Lors de ces journées d’échanges scientifiques entre chercheurs, décideurs et professionnels de la ventilation, de la qualité de l'air intérieur et de l’étanchéité à l’air des bâtiments, les experts du Cerema ont valorisé leurs travaux et l’expérience française.
Actualité de l'Equipe projet de recherche BPE : Bâtiments Performants dans leur Environnement
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Cette 41 e édition de la conférence internationale de l’Air Infiltration and Ventilation Center (AIVC) intitulée "IAQ 2020: indoor Environmental Quality Performance Approaches - Trannsitioning from IAQ to EIQ" a pu se tenir à Athènes après deux annulations liées à la pandémie. Adeline Mélois, Bassam Moujalled et Gaëlle Guyot (Equipe de recherche BPE), membres du comité scientifique de la conférence, ont contribué au contenu scientifique de la conférence : ils ont participé aux relectures des articles reçus.
Une valorisation de L'expertise du Cerema en ventilation et qualité de l'air intérieur
La conférence a notamment permis d'aborder la qualité de l'environnement intérieur (IEQ, Indoor Environmental Quality) qui comprend la qualité de l'air, le confort thermique, l'acoustique, l'éclairage et leurs interactions, en insistant sur les enjeux de la performance des systèmes et la mesure.
L'expertise du Cerema en matière de systèmes de ventilation et qualité de l'air intérieur a été reconnue par les organisateurs du congrès en confiant à Adeline Mélois, Bassam Moujalled, Valérie Leprince et Gaëlle Guyot le soin de présider et d’animer cinq sessions portant sur les méthodes d’évaluation de la performance de la ventilation, la précision de la mesure de perméabilité à l’air, des contrôles intelligents, les capteurs intelligents et le Big Data, sur les données détaillées de mesures de perméabilité à l’air, sur les verrous et perspectives de la perméabilité à l’air.
Par ailleurs, dix articles scientifiques ont été présentés par les doctorants et experts du Cerema:
- Le projet de recherche soutenu par l’ADEME Vnat, piloté par le Cerema, qui visait à développer une méthode couplée entre expérimental et numérique pour permettre l’évaluation des performances de la ventilation naturelle et hybride dans les logements,
- Le projet Durabilit’air 2 soutenu par l’ADEME, piloté par le Cerema, qui vise à poursuivre le développement des connaissances sur la pérennité des performances de l’étanchéité à l’air des bâtiments,
- Le projet Performance 2 soutenu par l’ADEME et piloté par le Cerema qui étudie la durabilité des performances de la ventilation hygroréglable avec le suivi de deux bâtiments de logements sociaux sur plus de 10 ans, et sa robustesse par rapport aux comportements des occupants,
- Le projet de l’agence internationale de l’énergie IEA-EBC Annex 86 piloté par l’Université de Gand, dans lequel le Cerema pilote une tâche, qui vise à développer des outils d’évaluation de la performance globale (énergie, santé, qualité d’air, confort, coût, ..) des techniques de management de la qualité de l’air intérieur dans les logements performants en énergie, notamment la ventilation intelligente et les matériaux et systèmes du bâtiment permettant de diminuer l’exposition des occupants à la pollution,
- Deux thèses en cours dans l’équipe de recherche BPE, en collaboration avec le LOCIE-Université Savoie Mont Blanc, celles de Baptiste Poirier et de Maria Rueda Lopez portant respectivement sur l’élaboration de méthodes performantielles pour la ventilation intelligente, et le développement d’indicateurs de la performance globale du bâtiment.
Les présentations assurées par les spécialistes du Cerema:
- Assessment of the Performance of Hybrid Ventilation System: Case Study of a Multi-Family Building in France. Bassam Moujalled, Gabriel Remion, Romuald Jobert, Anissia Benzekhroufa, Claire-Sophie Coeudevez, MarcDufresne, François Demouge, and Corinne Mandin
- Measurement of Installed Window Airtightness. Sylvain Berthault
- Assessment of Wind Impact on Building Air Leakage Measurements Using a Model Scale Experiment. Adeline Melois, Mohamed El Mankibi, Francois Rémi Carrié and Bassam Moujalled
- Smart Ventilation Performance Durability Assessment: Preliminary Results from a Long-Term Residential Monitoring of Humidity-Based Demand-Controlled Ventilation
- Sandrine Charrier, Elsa Jardinier, François Parsy, Stéphane Berthin, Elise Hallemans, Emmanuel Roux and Gaëlle Guyot
- Development of Performance-Based Assessment Methods for Conventional and Smart Ventilation in Residential Buildings. Baptiste Poirier, Gaëlle Guyot, Monika Woloszyn,
- Relevance of CO2-Based IAQ Indicators: Lessons from a Long-Term Monitoring of Three Positive and Nearly Zero Energy Houses. Maria Jose Rueda Lopez, Evelyne Gonze, Gaëlle Guyot, Michel Ondarts, Benjamin Golly and Frédéric Wurtz
- What Do We Know Regarding the Impact of Ductwork Airtightness on IEQ? Valérie Leprince
- High-Rise Buildings Airtightness Measurements: Practical Advices and Error Estimation ; Nolwenn Hurel and Valérie Leprince
- Introduction on the Need of Methods for Quantifying Leakages of Building Components and Short Review of Existing Method.Valérie Leprince
- Impact of multizone airleakage on ventilation performence assessment, Gaëlle Guyot
Cette conférence a montré l'importance des travaux internationaux permettant de répondre aux enjeux énergétiques, de sobriété et de santé publique (pollution de l’air intérieur) portant sur le secteur du bâtiment :
- la connaissance et les méthodes d'amélioration de la qualité de l'environnement intérieur (incluant les méthodes de lutte contre le radon)
- la ventilation intelligente et les approches performantielles pour évaluer leurs performances
- la mesure de l'étanchéité à l'air
- la ventilation adaptée aux changements climatiques (ventilative cooling).
La ventilation, clé une bonne qualité de l'environnement intérieur
Depuis bientôt 15 ans, sous l’impulsion des directives européennes sur la performance énergétique des bâtiments et face aux enjeux climatiques, nous devons rénover et construire des bâtiments peu énergivores, voir à énergie positive. Ces bâtiments nécessitent de maîtriser les débits volontaires et involontaires d’air à travers l’enveloppe, en raison de leur impact important sur les consommations électriques et sur les besoins de chauffage et de climatisation, qu’il devient nécessaire de prendre aussi en compte dans nos climats pour s’adapter au changement climatique. Pour cela, le traitement de l'étanchéité de l'enveloppe s’est de plus en plus imposé en Europe, notamment en France depuis la RT2012, et doit absolument être associé à des stratégies de ventilation performantes.
La qualité de l'air intérieur est un autre sujet de préoccupation majeur dans les bâtiments qui est directement lié à la ventilation. Étant donné que les gens passent 60 à 90 % de leur vie dans des environnements intérieurs (maisons, bureaux, écoles, etc.), la qualité de l'air intérieur (QAI) est un enjeu majeur de santé publique.
Une étude du Berkeley Lab qui fait référence, Logue et al. (2011b), a estimé que les dommages actuels à la santé publique en nombre d’années de vie perdues en bonne santé (indicateur nommé DALY) par personne et par an, toutes sources confondues, attribuables à la QAI, à l'exclusion de la fumée secondaire de tabac et du radon, se situaient quelque part entre les effets sur la santé des accidents de la route et les maladies cardiaques toutes causes confondues. Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS, 2014), 99 000 décès en Europe et 81 000 dans les Amériques étaient attribuables à la pollution de l'air (intérieur) des ménages en 2012.
Pour prendre en compte les enjeux de sobriété énergétique et de qualité de l’air intérieur, qui ne sont pas du tout antinomiques, le sujet de la ventilation devient incontournable dans les bâtiments.
Dans ce contexte, les équipes de chercheurs et d’experts du Cerema travaillent sur des leviers importants concernant la ventilation :
- Le développement d’approches performantielles pour mieux prendre en compte les enjeux de qualité d’environnement intérieur et non seulement énergétiques à la conception des bâtiments ;
- Le développement de connaissances sur la ventilation intelligente ;
- L’introduction d’exigences de vérification de la qualité des installations de ventilation et du niveau d’étanchéité à l’air de l’enveloppe et des réseaux qui font face à quelques défis métrologiques afin de fiabiliser les protocoles et les mesures réalisées.
En effet, dans les nouveaux labels et les futures réglementations du bâtiment, la performance du bâtiment devrait être étendue à la qualité de l'environnement intérieur, au-delà de la performance énergétique. Dans le domaine de la performance énergétique, les réglementations successives en Europe ont poussé à une approche performantielle, basée au moins sur une exigence de consommation d'énergie pour le chauffage et/ou le refroidissement au stade de la conception, comme le Cep en France. Néanmoins, dans le domaine de la ventilation des bâtiments, les réglementations à travers le monde restent principalement basées sur des approches prescriptives, telles que les exigences en matière de débits d'air ou de taux de renouvellement d'air, sans rapport direct avec le niveau de qualité d’air intérieur assuré.
Plusieurs travaux de recherche du Cerema (notamment ceux de l'équipe de recherche BPE - bâtiment Performant dans son Environnement) portent justement sur le développement d'approches basées sur la performance globale pour la ventilation résidentielle, approche nécessaire par exemple pour promouvoir des stratégies innovantes et ambitieuses de ventilations intelligentes (voir la thèse de Gaëlle Guyot).
La ventilation intelligente permet en effet de ventiler plus quand et où il y a des besoins, en s’adaptant de manière temporelle et spatiale dans le bâtiment. Elle peut donc à la fois améliorer la performance énergétique des bâtiments, et améliorer la qualité d’air intérieur, surtout si elle s’avère simple à dimensionner, simple à installer et avec des composants robustes, sobres et durables dans le temps. Ceci est justement le sujet du projet de recherche Performance 2 et du projet de l’agence internationale de l’énergie IEA-EBC Annex 86, dans laquelle le Cerema pilote une tâche sur la ventilation intelligente, sujet qui a émergé il y a quelques années lors d’un partenariat avec le Berkeley Lab.
C’est aussi pour améliorer le bon fonctionnement in situ des installations de ventilation, reconnues comme ayant des performances sur le terrain bien éloignées de leurs performances théoriques, que la France, avec l’appui du Cerema ayant coordonné des réflexions avec l’ensemble de la filière depuis des années, est un des pays pionniers dans le monde à imposer un contrôle à réception des installations de ventilation de certains bâtiments.
Dans ce contexte, des travaux de recherche sont également nécessaires pour fiabiliser les protocoles et les mesures visant l’étanchéité à l’air de l’enveloppe et des réseaux aérauliques, et les installations de ventilation, le Cerema y contribue grandement !