La gestion énergétique naturelle

14 // Livre Blanc salles de spectacles, gymnases…). Elle consiste à pratiquer un soufflage capable de provoquer un ample mouvement de l’air – du plafond aux murs extérieurs puis jusqu’au sol – ce qui a pour effet d’homogénéiser la température de l’air ambiant et de diminuer les effets de paroi froide, sans que le courant d’air soit ressenti par les occupants. Pour les ateliers et sites industriels ou logistiques, des fournisseurs proposent des ventilateurs de pla- fonds de très grands diamètres – de 2 à 10 m ! – et à rotation lente (Fig. 3.5). Leur efficacité est avérée. > Le puits climatique (canadien ou provençal) Ce principe ancestral consiste à tempérer l’air exté- rieur en le faisant circuler dans une gaine étanche dans le sol. Ce réseau placé entre 1 et 3 m de pro- fondeur écrête ainsi la température de l’air neuf par rapport à celle de l’air extérieur. En hiver, cette installation permet de relever la température de l’air neuf de quelques degrés, et en été, de l’abattre d’autant. Cet équipement demande un important travail de conception, de génie civil et d’entretien. > La ventilation adiabatique ou rafraîchissement par évaporation Utilisée à partir d’équipement indépendant ou en association avec une centrale de traitement d’air simple ou double flux, celle technique a pour grand intérêt d’assurer à la fois la ventilation et le rafraî- chissement (Fig. 3.6). Le principe consiste à humi- difier le média filtrant placé dans la veine d’air pour atteindre les températures et l’hygrométrie deman- dées dans le volume. Son intérêt est de souffler en permanence un air neuf rafraîchi pour maîtriser les températures in- térieures des grands volumes en été, de contrôler l’humidité relative (fig.3.1) – entre 50 et 60 % – et de réduire les coûts énergétiques de rafraîchissement. Ses applications s’étendent à de très nombreux domaines : industrie, logistique, surfaces de vente, locaux tertiaires, salles de sports, écoles… Figure 3.6 - Les systèmes de ventilation adiabatique as- sure une ventilation permanente efficace et une fonc- tion derafraîchissement à très faible coût global. > La façade ventilée, les atriums et les espaces tampons Ces solutions architecturales sont des espaces non chauffés en contact avec l’enveloppe du bâtiment ou de locaux chauffés. Elles permettent d’écrêter les tem- pératures extérieures, en été et en hiver, par l’effet du mouvement d’air dans les volumes créés. Les concepteurs distinguent : • les espaces où l’air neuf ne fait que traverser ce vo- lume, sans entrer dans l’espace intérieur, c’est le cas des combles ; • les espaces où l’air neuf introduit dans le volume tampon est repris dans l’espace intérieur : façades ventilées, vérandas… De même, en raison de la différence des apports, il faut distinguer les espaces : • solarisés dont l’enveloppe est composée, en totalité ou en partie, de baies (doubles façades, doubles fe- nêtres, vérandas, atriums, serres, jardins d’hiver) et qui bénéficient ainsi d’un double apport gratuit, par l’air et par le rayonnement solaire ; • non solarisés car composés de parois opaques (par exemple combles, garages et parkings, celliers, circu- lations, locaux techniques…) et qui exploitent les ap- ports gratuits par l’air. Ces solutions présentent un triple intérêt : • thermique car elles corrigent les coefficients de transmission surfaciques et linéiques des parois des pièces chauffées et permettent ainsi de réduire les dé- perditions et de prévenir des phénomènes de conden- sation en surface des parois (précurseur du développe- ment de moisissures) ; • aéraulique et thermique puisque l’air est préchauffé en hiver – à ce titre, dans les zones climatiques du nord de la France, le rendement en termes d’apports gra- tuits est supérieur à celui des zones sud du fait de la plus longue durée de la période de chauffage –, et est tempéré en été… à condition d’installer des protections solaires, au risque de surchauffe ; Figure 3.8 - Les baies seront choisies pour leur clair de vitrage maximal. • acoustique, car ces espaces abattent le niveau debruit extérieur dans les pièces occupées. Des enjeux en phase avec les préoccupations environnementales Quelque peu maintenue en marge des réflexions des concepteurs de bâtiments, et trop souvent déconsidérée par les applicateurs, la ventilation naturelle a pourtant poursuivi un développement de son expertise. En témoigne tout récemment, le choix de l’architecte Renzo Piano pour la conception del’ouvrage de plus de 200 m de long et de trois niveaux de la future École normale supérieure de Paris-Saclay (fig.3.9) : la dalle de béton de chaque niveau est composée d’épais caissons traversants permettant de fournir une ventilation naturelle dans les salles d’enseigne- ment, dans les bureaux et dans l’atrium central. Figure 3.9 - L’ENS de Paris-Saclay en chantier. En façade, des vantaux régulent la ventilation naturelle de la plus grande partie de cet ouvrage (Renzo Piano Architecte) Ce mode de ventilation a pour objet d’abaisser le coût énergétique de la ventilation et du trai- tement d’air, que ce soit en supprimant ou ré- duisant les consommations d’énergie liées aux équipements des caissons de ventilation, ou en optimisant le fonctionnement des centrales de ventilation double flux avec une unité complé- mentaire adiabatique… Ces solutions permettent de travailler par des températures extérieures élevées, et même avec portes et fenêtres ouvertes… Dans de nombreux cas, ces solutions peuvent permettre d’éviter le recours à la climatisation, par système à détente directe ou autre, ce qui présente des intérêts énergétiques et environ- nementaux : • les équipements – menuiseries, ventilateurs, caissons adiabatiques… – sont techniquement simples à installer, à faire fonctionner et à en- tretenir ;