Alternative à la climatisation et ventilation naturelle pour le confort d'été de bureaux performants

Par Robert Célaire, Loïc Frayssinet, Khedidja Mamou, Thierry Rieser et Benoit Ramos

Cette étude met en évidence des alternatives à la climatisation et met en avant la « ventilation naturelle pour le confort d'été dans les bâtiments de bureaux performants ».

Elle a été publiée en 2023 et réalisée par une équipe d'ingénieurs et d'architectes pour le compte d'EnvirobatBDM.
Félicitations donc à Robert Célaire, Loïc Frayssinet, Khedidja Mamou, Thierry Rieser et Benoit Ramos pour ce travail détaillé que relaie Xpair. Bonne lecture !


brise-soleil

Brise-soleil - Source Tellier -


Téléchargez le rapport d’étude de 68 pages


L’esprit de l’étude

L’utilisateur est au cœur du bâtiment, cela ne fait aucun doute. Aussi, il est nécessaire de considérer les bâtiments depuis le point de vue des usages, le plus possible en situation vécue, et non pas seulement du point de vue de la conception architecturale et technique. La plupart des usagers nous ont dit vivre des étés de plus en plus chauds, parfois à la limite du supportable. Par contre, il faut noter que tous ne s’en plaignent pas. L’enquête de terrain montre qu’une partie des usagers s’adapte, et « fait avec ». Et ceux qui en souffrent le plus sont ceux qui vivent un décalage fort avec ce que la technique semble promettre.

Si cette étude s’est principalement intéressée aux occupants, usagers quotidiens, il aurait été intéressant de la compléter en menant aussi une enquête auprès des techniciens en charge des dispositifs techniques (pose, gestion, maintenances pour saisir encore mieux comment se fabrique collectivement et en acte le confort thermique d’été et la ventilation naturelle nocturne). Mais le format de l’étude (notamment les délais très resserrés et qui plus est en été, période de congés ne s’y prêtait pas).

Notons que si la préoccupation de mieux comprendre comment les usagers occupent/habitent réellement leur bureau semble partagée, et que des études existent sur le sujet, deux limites principales persistent néanmoins : ces études ne sont pas suffisamment approfondies, non pas par manque d’intérêts ou de compétences, mais davantage par manque de moyens. Cela pose la question des ressources qui sont à allouées à ces études.

Se donner les moyens de comprendre comment un bâtiment est vécu et perçu : il s’agit de faire davantage de place de l'enquête, de l’état des lieux, du diagnostic. Même si cela représente un coût économique, les gains (en confort et en économie d’énergie) nous semblent largement en valoir la peine. Il s’agirait de consacrer une part du budget AMO sur ces aspects, tout d’abord en amont (dès la phase programmation), puis pendant les phases de conception et de réalisation (avec les ajustements qui peuvent être pensés le plus possible avec les futurs usagers lorsque cela est possible) puis après la livraison (en mode usage).

D’autre part, pour mieux envisager l’adaptation des usages/pratiques au changement climatique, il semble nécessaire d’aller encore plus loin que cette première étape (nécessaire certes) qui consiste “exclusivement et principalement” à tenter de comprendre les pratiques des occupants-habitants, en les associant réellement. Notons que si nous avons croisé quelques préoccupations dans ce sens, elles ne sont que très rarement suivies d’effets. Proclamer la nécessité d’associer les usagers ne suffit plus, il faut passer à l’acte.

La présente étude démontre les changements possibles dans les pratiques, lorsque celles-ci associent réellement les usagers à ce travail. Certaines solutions viennent des usagers eux-mêmes, aptes à comprendre ce qui est réellement faisable dans la pratique (et pas seulement en théorie, dans un comportement idéal, sans contraintes ni normes culturelles. En cela, ils sont garants en quelque sorte de la dimension opérationnelle des changements de pratiques, qui leur est souvent enlevée, au profit des experts techniques qui eux préfèrent souvent parler de changement de comportements. 

Nous pensons que ces changements de pratiques peuvent être consolidés par le déploiement de conditions propices qui touchent à des aspects organisationnels et techniques. 


bâtiments bureaux performants

Six cas étudiés de bâtiments de bureaux “performants”


Recommandations du point de vue organisationnel

En termes d’accompagnement et d’implication aux changements de pratiques et représentations il s’agit selon nous de :
●   mieux penser la dimension collective de la ventilation naturelle nocturne dans les bâtiments de bureaux : promouvoir une organisation humaine collective avec une équipe qui se charge de l’ouverture optimale (ouvrir tôt le matin, faire le tour, …). Pour cela, il serait possible de constituer des instances ad hoc “confort (thermique) et ventilation” : en charge de la mise en place collective effective et du suivi in situ. Ces instances pourraient convoquer les intervenants experts et techniciens qu’il nous semble, le cas échéant, important de considérer aussi comme des usagers.
●   sensibiliser et former aux questions thermiques. Notons que les informations écrites sont peu lues et qu’il faut avoir une pédagogie suivie relative aux pratiques pour obtenir le confort en général et le confort thermique d’été en particulier en l’abordant lors de réunions de services voire de réunions plénières comme c’est le cas pour la sécurité des personnes. Les économies sur les dépenses de climatisation peuvent être un moteur de motivation. On pourrait aussi envisager des formations/sensibilisations auprès des référents, voire même plus largement des usagers intéressés (cf. demande faite par un bâtiment). Cette sensibilisation peut aussi passer par des visites de bâtiments « modèles », des échanges entre gestionnaires et usagers. Il s’agirait de montrer/ de faire connaître/de faire essayer/de faire vivre les bons exemples.

Des changements et adaptations “techniques” nous semblent nécessaires pour permettre l'émergence (ou la consolidation) de pratiques vertueuses de la part des usagers. 


Synthèse du point de vue technique

En termes de conception du bâtiment, il s’agit de :
● prévoir la possibilité d’aérer facilement en limitant le risque d’intrusion : menuiserie oscillo-battante, brise soleil anti-intrusion, accessibilité des poignées par rapport à l’aménagement des bureaux, etc, … Et il s’agit aussi de coupler la question de l’ouverture des fenêtres, de l’occultation et de la protection contre les moustiques.
●   prévoir des occultations mobiles (permettant 100% d’apports solaires en hiver et une bonne protection solaire en été) permettant aussi d’éviter en outre l’éblouissement des occupants et l’incidence gênante sur les écrans.
●   faire en sorte que ces occultations permettent de conserver la lumière naturelle : ce qui est possible idéalement avec des brise-soleils orientables (BSO), mais aussi avec des volets persiennés (certains s’enlèvent manuellement).
●   d’avoir idéalement des occultations permettant l’aération nocturne efficacement et en toute sécurité par rapport aux risques d’intrusion : idem BSO et volets persiennés. Ces solutions doivent être capables de gérer sur certains sites la question des moustiques.
●   d’envisager, dans certains cas, une ventilation mécanique nocturne à très fort débit. Cela est possible, mais pas représenté dans l’échantillon étudié. Un équilibre sera à trouver entre automatisation et intervention manuelle sur les dispositifs. Il s’agira de s’assurer aussi que le bruit de cette surventilation mécanique n’a pas d’impact sur le voisinage.
●   Enfin, la ventilation traversante nocturne occasionne également des contraintes vis à vis de la règlementation incendie (exigence de coupe-feu de parois) mais des solutions existent pour répondre à l’ensemble des contraintes (asservissement des ouvertures, compartimentage des zones concernées, etc, ...).

Concernant l’environnement de la parcelle, il s’agit :
●   de favoriser l’usage des espaces extérieurs et boisés etc, …
●   en zone urbaine, d’anticiper le problème d’accumulation de chaleur liée à la minéralisation importante de l’espace urbain (phénomène d’ilot de chaleur urbain) qui ne permet pas d’accéder à des températures nocturnes aussi fraîches qu’à la campagne. La végétalisation de la parcelle avec des espèces locales créant des ombrages ou encore le traitement des sols avec un albédo élevé est un élément de réponse.

En termes d’équipements techniques :
●   Les avantages de brasseurs d’air plafonniers sont établis (retours positifs partout où il en existe s’ils font partie du projet) mais ces équipements sont mal connus. 5 des 6 projets étudiés n’en sont pas équipés (mais ils sont envisagés maintenant dans certains).

Enfin, il nous paraît essentiel, pour obtenir une réelle appropriation, d’aller au-delà des enseignements du travail synthétisé dans le présent rapport et de transmettre sur le terrain : salon des solutions (approches techniques et humaines, webinaire, accompagnement post-occupation, visite de bâtiments pour lesquels le confort d’été passif par ventilation est satisfaisant, partage de bonnes pratiques, etc, ...).  

Intégrer le suivi post-occupation par la maîtrise d’œuvre ou par un tiers dans les démarches BDM en allant au-delà de la quantification des performances est également une piste d’action.
Cela occasionne un « surcoût » mais permettra un gain financier à terme (plus de confort, moins d’absentéisme, meilleur fonctionnement système, économies sur les factures, etc, ...).   


ouvrant surventilation

Exemple d’intégration architecturale d’un ouvrant dédié à la surventilation nocturne, derrière un brise-soleil fixe métallique - Source de la photo : Rapport AMO Bourgogne -
Selon le niveau d’implication des usagers, son ouverture pourra être manuelle ou automatique (pour s’ouvrir vers 2 h du matin, quand la température est la plus fraîche)


Téléchargez le rapport d’étude de 68 pages

Sources et Liens

ENVIROBOITE

ENVIROBATBDM


Lien recommandé du CEREMA

L’outil d’évaluation du Risque d’Inconfort Thermique d’Été dans les logements : RITE


Un mot sur EnvirobatBDM

EnvirobatBDM est l’association des acteurs interprofessionnels du bâtiment et de l’aménagement durables en région Provence Alpes-Côte d’Azur. Elle accompagne l’intégration des exigences du développement durable dans l’acte de bâtir, rénover et aménager grâce à son centre de ressources, de formation et à l’animation de réseaux professionnels tels que Fibraterra et les économes de flux. L’association est créatrice et porteuse des labels collaboratifs Bâtiments et Quartiers durables méditerranéens (BDM et QDM).

Commentaires

  • Jean-Charles
    0
    25/09/2023

    Intéressant !
    mais problème, les tours avec AUCUN OUVRANT SUR L'EXTERIEUR.
    Seule la ventilation mécanique nocturne peut réellement renouveler l'air, au delà du (simple) problème température, humidité, CO2. Elle agit sur la pollution de fond ; poussières fines, COVT, odeurs, bref toute la pollution amenée par les occupants.
    Pourquoi ne pas prendre en compte ce facteur de pollution non maîtrisé de la pollution amenée par les occupants : poussières, agents microbiens sous les chaussures, agents pathogènes respiratoires, odeurs et COV, (fumeurs, déodorants, parfums...) mais aussi portables personnels (et wifi dans les bureaux).
    Un sas, avec vestiaire en dépression à l'entrée des bureaux permettrait d'enlever une partie importante de cette pollution extérieure.
    Problème, les concepteurs partent sur un ration de 25 à 30 m3 d'air neuf par salarié, ce qui permet au mieux de passer sous les 800/1000 ppm de CO2 et prévoient rarement la ventilation nocturne.
    En cas de traitement thermique terminal de l'air dans les bureaux par ventilo-convecteurs (ou poutres), le "recyclage localisé", mais généralisé à tous les espaces, maintient toute la pollution particulaire et moléculaire dans les espaces de travail. On a remplacé des centrales de traitement d'air de forte capacité avec recyclage partiel (économies d'énergie, traitement thermique) par des centrales "tout air neuf" plus petites et plus nombreuses mais avec un recyclage au niveau du traitement thermique terminal.
    Seule la ventilation mécanique nocturne peut alors renouveler l'air, mais le coût énergétique fait que cette solution est rarement appliquée.
    Les doubles vitrages sont un frein à la pénétration des ondes électromagnétiques, par contre elles amplifient le problème des ondes intérieures (portables, wifi, bornes relais wifi, appareils connectés...) qui rebondissent sur les parois vitrées. Les CONNEXIONS FILAIRES devraient être la règle, d'autant que c'est techniquement possible à travers les faux plafonds ou faux planchers.
    -> Revoir les standard BREEAM, LEED, HQE... pour noter négativement les parois vitrées non ouvrantes !


  • JEAN CLAUDE FAB
    0
    21/09/2023

    Les procédés de ventilation naturelle, devenus "hybrides", qui vont bien au delà de simples courants d'air de jour et de nuit, ne sont pas soutenus par le monde politique et économique car ils ne génèrent pas de fabrication industrielle de grande ampleur, comme les PAC ou autres. La communication est centrée sur la production énergétique et l'industrie d'équipements ( toujours très carbonée) et non sur l'efficacité pourtant base de solutions.


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