Comment bénéficier d’une ventilation efficace et intelligente dans les bâtiments scolaires ?

Par Johnny Garratoni, Responsable Applications Tertiaires - Atlantic Climatisation & Ventilation

La problématique : Intégrer la surveillance de l’air dans les bâtiments d’enseignement

La surveillance de la qualité de l'air intérieur est obligatoire dans les crèches, les écoles maternelles et élémentaires depuis le 1er janvier 2018. Dans les centres de loisirs, les collèges et les lycées, cette mesure est entrée en application le 1er janvier 2020. Paradoxalement, l’installation d’un système de ventilation dans ces lieux n’est pas obligatoire, dans le neuf comme en rénovation. Pour autant, les maîtres d’ouvrage et les maîtres d’œuvre responsables l’intègrent à leur projet. Encore faut-il qu’elle soit efficiente.

 

Il y a urgence, selon Suzanne Déoux, médecin ORL, initiatrice de l'ingénierie de santé dans le bâtiment, fondatrice de Medieco : « Seules 11 % des salles de classe bénéficient d’un système de ventilation. » De son côté, l’association Respire démontre, dans une étude datant de 2019, que 100 % des établissements scolaires de Lyon, Grenoble, Chambéry et Annecy et d’Ile-de-France dépassent les recommandations de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) sur les particules fines (PM 2,5) et le dioxyde d’azote (NO2), deux polluants particulièrement dangereux pour la santé.

L’analyse de l’industriel : filtration de l’air et modulation de l’air

Les systèmes de ventilation et de traitement d’air sont une solution pour garantir une bonne qualité de l’air dans ces établissements. Ils assurent, en plus, le confort intérieur et permettent de réduire la facture énergétique (double flux ou centrale de traitement d’air).

Plus concrètement, ces équipements embarquent principalement deux technologies – filtration et modulation – lesquelles améliorent le bilan en termes de pollution intérieure, réduisent le risque de transmission de bactéries et donc de contamination de l’individu.

1/ La filtration de l’air

La filtration, ou la captation des polluants par des médias physiques, sans chimie ni transformation de la matière. Il s’agit d’une captation purement physique, basée sur des notions de vitesses d’air, de tamis…

Les solutions produits sont abouties désormais avec des centrales d’air référentes telles que celles spécifiées ci-dessous :

2/ La modulation des débits d’air

La modulation des flux d’air insufflés et rejetés pour s’adapter à l’occupation des locaux, et donc à la saturation de l’ambiance par les individus. Cette logique de modulation pilotée par un automate de régulation impose, via des capteurs, la détection des polluants, notamment le CO2.

Elle apporte la juste quantité d’air grâce à sa capacité à asservir la vitesse des ventilateurs embarqués en fonction du niveau d’information transmis par les sondes CO2. Ces dernières sont placées selon la configuration des locaux, dans les pièces ou au niveau du réseau de gaines.

Atlantic dispose d’un AVIS technique CSTB pour valoriser les économies d’énergie réalisées par l’intégration d’équipements aérauliques capables de varier en débit, selon un niveau de CO2. Il s’agit de l’ATEC Ventilation modulée.

Le dispositif de modulation de débit sur CO2 se nomme VARIVENT, il existe en existe plusieurs versions :

Le VARI V le plus simple : la sonde CO2 renvoie son signal au ventilateur (cf. ci-dessous).

La fonctionnalité de modulation de débit d’air selon le niveau de CO2 est proposée en standard dans l’automate de toutes les Serencio et de la centrale de traitement XL2. La sonde CO2 envoie directement son signal à l’automate, qui ajuste le débit ou la vitesse des ventilateurs en fonction du niveau de CO2. Cette technologie apporte un double bénéfice : quantité d’air neuf adaptée et réduction des consommations d’énergie.

Le Vari R ou R+ la sonde pilote le registre

Atlantic propose également des régulateurs de débit dénommés RMP TECH (système VARI R) et REG VAV (système VARI R+). Ces dispositifs terminaux sur un réseau de gaine s’associent aux centrales d’air pour alimenter un ou plusieurs locaux à occupation variable. Sur un REG VAV, le débit à insuffler ou extraire est finement régulé via un système électronique qui embarque un transducteur de pression et une pale à ouverture variable. Ces produits sont communicants, avec une Gestion Technique Centralisée (GTC), et permettent de contrôler en permanence l’état des registres et la performance de l’installation aéraulique.

Registre à débit variable REG VAV pour Système VARI +

Pour s’associer à une Serencio P, celle-ci doit fonctionner en régulation de pression constante. La Sonde CO2 est directement câblée sur le registre esclave monté à la reprise d’air.

Tableau de coefficient de réduction de débit associé au système Vari VENT

En synthèse, le VARI V est le système le plus simple pour apporter un niveau d’économie standard. VARI R fait appel à des registres RMP TECH et propose davantage de potentiel d’économie.

Principe d’intégration d’un système VARI R+ avec des registres REG VAV

Exemple d'installation : salle de réunion avec occupation variable

Détection optique d’occupation

Une autre manière de traiter la problématique de saturation des ambiances en CO2 est la détection optique d’occupation. La présence d’une personne dans une salle déclenche la ventilation. A l’inverse, celle-ci se coupe si la pièce est vide. Lorsque l’on intègre la scénarisation de l’occupation, on contribue à l’optimisation du régime de fonctionnement des systèmes et l’on impacte favorablement la facture d’énergie associée à leur consommation.

Atlantic propose le système VISIOVENT, valorisé à travers le même avis technique modulé qui repose sur l’association d’un détecteur de présence, d’un ventilateur pour traiter un cas monozone (Visio V) ou bien l’association de ces 2 éléments et d’un registre (Visio R) ou d’une bouche (Viso B) régulés pour traiter les cas multizones.

Exemple d'installation : plusieurs salles de classe desservies par une centrale double flux haute performance Serencio

De plus en plus d’intelligence

Au fil des ans, les algorithmes et logiques de traitement deviennent plus performants. Par exemple, certaines machines, comme la nouvelle centrale de récupération d’énergie Serencio P, utilisent des scénarios d’occupation qui permettent de se poser moins de questions sur la stratégie à mettre en œuvre. Toutes les problématiques peuvent être intégrées au niveau du porteur de projet, du maître d’ouvrage qui, lui, définit une enveloppe budgétaire et des contraintes sanitaires et réglementaires. Et ce, afin de pallier le décalage entre la réalité et la pratique. Sans être au stade de l’intelligence prédictive ou artificielle, ces machines disposent de petits schémas de réduction du niveau de paramétrage qui garantissent un niveau d’efficacité élevé, même avec un réglage sommaire.

Répondre aux contraintes d’intégration

Dans le neuf ou en rénovation, l’espace disponible pour les réseaux et pour l’intégration d’une machine est de plus en plus réduit. D’où l’intérêt des systèmes décentralisés. Ici, la ventilation et la récupération de chaleur ne se font pas au centre du bâtiment ou d’un réseau aéraulique, mais directement dans le local.

Et pour les salles de classe, une solution référente … La solution double-flux Nova

Ces systèmes sont idéaux dans des écoles où les salles de classe donnent chacune sur des façades : dans ce cas, des carottages sont effectués sur les murs extérieurs contre lesquels les machines Nova sont positionnées. Sans connexion avec un quelconque réseau aéraulique, elles viennent prendre l’air directement sur les façades, le font passer dans leur échangeur de chaleur et le valorisent en réchauffant l’air soufflé. Avantages de ces équipements compacts : ils sont facilement intégrables dans le bâtiment, rapidement installés et financièrement intéressants. Et ce, d’autant plus que la maintenance se réduit à deux filtres et qu’il n’y a pas d’autres réseaux à maintenir, pas de risques de fuites liées à une étanchéité défectueuse… Le confort est traité pièce par pièce, ce qui permet d’avoir un effet de zoning et d’imaginer un effet modulaire dans le temps (recloisonner, décloisonner).

La centrale double flux Nova décentralisée avec IHM tactile filaire couleur peut piloter jusqu’à 16 machines. Elle intègre, en standard, un serveur Web. En option, il est possible de prévoir un point d’accès wifi pour le monitoring et pilotage par Smartphone. A savoir : la régulation est programmée en usine et un simple paramétrage est nécessaire sur site. Nova est également intégrable en natif dans un réseau GTC (gestion technique centralisée) en protocole Modbus 247, pour assurer le pilotage et monitoring sur un même réseau.

La Nova, centrale double flux pièce par pièce à échangeur contre-courant, est référente pour assurer le confort de renouvellement d’air des salles de classe

• Brille par son découpage de taille
• Evite les surdimensionnements
• Répond au juste besoin aéraulique
• Elle est particulièrement fine pour assurer la meilleure intégration possible en faux plafond. En standard, elle dispose d’un diffuseur à déflecteurs pour ajuster précisément la veine d’air dans la pièce et ainsi optimiser l’efficacité et le confort liés à la diffusion