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Calcul des débits d’air en fonction de la pièce

Les différentes manières de régler une VMC permettent d’agir sur ses débits minimums et maximums, la circulation de l’air intérieur, les débits d’extraction d’air, etc. C’est pour cette raison que les fabricants de VMC (ventilation mécanique contrôlée) laissent la possibilité de procéder à quelques ajustements, non pas sur la méthode de fonctionnement d’une VMC, mais sur les réglages possibles de l’appareil et du système en question.

Mais, avant de s’intéresser à la technique possible pour optimiser et régler les sorties et entrées d’air au sein des pièces de vie, il faut déjà s’interroger sur les grands principes d’aération des logements, ses origines, ses normes, ses arrêtés, afin de comprendre l’objectif poursuivi ainsi que les manières d’y parvenir.

Une fois cela récapitulé, il faut bien comprendre que régler une VMC, ce n’est pas seulement calculer les débits d’air. Alors, qu’est-ce donc que ce calcul de débits d’air ? Comment procède-t-on ? C’est tout un dossier que nous allons parcourir.

Comment calculer les débits d'air d'une pièce ?-1

Comment le renouvellement d’air neuf s’est-il imposé dans les logements ?

En Belgique, depuis 1991, le NBB D 50-001 impose l’obligation d’aération de l’habitat par renouvellement de l’air au sein des logements neufs. Plusieurs objectifs sont visés :

  • assainir les pièces d’eau (souvent chargées en salpêtre et moisissures par manque d’extraction d’air de la pièce) ;
  • permettre une meilleure répartition du chauffage au sein de l’habitat (critère de confort) ;
  • diminuer le risque d’intoxication (dû aux fenêtres fermées) ;
  • diminuer le taux d’humidité dans l’ensemble des logements locatifs ;
  • etc.

Des systèmes de ventilation assez basiques sont donc apparus à la suite de cette norme, permettant d’accroître la qualité de l’air d’un logement tout en asséchant les pièces humides. En général, le principe est assez simple : un moteur permet d’actionner une turbine qui extrait l’air chargé d’humidité du logement vers l’extérieur (extracteur d’air). La dépression créée par le rejet de l’air permet de renouveler automatiquement l’air intérieur par de l’air frais issu de l’extérieur, pénétrant dans le bâtiment par l’intermédiaire des entrées d’air prévues à cet effet (souvent en haut des fenêtres).

Ce système, d’abord suffisant, s’est vite confronté à l’incohérence thermique, faisant sortir de l’air humide (mais réchauffé) du logement pour le remplacer par de l’air plus sec (mais froid) provenant de l’extérieur. Ce principe de circulation de l’air répond de plus en plus difficilement aux normes thermiques désormais de plus en plus drastiques et aux nouveaux arrêtés en la matière.

De nouvelles techniques ont vu le jour, notamment la VMC double flux. Pour faire simple, cette méthode permet de récupérer les calories contenues dans l’air du logement avant de l’extraire vers l’extérieur pour les restituer à l’air rentrant dans le logement. La VMC gère donc toute la circulation de l’air par les entrées d’air et les extracteurs d’air.

Comment bien distinguer l’extraction et l’insufflation au sein d’un logement ?

Pour bien comprendre comment calculer les débits d’air, il est très important de bien saisir la différence fondamentale entre le cycle d’insufflation et celui d’extraction.

Le premier est donc le fait de récupérer de l’air extérieur pour l’insuffler au sein des pièces de vie dites « sèches ». Le second correspond au fait d’aspirer l’air chargé d’humidité des pièces d’eau pour le rejeter dehors. Ainsi, l’air intérieur est sans cesse renouvelé et assaini et les normes thermiques sont respectées.

Cette méthode consiste donc en un équilibre entre l’ensemble des flux des pièces sèches (chambre, salon, séjour, bureau) et l’ensemble des pièces humides génératrices de vapeur d’eau, dont la salle de bain, la cuisine, les WC.

Comment calculer les débits d'air d'une pièce ?-2

Comment calculer le débit d’air (cycle d’extraction) selon les pièces ?

Une fois tous ces éléments bien assimilés, on comprend que l’aération d’un logement repose sur la circulation de l’air entre le logement et l’extérieur. Mais alors, comment se calcule-t-il ? Comment se mesure-t-il ?

En premier lieu, il convient de prendre une unité de temps et de quantité d’air, soit le volume par heure. En effet, le calcul consiste à déterminer le nombre de fois par heure où le volume total d’air contenu dans une pièce doit être renouvelé. Il s’agit du débit d’air global qui est ensuite décliné en débit par pièce. Cela définit un taux de renouvellement de l’air.

Plus le renouvellement est régulier et important et plus la qualité de l’air augmente. Bien sûr, l’aptitude à conserver le chauffage dans l’air est inversement proportionnelle à l’augmentation du taux de renouvellement. Des débits minimums doivent donc être observés.

Précisons que, quel que soit le modèle de VMC (double flux ou simple flux), les mesures de débit d’air seront appliquées aux seuls débits d’extraction, car l’insufflation se calera toujours sur l’extraction :

  • soit la VMC simple flux rejette dehors l’air vicié et l’air entrant est libre de rentrer en quantités égales, puisqu’il passe par les entrées d’air libres ;
  • soit la VMC double flux rejette dehors l’air vicié et l’air entrant est contrôlé en débit identique par le flux d’air provenant de l’extérieur. L’appareil gère cela en totale autonomie afin de ne pas dépressuriser le logement.

Pour calculer les débits d’air, il faut prendre le volume de la pièce en question, par exemple : une salle de bain de 3 m x 2 m, soit 6 m² au sol, qu’il faut multiplier par la hauteur de 2,50 m par exemple. Cela fait un total de 15 m3 d’air contenu dans la pièce. Si l’air est renouvelé une fois par heure, il faut alors un débit d’air sortant de 15 m3/heure. En moyenne et selon les configurations et données des fabricants, on estime qu’il faut :

  • 6 à 9 renouvellements d’air par heure pour une salle de bain ;
  • 6 à 10 renouvellements d’air par heure pour une cuisine ;
  • 8 à 12 renouvellements d’air par heure pour les WC.

Une fois ces chiffres confrontés aux données du fabricant et aux caractéristiques de l’habitat, nous obtenons le calibrage idéal des débits d’air répondant le mieux aux normes et exigences d’aération du logement. Le calcul du débit d’air d’une pièce est en réalité assez simple à maitriser, mais il faut y consacrer un temps minium pour bien comprendre, mesurer les débits et réfléchir aux résultats.

Pour une pièce de 15 m3 (une petite pièce) et de renouvellement à 10 fois par heure du volume d’air, on se retrouve rapidement avec des performances de 150 m3/heure, ce qui n’est pas rien.

Les limites liées aux options (hotte, poêle à bois, etc.)

Les ouvertures donnant directement et de manière permanente vers l’extérieur ne sont pas anodines. Elles facilitent les échanges d’air, mais peuvent également diminuer la récupération de chaleur. Ainsi, les « trous » tels que ceux des équipements de type hotte de cuisine, aération pour poêle à bois ou cheminée, sont à considérer comme entrées d’air et la méthode de calcul de l’aération du logement devra inclure ce paramètre.

Un professionnel de la pose ou un revendeur de solution de ventilation saura calculer les débits nécessaires. 

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