles perdus).

En effet, elle n’aura pas été conçue pour l’intégration aisée de si nombreuses gaines.

Ce système qui semble, au départ, une bonne idée est-il porteur de tous les espoirs mis en lui ?

S’il n’est pas question de lui dénier la récupération de la majorité des calories de l’air extrait, il reste à contrôler si le coût de chauffage économisé grâce au préchauffage de l’air entrant compense le surcoût d’installation et de consommation liée à la présence, non plus d’une, mais de 2 turbines. Nous verrons à la fin de cet article s’il est raisonnable ou illusoire de l’espérer.

Il ne faut pas non plus perdre de vue que ces installations ne sont réellement efficaces que si les flux entrants et sortants sont parfaitement équilibrés, ce qui impose une étanchéité au vent très pointue, extrêmement pointue. Raisonnablement pointue ?

Cette contrainte peut-être assez facilement atteignable dans le neuf et peut donc s’y justifier, par contre, c’est beaucoup moins évident dans l’ancien et, de ce fait, probablement beaucoup moins pertinent.

Par ailleurs, si des gaines d’extraction d’une VMC simple flux peuvent s’encrasser au fil des années d’extraction, on peut, au pire, craindre une baisse du rendement de la machine.

Par contre, et dans le même ordre d’idée d’encrassement des gaines d’insufflation, certes moindre, il ne faut pas perdre de vue que si cet air est contaminé par des bactéries pathogènes, il sera malgré tout insufflé dans l’habitat, avec les potentielles conséquences qu’on imagine.

S’il est nécessaire d’entretenir tout système mécanique de renouvellement d’air, il est évident qu’il faut ici être encore plus rigoureux dans ce domaine avec ce type de machines.
Il faut, à notre avis, faire appel à une entreprise spécialisée pour, a minima, un nettoyage/entretien tous les 2 ou 3 ans et un changement des filtres au moins 2 fois par année. Selon Arnaud Dutreix, éminent énergéticien, auteur de l’excellent ouvrage « Bioclimatisme et performances énergétiques des bâtiments (pdf) », publié aux Editions Eyrolles avec qui nous avons échangé à ce sujet, il faudra même les changer 4 fois par année.

Il nous apparaît de plus en plus qu’une VMC double flux centralisée peut se justifier dans le cadre de maisons dont l’objectif, raisonnable ou non, est d’être aussi peu coûteuses que possibles à chauffer.

Nous sommes de plus en plus dubitatifs sur la pertinence de telles maisons, hormis au plan d’une satisfaction intellectuelle, mais il s’agit là d’un autre sujet. Sans le développer, les ressources consommées aux seules fins de les rendre passives seront-elles compensées par des ressources économisées lors de l’exploitation, ceci avant que lesdits systèmes ne rendent l’âme … Ne serions-nous pas tombés sous le dictat d’une nouvelle religion : celle de la maison hyper-performante ?

Avec couplage thermodynamique

Poussant toujours plus loin le raisonnement, des industriels ont développé des machines qui, non contentes de renouveler l’air, nous permettent soit de chauffer la maison, soit de produire de l’Eau Chaude Sanitaire (ECS).

Pour chauffer

Certaines machines, dites VMC double flux thermodynamiques, offrent la possibilité de chauffer la maison grâce au couplage d’une Pompe À Chaleur (PAC) qui finit de chauffer l’air insufflé. Cette pompe à chaleur peut être intégrée à la centrale de renouvellement d’air ou être séparée et mise en série entre le départ de l’air insufflé à la sortie de la machine et les bouches d’insufflation.
L’installation semble judicieuse car il est tout à fait possible de détendre le gaz de la PAC dans l’air extrait, à la sortie de la VMC, donc dans un milieu où la température est stable. Ceci permet d’être certain de bénéficier d’un COP stable et donc du rendement stable de la PAC.

Tant qu’à installer une VMC double flux centralisée dans une maison, si celle-ci est très bien isolée telle qu’une maison neuve, aller jusqu’à ce type d’équipement peut être pertinent … attention à bien veiller que la machine soit bien agréée dans le cadre de la RT 2012 !

Pour produire de l’eau chaude

Certains équipements offrent la possibilité de produire l’ECS via un système de pompe à chaleur exploitant les calories extraites et récupérées de l’air chaud. Ces équipements sont des chauffe-eau thermodynamiques .

Nous ne nous positionnerons pas ici sur la pertinence ou non d’un tel système. Nous pouvons simplement dire que, par rapport à un chauffe-eau électrique basique le surcoût semble amortissable en 5 à 8 ans, ce qui est très raisonnable.

Cependant, leur plus grande complexité impose un entretien régulier et induit des risques de panne plus importants.

Décentralisée

D’autres machines permettent de récupérer les calories de l’air extrait pour préchauffer l’air entrant. Plutôt qu’une machine centralisée, il s’agit, ici, de petites unités individuelles avec un flux d’air circulant à travers une cartouche, généralement en céramique, pendant environ 70 à 80 secondes dans un sens et, ensuite, par inversion, dans le sens inverse.

Les calories de l’air chaud sortant sont captées par la cartouche de céramique et restituées ensuite par cette même cartouche à l’air ambiant.

Elles peuvent être à 2 flux séparés et se suffisent à elles-mêmes pour une pièce déterminée, généralement pièce humide. Sinon, lorsqu’elles sont à un seul flux, elle sont montées dans des pièces voisines et leurs sens de flux s’inversent alternativement. En détalonnant les portes de ces pièces, l’air peut circuler entre les 2 pièces.

Leur rendement se situe aux environs de 90 à 95%.

Ce type d’installation peut éviter la mise en place de nombreuses gaines. Il est par contre un peu plus gênant au niveau du bruit, particulièrement au moment de l’inversion des sens d’écoulement, non pas que le bruit soit élevé, mais il change d’intensité, ce qui peut en favoriser la perception.
Pour qui veut une VMC double flux dans de l’ancien, il peut s’agir là d’une alternative beaucoup plus simple à installer qu’une machine centralisée.

Ventilation par Insufflation

Les VMC ont été développées autour du principe de mise en dépression du bâti via l’aspiration de l’air dans les pièces dites humides. Celles-ci étant moins nombreuses que les pièces dites sèches, étant aussi, souvent, groupées afin de limiter les pertes de calories de l’ECS en limitant les distances de son transport, le nombre et la longueur des gaines sont aussi limités.

De plus, il semblait logique de puiser directement à la source des émissions de vapeur d’eau, dans les pièces humides !
Le principe de l’insufflation d’air consiste à envoyer de l’air dans l’habitat via une turbine. Afin de rester cohérente, cette insufflation devra se faire dans les pièces sèches afin d’éviter de “distribuer” l’humidité dans tout l’habitat. Il faudra donc prévoir plus de bouches d’insufflation et donc plus de longueur de gaines, ce qui, bien évidemment, peut compliquer l’installation.

L’air ainsi insufflé dans les pièces sèches circule dans l’habitat jusqu’à rejoindre les pièces humides via le détalonnage sous les portes de communication. Il s’en échappe via des grilles sur les menuiseries et/ou des bouches directement installées dans un des murs extérieurs de chacun de ces pièces. Attention à bien y penser dans le cadre d’une rénovation thermique, les menuiseries d’origine ne disposant pas, d’emblée, de ce type de grille.

Ce système, assez simple  au demeurant et, dans l’esprit, comparable à une VMC SF, présente l’avantage d’une filtration beaucoup plus facile de l’air insufflé, via un filtre en amont de la machine par opposition aux contraintes de filtration sur chacune des entrées d’air dans le cadre d’une VMC SF.

Il présente aussi l’avantage, en mettant l’habitat sous pression, de limiter l’infiltration de radon dans les maisons sur sous-sol qui ne disposent pas de fermetures étanches entre les volumes annexes enterrés et les parties habitables.
Enfin, mettant sous pression l’habitat, il ne perturbe en rien le fonctionnement des appareils de chauffage par combustion installés dans la partie habitable et y puisant directement leur air nécessaire à la combustion.

A contrario, et comme pour les VMC double flux, l’air insufflé arrive via des gaines et il sera nécessaire de bien les entretenir afin d’y juguler au maximum tout développement de bactérie ou autres éléments pathogènes.

Certains fabricants proposent le préchauffage de l’air insufflé, il est le plus souvent assuré par un système de chauffage électrique par effet joule, nous déconseillons cette option car, comme ceci a souvent été expliqué, le chauffage par effet joule est l’un des moins pertinents qui soit …

Conclusion

Ce deuxième article nous a permis de présenter les systèmes de VMC double flux, les plus aboutis selon les techniciens, selon les tenants du “Plus c’est technologique, mieux c’est !”.

Nous ne disons pas qu’ils ont tord, mais qui (ou quoi) prouve qu’ils ont raison ?

Est-ce que, parce qu’une chose est possible à pousser vers des extrêmes, il est pertinent d’y aller ?

Nous comprenons que ce soit tentant, que ça puisse même, sous certains aspects, être rassurant (des techniciens, des ingénieurs, des spécialistes se sont penchés sur la problématique, c’est leur spécialité, on peut leur faire confiance !) …

Adopter la meilleure technique de renouvellement d’air

Qu’on puisse leur faire confiance pour chercher, pousser, c’est certain.

Qu’ils puissent être fiers de ce qu’ils ont développé, nous le comprenons.

Que les entreprises qui ont financé ces travaux veuillent avoir un retour sur leur investissement, nous le comprenons aussi.     

Que celles-ci, afin de parvenir à vendre ces systèmes, en fassent la promotion, rien n’est plus normal !

Que des labels indépendants les adoptent, eux-aussi orientés vers une performance déterminée, oubliant au passage d’être pertinents sur tous les plans, entre autres au niveau du bilan énergétique global et de la consommation irraisonnée de ressources qui feront cruellement défaut aux générations futures, nous le comprenons aussi, même si nous ne le soutenons pas …

Mais que, peut-être sous la pression du lobbying de ces acteurs, les organismes de tutelle aillent dans ce seul sens, en imposant des systèmes toujours plus complexes, probablement au-delà du raisonnable, nous ne le comprenons pas.

Nous dirons toujours qu’il faut respecter la législation, mais nous souhaitons être force de proposition, c’est ce que nous proposons, au moins pour une partie, dans le 3ème article de cette trilogie.

Nous annonçions, ci-avant, que nous allions nous pencher sur la possibilité d’amortissement d’une VMC double flux par comparaison à une VMC simple flux, (valeurs 2018).

• si une VMC Double Flux nécessite 50€ de changement de filtres à l’année,
• si elle nécessite un entretien plus courant et couteux, que nous estimons à minima, à environ 150€ à l’année,
• si elle consomme 1/3 d’électricité en plus qu’une SF, soit environ 10€ par année.

On constate qu’elle coûte environ 210 € d’exploitation à l’année pour compenser le coût de chauffage de l’air froid aspiré dans un habitat par une VMC SF, 132 € à l’année.

Il apparaît donc que, non seulement elle n’en permet la compensation mais qu’une VMC double flux génère un surcoût d’exploitation de (50 + 150 + 10) – 132 = 310 – 132 = 78 € par année par rapport à une VMC SF.

Nous en déduisons qu’au plan économique une VMC DF ne se justifie pas du tout par opposition à une VMC SF, bien au contraire !

* Une exception de  justification sans appel pour le choix d’une VMC DF : L’implantation en un milieu particulièrement froid qui, dans le cadre d’un renouvellement simple, engendrerait l’arrivée d’air extérieur très froid, ce qui peut être source d’inconfort. Attention cependant à ne pas utiliser cet argument pour justifier de telles installations partout, ceci ne s’applique qu’aux conditions extrêmes, en montagne, dans des vallées profondes et froides, à haute altitude, au-delà de 1500 ou 1800 mètres, ce qui est, somme toute, assez limité.

Cette justification se situe au plan du confort, pas au plan économique.

Crédit photos : e-rt2012.fr, aldes.fr

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

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