Le système C pour les maisons basse-énergie

Mais pour ce qui est de l’aspect énergétique qui sous-tend la question, la réponse est moins évidente ; Elle suscite un débat entre les experts, les vendeurs et les amateurs. Pour faire le point, nous allons tout d’abord nous intéresser aux formules que l’on peut appliquer à tous les systèmes.

Qu’en est-il au niveau de l’air et de la chaleur ?

On entend souvent dire que le système de ventilation permet de rafraîchir ou de chauffer la maison. Les systèmes D à récupération thermique peuvent effectivement remplir cette fonction. L’air présente cependant une propriété qui rend compliqué l’aspect technique du refroidissement ou du réchauffement de l’air par le système de ventilation.

L’origine du problème est exprimée dans la formule suivante:

Q = m x c x delta T

• Q étant l’énergie, exprimée en kilojoule (kJ). Généralement, on utilise plutôt le kilowattheure (kWh) comme unité. La différence est de 3600 secondes. Pour ce calcul, la capacité de chauffer ou de refroidir la maison par l’air est une donnée importante. Pour passer de l’énergie à la puissance, il faut diviser par le temps (3600 secondes). Le kilowattheure devient donc Kilowatt (kW). La lettre Q est remplacée par la lettre P (de puissance, bien entendu).
   
• Dans la formule ci-dessus, m représente la masse de l’air. Généralement, dans le domaine de la technique d’aération, on travaille en m³/h. pour savoir combien de kilogrammes il y a dans 1 m³ d’air, on doit connaître la densité de la masse. Pour une température ambiante, celle-ci est d’environ 1,2 kg/m³. Il y a une légère différence en fonction du taux d’hygrométrie relative et de la température de l’air mais pour ce calcul, 1,2 kg/m³ est suffisamment précis. Pour un débit d’air de par exemple 100 m³/h, le débit massique est de 120 kg/h ou 100 m³/h x 1,2 kg/m³.
   
• La troisième partie de cette formule se rapporte à la chaleur spécifique c de l’air. Ce chiffre exprime la quantité de chaleur qui peut être reprise dans l’air. La valeur C de l’air est de 1,005 kJ/(kg.Kelvin). La valeur c de l’air reste grosso modo la même si la pression ne change pas et si la température ne monte pas trop (la valeur c de l’air arrive à 1,006 kJ / (kg . Kelvin) à 100°C). Un exemple : pour l’eau, la valeur c est de 1000 kJ / (kg. Kelvin). Ce qui explique en partie pourquoi une conduite d’eau peut être beaucoup plus petite qu’une conduite d’air.
   
• Le dernier chiffre représente la différence de température, soit delta T. Ce chiffre (en Kelvin) exprime la quantité d’air qui doit être refroidie ou réchauffée.

La formule ci-dessus indique d’une manière fort simple le degré de capacité de réchauffement ou de refroidissement de l’air pour une différence de température donnée. Remarquez que l’on peut utiliser la même formule pour calculer les déperditions de chaleur.

Imaginez qu’il y a 20°C dans une pièce et que nous y insufflons 100 m³/h d’air à une température de 25°C. Ce qui donne la formule:P = 100 m³/h x 1,2 kg / m³ x 1,005 kJ / (kg . Kelvin) x (25°C – 20 °C) = 603 kJ/h = 603 kJ/3600s = 0,1675 kW. Avec une telle différence de température et ce débit, on peut chauffer au maximum 0,17 kW, ce qui n’est pas énorme.

L’air pour le chauffage ou le refroidissement

En dépit des possibilités moins favorables qu’offre le captage (ou la diffusion) de la chaleur dans l’air, on peut utiliser l’air comme support énergétique. Les principales possibilités sont le nombre de m³/h que l’on ventile et la différence de température. Le débit est limité par l’amplitude du système de ventilation et est limité pour la plupart des habitations, à 300 ou 400m³/h. Dès que le diamètre est déterminé, on a aussi le débit maximal et dès lors aussi la capacité de refroidissement ou de réchauffement possible par le biais d’un système de ventilation.

Quant à la différence de température, la limite inférieure en termes de refroidissement se situe environ à 16°C pour éviter la condensation. La limite supérieure en termes de réchauffement de l’air se situe à environ 10°C au-dessus de la température de la pièce sinon il faudrait prendre des mesures pour mieux répartir le flux d’air chaud.

Les systèmes C pour maisons basse-énergie

Maintenant que nous savons ce que l’on peut obtenir avec de l’air au niveau du réchauffement ou du refroidissement de la température, la plupart vont conclure que le système C n’est pas une option à retenir pour une maison basse-énergie. En hiver, l’air froid de l’extérieur est amené directement à l’intérieur par le système C, par le biais des grilles dans les fenêtres, et l’on considère que la puissance de chauffage requise pour compenser ce refroidissement est énorme.

Dans le cas d’une maison basse-énergie, la perte de ventilation (l’énergie nécessaire pour compenser cette perte de chaleur par la ventilation) est énorme comparé à la déperdition de transmission (la chaleur qui est diffusée à l’extérieur par les portes, les parois murales et les fenêtres).

Cependant, si l’on applique la formule à ces données, on obtient une toute autre image.Si on a 5°C dehors et 20°C dans la maison, 100 m³/h vont générer une capacité de chauffage de 0,5 kW. Avec 200 m³/h on obtient 1 kW. Il faudra alors répartir ce 1kW dans toute la maison. A titre de référence: l’ordinateur que vous utilisez en ce moment pour lire ce texte, va vraisemblablement produire 0,1 kW de chaleur. Et vous-même en tant que lecteur de cet article, vous produisez aussi environ 0,1kW (du moins si vous restez tranquillement assis sur votre chaise.)

Un système C est donc parfaitement plausible dans une maison basse-énergie, à condition de savoir de quels chiffres vous parlez. Et si vous prévoyez un système C dans une maison basse-énergie, il vaudra mieux prévoir une capacité de chauffage supplémentaire entre 1 à 1 ,5 kW pour compenser les déperditions au niveau de la ventilation.

Ceux qui privilégient les systèmes D auront raison si l’on considère le calcul ci-dessus et s’ils maintiennent que la capacité sera inférieure si l’on utilise un système D. Un système D présentera donc un meilleur score au plan thermique, mais cela ne signifie pas pour autant qu’il est impossible d’utiliser un système C. Il faut compenser les déperditions générées par le système C en chauffant plus. Ce qui explique en partie pourquoi le système C n’obtient pas tous les suffrages. Si on prévoit trop peu de chauffage dans un système C, ou si l’on ne respecte pas les règles du jeu concernant la mise en œuvre correcte d’une ventilation par rapport aux éléments de chauffage, on risque d’voir des problèmes de courants d’air.

Système C classique ou système C géré à la demande?

Le fonctionnement et l’utilisation des deux systèmes laissent à penser tout autre chose. Un système classique doté d’un moteur moderne EC consomme pour 100m³/h (normalement la capacité sur la position la plus basse) seulement 6 à 10 Watt. Un système C à la demande présente grosso-modo la même consommation à ce niveau de capacité. Parfois, on a exactement le même moteur dans l’habitacle.

Le débat portant sur la consommation électrique d’un système de ventilation n’a plus aucune raison d’être si on compare ces chiffres avec ceux des déperditions au niveau de la ventilation. Une capacité électrique de 10 Watt comparé à une capacité thermique de 500 Watt.

Si un système C classique reste sur la position basse, ce système consommera toujours entre 6 et 10Watt. Un système C à la demande va extraire plus d’air et donc consommer plus d’énergie si c’est nécessaire en raison d’une hygrométrie plus élevée, d’un niveau de CO² plus élevé ou en raison de la présence des occupants. Cependant, ce raisonnement ne tient pas la route. Un système C commandé à la demande présente effectivement un net avantage par rapport à un système C classique. Un système C réglé à la demande est mieux à même de fournir d’une bonne qualité d’air qu’un système C classique.

Ceci s’explique simplement par le fait qu’un système C à la demande ne ventilera plus que le minimum quand c’est nécessaire. Dans le cas d’un système C classique par contre, le fonctionnement en continu sur la position basse risque de produire un air de mauvaise qualité. La plupart de gens vont alors positionner le système C classique un cran plus haut, mais on oublie par la suite de repositionner un cran plus bas ou on le fait beaucoup trop tard. En d’autres termes, un système C commandé à la demande fournit automatiquement un air de bonne qualité, tandis que le système C classique demande plus d’efforts (en raison d’un mauvais règlement manuel) et consomme dès lors beaucoup plus d’énergie.

Que faut-il choisir ?

Chaque système de ventilation qui garantit une bonne qualité d’air ambiant est un système valable. Certains systèmes vont consommer plus d’énergie (thermique) que d’autres, mais cela n’exclut en aucune manière leur utilisation dans une maison basse-énergie. Le tout est de tenir compte de la particularité (lisez la consommation en énergie thermique finale) de chaque système et d’adapter le reste du réseau confort (le chauffage ou l’absence de chauffage dans une maison passive).


Auteur: Andy Camps – Luchtwinkel.be