Jeudi de L ALEL L étanchéité à l air des bâtiments Enjeux Jeudi de L ALE 1 er avril 2010 1
Sommaire 1. Contexte Exigence de confort Crise énergétique Crise climatique Des bâtiments performants 2. Perméabilité à l air Des fuites? 3. Enjeux 3 mécanismes moteurs Qualité de l air Confort thermique et acoustique Efficacité énergétique Pérennité du bâti Protection des personnes 4. Mesures et indicateurs n 50 Principe de la mesure Q 4Pa Surf 5. Etat des lieux En France Maçonnerie et Ossature bois Des résultats encourageants 6. Objectifs à viser Effinergie Passivhaus Minergie 2
Contexte Une exigence de confort Des crises en perspectives Exigence de confort Des bâtiments confortables et sains Crise énergétique La fin des énergies fossiles à bas coût Crise climatique Au-delà du scénario le plus pessimiste du GIEC? 3
Contexte Des bâtiments performants Croquis : CETE de Lyon 4
Contexte Des labels pour des bâtiments performants Labels et réglementations Effinergie Passivhaus Minergie, Minergie-P, Minergie-Eco, Minergie-P-Eco RT2012 Etanchéité à l air : Exigences de résultats pour tous ces labels 5
Perméabilité à l air Cachez ces fuites que je ne serais voir! Des parois multicouches 1. Liaisons parois / soubassement 2. Liaisons parois verticales / Planchers intermédiaires Toiture 3. Liaisons parois verticales entre elles 4. Liaisons menuiseries / enveloppe 5. Implantation des boitiers et gaines électriques 6. Percement de l enveloppe par des éléments traversant Vue en coupe Croquis : R. Jobert, CETE de Lyon Parties courantes des parois Ouvrants et parcloses Volets roulants Trappes d accès et de visite Tableaux électriques 6
Quelques exemples Perméabilité à l air Vue en coupe 7
Infiltrations et exfiltrations d aird Trois phénom nomènes nes moteurs Perméabilité à l air Croquis : R. Jobert, CETE de Lyon 8
Enjeux 5 principaux enjeux Hygiène, santé et qualité de l air intérieur Confort thermique et acoustique Consommation et facture énergétique Pérennité du bâti Sécurité des personnes 9
Court-circuit du flux de ventilation volontaire Qualité air intérieur Croquis : R. Jobert, CETE de Lyon Faible perméabilité Les débits de ventilation sont contrôlés Forte perméabilité L air des chambres n est pas renouvelé correctement 10
Confort hygrothermique L humidité relative Qualité air intérieur Assèchement, condensation, moisissures, risque d infection et d allergie, concentration d ozone, dépendent plus de l humidité relative que de l humidité absolue Pour une température de 20 à 22 C, la zone optimale se situe entre 40 et 60% d humidité relative Sur et dans les parois, l humidité relative locale peut dépasser 80%, entrainant des risques de moisissures Les exfiltrations d air favorisent le développement de moisissures Les infiltrations peuvent introduire un air chargé de polluants 11
Confort hygrothermique Qualité air intérieur Air intérieur Air extérieur réchauffé Air extérieur Air intérieur refroidi Masse d eau en kg / kg d air sec Température de l air en C 12
Confort thermique et acoustique Courants d aird Parois froides Bruit Croquis : CETE de Lyon Croquis : CETE de Lyon 13
Facture énergétique Double flux Impact sur l efficacitl efficacité de l él échangeur Source : CETE de Lyon 14
Facture énergétique Double flux Impact sur l efficacitl efficacité de l él échangeur Mesures effectués par l équipe de Claude-Alain Roulet (EPFL) 10 grandes unités (2000 à 17000 m 3 /h) et 3 petites (36 à 90 m 3 /h) Efficacité moyenne des échangeurs mesurés : 70 % Rendement global moyen : 43 % Exemple : Efficacité échangeur 90 %, rendement global 62 % Exfiltration : 29 % du débit d air frais entrant Infiltration : 7 % du débit d air frais entrant Recirculation parasite : 5 % 15
Facture énergétique Influence critique sur le besoin et la puissance de chauffage Les Papillons Besoin de chauffage en fonction du taux de renouvellement d'air 40 35 Besoin de chauffage (kwh/m²/an) 30 25 20 15 10 5 0 0 2 4 6 8 10 12 Taux de renouvellement d'air n50 (1/h) Passer de 0,6 h -1 à 2 h -1 augmente de 21 % le besoin et la puissance de chauffage Cette augmentation passe à 48 % en zone non protégée 16
Pérennité du bâti Transport de vapeur par convection Condensation Croquis : CETE de Lyon Croquis : CETE de Lyon 17
Pérennité du bâti Source : Proclima 18
Protection des personnes Confinement à proximité des sites industriels SEVESO Croquis : CETE de Lyon 19
Mesures Quantifier la perméabilit abilité à l air Localiser les fuites Source : CETE de Lyon Débits de fuite jusqu à 7 200 m 3 /h Débits de fuite jusqu à 65 000 m 3 /h La mesure de la perméabilité à l air doit être conforme à la norme EN 13829 et son guide d application GA P50-784 20
Mesures Quantifier la perméabilit abilité à l air Localiser les fuites Source : CETE de Lyon Arrêt de la ventilation et obturation des ouvertures volontaires Installation de la porte soufflante et du banc d essai Maintien en dépression et recherche fuite Mesure du débit de pour 5 à 10 paliers de pression La mesure de la perméabilité à l air doit être conforme à la norme EN 13829 et son guide d application GA P50-784 21
Mesures Loi d éd écoulement Q = C. ( P) n Q : Débit de fuite d air [m 3 /h] C : Coefficient de perméabilité à l air [m 3 /h/pa n ] P : Différence de pression intérieure/extérieure [Pa] N : coefficient d écoulement [0,5 < n < 1] 22
Indicateurs Les débits d de fuite normalisés n 50 Q 4PA Surf Le taux de renouvellement d air sous 50 Pa : n 50 [h -1 ] Débit de fuite sous 50 Pa divisé par le volume chauffé L indice de perméabilité à l air sous 4 Pa : Q 4Pa Surf [m 3 /h/m²] Débit de fuite sous 4 Pa divisé par la surface de parois froides hors plancher bas Conversion Q 4Pa Surf = (4/50) n. (V/A). n 50 23
Indicateurs Réglementation et labels Q 4Pa Surf Passivhaus n=2/3 BBC Effinergie RT2005 Démarche qualité RT2005 Défaut Maison individuelle 0,17 si V/A = 1,5 0,6 0,8 1,3 Logement collectif 1 1,2 1,7 Bureau, hôtel, restauration, enseignement, petit commerce, établissement sanitaire 0,23 si V/A = 2 1,7 1,2 1,7 Autre usage 3 2,5 3 24
Indicateurs Conversion n50 Q4Pa Surf Passivhaus Source : CETE de Lyon Source : CETE de Lyon BBC Effinergie : Maison individuelle Logement collectif Bureaux, enseignement, établissements sanitaires, 25
Résultats campagnes de mesure CETE de Lyon Etat des lieux 100% 90% 80% PassivHaus Réf. RT 2005 - Maisons V/A = 1.4 m Fréquence cumulée (%) 70% 60% 50% 40% 30% Réf. RT 2005 - Collectif, etc. V/A = 2.3 m Réf. RT 2005 - Autres V/A = 2.5 m 20% Maisons individuelles - 215 opérations Collectif, bureaux, hôtels, étbt. enseignement ou sanitaire - 23 opérations 10% Industries, salles polyvalentes ou de sport, etc. - 25 opérations 0% 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 Perméabilité à 50 Pa (Vol/h) Source : Extraction de la base de données du CETE de Lyon - Juillet 2006 26
Résultats campagnes de mesure CETE de Lyon Etat des lieux 100% 90% Fréquence cumulée (%) 80% 70% 60% 50% 40% 30% Echantillon bois Structure lourde (Guilllot&Litvak, 2000) Passiv haus RT 2005 valeur de référence RT 2005 valeur par défaut 20% 10% 0% 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 I 4 (m 3 /h/m 2 ) Source : CETE de Lyon 27
Des résultats r encourageants Etat des lieux 12 Perméabilité (Vol/h à 50 Pa) 10 8 6 4 Valeurs traduites en n 50 pour ce bâtiment 2 0 RT 2005 - Défaut RT 2005 - Référence Garde-fou PassivHaus Valeur mesurée Opération PREBAT-Beuvraignes. Bibliothèque scolaire (Somme). Maître d'ouvrage : Commune de Beuvraignes. Maître d'œuvre : Atelier Passerelle architectes. Consultant énergie : Association OZE le mouvement. Source : CETE de Lyon 28
Des résultats r encourageants Etat des lieux Source : CETE de Lyon 29
Des résultats r encourageants Etat des lieux 6 logements collectifs Minergie-P, Pluralis / Rigassi, La Terrasse Maison individuelle Passivhaus, Tangentes, Aix-les-Bains n 50 = 0,23 h -1 Q 4Pa Surf = 0,05 m 3 /h/m² Réhabilitation maison individuelle, Item Etude, St Pierre de Chartreuse n 50 = 0,19 h -1 Q 4Pa Surf = 0,05 m 3 /h/m² 30
Des objectifs à portée e de main Objectifs à viser Q 4Pa Surf Passivhaus n=2/3 BBC Effinergie RT2005 Démarche qualité RT2005 Défaut Maison individuelle 0,17 si V/A = 1,5 0,6 0,8 1,3 Logement collectif 1 1,2 1,7 Bureau, hôtel, restauration, enseignement, petit commerce, établissement sanitaire 0,23 si V/A = 2 1,7 1,2 1,7 Autre usage 3 2,5 3 31
Jeudi de L ALEL Merci de votre attention Jeudi de L ALE 1 er avril 2010 32