Mesures de température et CO2 – Maison témoin “Stromboli”

Dans le cadre du monitoring de l’installation de ventilation naturelle hybride (voir l’article Monitoring d’une installation de ventilation naturelle hybride), Ecorise a effectué des mesures préliminaires en utilisant les équipements en attente d’installation.

Ecorise en a placé une série de capteurs dans plusieurs maisons pendant quelques semaines.

L’article Bilan des maisons témoins présente un résumé des résultats de toutes les maisons témoins.

Le présent article décrit l’une de ces maisons.

Description de la maison témoin “Stromboli”

La maison témoin “Stromboli” est une maison individuelle Minergie-P-Eco sur deux étages, dotée d’une ventilation double-flux. De l’air est fourni dans les chambres et au séjour, et reprit dans la cuisine et les salles de bain. La maison est occupée par deux adultes et deux enfants (Léo et Léa). Chaque enfant dispose de sa propre chambre alors que les adultes dorment en couple dans leur chambre. Les occupants vivent au rez-de-chaussée la journée (quand ils ne travaillent pas) et dorment à l’étage. Parfois les enfants jouent ou étudient dans leur chambre à l’étage.

Nous avons placé un capteur dans la chambre de chacun des enfants, un autre dans la chambre des parents et un dernier dans l’installation de ventilation, là où l’air vicié est extrait.

Ce dernier capteur est intéressant pour comprendre ce qui se passe dans la maison, puisqu’il mesure entre autres l’humidité de l’air extrait de la cuisine et des salles de bain.

Seuils de CO2 dans le cas d’un bâtiment ventilé

La norme suisse SIA 382/1 décrit quatre catégories de qualité de l’air intérieur pour les bâtiments ventilés :

  • INT 1 : air intérieur de qualité excellente ;
  • INT 2 : air intérieur de qualité moyenne (concentration de CO2 inférieure à 950 ppm) ;
  • INT 3 : air intérieur de qualité médiocre (concentration de CO2 entre 950 et 1350 ppm) ;
  • INT 4 : air intérieur de qualité basse (concentration de CO2 supérieure à 1350 ppm).

Dans les graphiques ci-dessous, nous avons représenté les catégories INT 1 et INT 2 en vert, INT 3 en orange et INT 4 en rouge.

Idéalement les courbes devraient rester en dehors de la zone rouge, soit des valeurs inférieures à 1350 ppm.

Graphiques et commentaires – Jour 1

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A. À 07:00, Léa se réveille et ouvre la porte de sa chambre.

B. À 07:30, c’est au tour de Léo de quitter sa chambre. Les parents font de même.

B’. À 08:00, le petit déjeuner est préparer, ce qui augmente l’humidité relative de l’air extrait. On le voit parce que l’air humide produit dans la cuisine est immédiatement évacué par les bouches d’extraction et mesuré par le capteur situé dans l’appareil de ventilation.

B”. Idem à 12:00 pour la préparation du dîner.

C. À 13:30, tout le monde sort pour une promenade, ce qui permet à l’appareil de ventilation d’extraire l’excédent de CO2.

D. À 15:40, des visites arrivent. À partir de ce moment-là, la concentration de CO2 augmente en flèche ; l’installation de ventilation ne suffit plus à compenser le CO2 rejeté par tout ce monde. Les portes des chambres des enfants sont ouvertes et celle des parents est fermée.

D’. La mesure d’humidité confirme qu’une bouilloire est mise en marche pour préparer le thé.

E. À 19:30, les invités repartent. La porte de la chambre des parents est ouverte, ce qui laisse entrer l’air chargé en CO2. La porte est ensuite rapidement refermée, ce qui permet à l’installation de ventilation d’évacuer une partie du CO2 excédentaire.

E’. À 19:40, quelqu’un prend une douche. L’air extrait par l’installation de ventilation est chargé en humidité pendant près de 20 minutes.

F. À 21:00, parents et enfants sont couchés. La porte de la chambre des parents est fermée, ce qui ne permet pas une bonne ventilation. À l’inverse, les portes des chambres des enfants restent ouvertes, et l’air vicié est rapidement extrait par l’installation de ventilation.

Graphiques et commentaires – Jour 2

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A. Les parents ont dormi avec la porte de leur chambre à coucher fermée. Bien que l’appareil de ventilation double-flux était actif, le brassage de l’air était faible et donc la concentration de CO2 restait élevée aux alentours de 1300 ppm. Ceci est dû au fait que la bouche de pulsion d’air est située au bas d’un mur de la chambre à coucher et la sortie de l’air se fait sous le seuil de la porte. En conséquence, l’air passe directement de la bouche à la porte, sans brasser l’ensemble du volume de la chambre.

B. À 06:00, les parents se réveillent et quittent la chambre à couche, laissant la porte ouverte pendant un moment. L’excédent de CO2 se diffuse dans le reste de la maison, ce qui diminue fortement la concentration de CO2 dans cette pièce.

C. À 07:50, les portes des chambres sont ouvertes. L’excédent de CO2 est à nouveau diffusé dans le reste de la maison, et évacuée par l’appareil de ventilation.

D. Dès 09:00, les occupants sont vraisemblablement tous au séjour où nous n’avons pas de mesure. Les capteurs des chambres indiquent toutefois une concentration de CO2 stable puisque l’air du séjour se mélange à l’air du reste de la maison, et donc des chambres.

E. À 12:20, tout le monde quitte la maison pour une grande promenade dominicale.

F. La maison étant inoccupée, la concentration en CO2 diminue grâce à l’action de l’appareil de ventilation.

G. À 16:50, Léo regagne sa chambre, où la concentration en CO2 recommence à augmenter. Les autres occupants s’activent principalement au séjour, mais aussi parfois dans d’autres pièces.

H. À 20:30, les parents regagnent leur chambre à coucher et en ferment la porte.

J. À 22:00, ils ouvrent la porte pour tenter cette fois de limiter la concentration de CO2.

K. La concentration de CO2 se stabilise aux alentours de 800 ppm, ce qui est une valeur plus raisonnable que les 1300 ppm qu’ils ont connu la nuit précédente.

Analyses

Ces résultats nous permettent de constater plusieurs points essentiels :

  1. Des concentrations de CO2 très raisonnables sont souvent observées. L’installation de ventilation y contribue largement.
  2. L’augmentation de la concentration en CO2 n’est en général pas très rapide, parce que l’installation de ventilation évacue constamment l’excédent de CO2.
  3. Lorsqu’il y a beaucoup de monde dans la maison, ou que plusieurs occupants restent longtemps dans la même pièce, les débits de ventilation ne suffisent plus. Dans ce cas, la qualité de l’air passe rapidement de la catégorie INT 2 (qualité moyenne) à INT 3 (qualité médiocre), voire à INT 4 (qualité basse). Il faudrait augmenter le débit d’air pour évacuer le CO2 en excès, mais aussi les odeurs.

Des défauts dans la mise en œuvre de l’installation doivent être corrigés, notamment dans les chambres à coucher. Le flux et les débits d’air doivent être repensés dans leur globalité.

Conclusion

La maison témoin “Stromboli” est très bien construite, parfaitement isolée et étanche à l’air. Des concentrations de CO2 élevées ne sont rencontrées que dans des cas particuliers. L’utilisation d’une ventilation contrôlée procure un excellent confort qui se traduit quotidiennement par un air de qualité. Il faut toutefois veiller à ce qu’elle soit parfaitement conçue, installée, mise en service et entretenue.

Ecorise étudie la possibilité d’optimiser l’installation de ventilation existante à moindre coûts. Il s’agit notamment de créer des bouches de transfert d’air en haut des chambres à coucher qui assureront un brassage optimal de l’air.

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