Energie

La ventilation naturelle peut-elle assurer le confort d’été ?

De Lyon à La Réunion, en passant par l’Ile de Beauté, des bâtiments utilisent la fraîcheur de l’air nocturne pour assurer le confort d’été. Cette fraîcheur est-elle suffisante pour se passer de climatiseurs ?

Les nuits d’été, faire pénétrer l’air frais à l’intérieur d’un bâtiment, par simple ouvertures de menuiseries, afin d’assurer une température confortable le jour, est communément appeler « ventiler naturellement ». C’est le choix fait par plusieurs maîtres d’ouvrage français pour assurer le confort d’été. Ces bâtiments implantés sous différentes latitudes offrent un éclairage sur la possibilité de se passer ou non de climatisation active.

En Méditerranée, un immeuble de logements ventilé naturellement

Cargèse n’est pas simplement le village corse où Yvan Colonna faisait brouter ses chèvres. Régulièrement, des chercheurs du CNRS s’y réunissent. Pour les accueillir, le centre national de recherche vient tout juste de terminer la construction d’un immeuble de 20 logements. Un bâtiment qui se veut énergétiquement autonome. La perméabilité et l’isolation du bâti ont été particulièrement soignées. Et la production de l’eau chaude stockée dans des cuves et des  planchers en béton est assurée par des panneaux solaires thermiques. Elle devrait permettre de se passer de source extérieure d’énergie pour chauffer le bâtiment durant la saison froide. Pour le confort d’été, Etienne Wurth, chercheur au Cnrs ayant  participé à  la conception du bâtiment, mise sur la ventilation naturelle. Les logements traversants, séparés par des dalles en béton, matériau offrant une bonne inertie, sont équipés d’ouvertures oscillo-battantes qui s’ouvriront automatiquement, via une GTC, et plus ou moins selon la température intérieure et extérieure.
Selon les simulations, la température intérieure ne devrait pas dépasser les 25°C. Mais Etienne Wurth a conscience que ces dernières ne prennent pas en compte les possibles canicules à venir. Alors des brasseurs d’air, à vitesse variable, ont été installés dans chaque pièce. Ils permettront de créer de légers courants d’air et ainsi d’offrir aux occupants une température ressentie de 2°C inférieure à celle affichée sur le thermomètre.
Il faudra attendre que le bâtiment du Cnrs  passe son premier été, qui s’annonce très chaud, pour savoir si les brasseurs d’air auront suffi à offrir un confort d’été suffisant aux chercheurs de passage.  Etienne Wurth est d’autant plus prudent sur le décalage entre la simulation et la réalité qu’il juge que l’aéraulique appliquée au bâtiment n’en est qu’à ses débuts. Pour modéliser les mouvements d’air à l’intérieur des logements, il a fait appel à 7 laboratoires disposant chacun d’un «code de champ» diffèrent.

Sous les tropiques, un bâtiment tertiaire sans clim

Bien plus au sud, sous un climat tropical, un bâtiment dont le rafraîchissement est basé sur la ventilation naturelle a déjà passé deux étés.  Situé au sud de l’île de la Réunion, sur le campus universitaire de Saint-Pierre,  la problématique est différente. Ici, les températures sont comprises entre 25°C en saison froide et  33°C en période chaude. Autrement dit, pas d’hiver rude, et donc d’isolation et d’étanchéité conséquentes.
Le bâtiment qui accueille une partie administrative et des salles de cours a une température intérieure qui atteint les 30°C plus de 100 jours dans l’année. En métropole, on estime que le confort d’été est assuré si le nombre d’heures dépassant 28°C reste inférieur à 40 heures. Pourtant, d’après Francis Garde qui a supervisé la conception du bâtiment et observe l’exploitation, les fonctionnaires qui y travaillent n’utilisent les climatiseurs, installés en appoint, que moins d’une semaine par an. Si c’était à refaire, Francis Garde n’installerait de climatiseurs que pour les salles informatiques. « Quand je dis en métropole qu’il peut faire 30°C dans le bâtiment, on me répond ; c’est trop chaud. Mais c’est tout à fait tolérable ». Pour améliorer le confort d’été, tout comme les logements corses du Cnrs, des brasseurs d’air sont installés de manière à générer des  courants d’air et ainsi baisser la température ressentie. Mais, contrairement au bâtiment de l’Ile de Beauté, tout est ici actionné manuellement, des panneaux explicatifs étant installés à côté des ouvrants. Francis Garde préfère « des occupants actifs dans un bâtiment passif à des occupants passifs dans un bâtiment actif ».

On retrouve cette absence d’automatisation de la ventilation naturelle sur certains immeubles de la ZAC de Bonne, éco quartier de  Grenoble. « Chez les occupants qui ferment les occultations solaires et sur ventilent la nuit, la température ne dépasse pas les 28°C moins de 40h », remarque Thierry Rieser, ingénieur au bureau d’études Enertech, en charge du suivi de l’exploitation des bâtiments. Ce dernier note également que certains utilisateurs ferment la nuit et sur ventilent le jour. « Dans ce cas, le logement est inconfortable. Cela dit, de façon générale, les occupants ne s’en plaignent pas ».

A Lyon, désenfumage et ventilation

Dans l’Hexagone, les immeubles rafraîchis par ventilation naturelle  ne devraient plus prochainement faire figure d’exception.  Free cooling, purge nocturne, voilà un terme qui fait désormais partie du vocabulaire quotidien de Francis Binisti, directeur général de Souchier, groupe spécialisé dans le désenfumage. L’industriel propose désormais des solutions d’ouverture visant à ne plus assurer uniquement l’évacuation des fumées, mais également à faire rentrer la fraîcheur de la nuit. C’est notamment le cas pour l’hôtel de la Région Rhône-Alpes, à Lyon Confluence, livré tout récemment par l’équipe de Christian de Portzamparc. Ces produits permettent de  générer des mouvements d’air au sein des rues intérieures couvertes du bâtiment de 7 étages. Dans les bureaux, une climatisation traditionnelle avec plafond rayonnant  est installée. C’est seulement dans le cas où le salarié ouvre sa fenêtre qu’elle se coupe. Pour se passer de climatiseur dans les bureaux, il aurait fallu installer un système d’obturation des fenêtres très performant, estime  Jean Soubeirant, directeur d’opérations  au sein de Setec, qui a eu en charge l’étude des fluides de l’hôtel de Région. Il souligne également l’avantage de bénéficier sur le site d’un vent permanent. L’ingénieur avait déjà travaillé auparavant sur un projet de prison en Guyane, sans climatisation active, où les cellules traversantes se rafraîchissent au passage de l’alizé.

Mais cet usage du vent visant à générer des courants d’air intérieurs ne séduit pas tous les ingénieurs des bureaux d’études. C’est le cas, par exemple, de Bernard Sesolis. De la ventilation naturelle, le directeur de Tribu Energie dit « en revenir ». Pour lui, « naturelle » ne rime pas forcément avec « mieux »; considérant la très faible consommation des ventilateurs actuels, il préfère utiliser, les nuits d’été, une double flux en mode by-pass (l’air neuf passe par le by-pass pour ne pas être réchauffé par l’air extrait), plutôt que de laisser pénétrer des courants d’air du fait de la simple ouverture des menuiseries.

Pour Francis Allard, directeur du laboratoire d’études des phénomènes de transfert et de l’instantanéité, qui a beaucoup travaillé sur la question, « il faut se méfier des simplifications hâtives ». Selon lui, c’est en grande partie la morphologie urbaine qui doit guider le choix ou non d’une ventilation naturelle. « Le vent ne circule pas en ville comme à la campagne. Il faut arrêter de concevoir des bâtiments comme s’ils étaient tous implantés sur un aéroport » dit le chercheur. Autrement dit, elle peut sur un site suffire à rafraîchir et sur un autre non.

Focus

Directeur de Tribu Energie, Bernard Sesolis précise son sentiment

 » S’agissant du confort d’été, seule une réflexion au cas par cas s’impose, selon la situation, l’implantation et l’architecture du projet. Il n’y a pas lieu d’opposer la ventilation naturelle et la ventilation mécanique pour le confort d’été. Ce n’est qu’après une analyse sérieuse du site et du projet en cours de conception que les choix s’effectueront, et non par a priori pour telle ou telle option technique. Cet article me catalogue bien rapidement dans le clan des ingénieurs non séduits par la ventilation naturelle. S’il est exact que je considère le mot « naturelle » comme pas forcément vertueux, il est inexact que je préfère prescrire une double-flux plutôt que l’ouverture des fenêtres. »

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