La gestion énergétique naturelle

6 // Livre Blanc 2. LES LEVIERS DE LA GESTION NATURELLE DU CONFORT L’œil, témoin fdèle du confort visuel Nos yeux perçoivent les teintes allant du violet au rouge, c’estàdire celles ayant de valeurs de lon- gueur d’onde de 400 à 700 nm. Le « pic » de vision se situe, lui, dans le vertjaune, aux alentours de 550 nm. La lumière naturelle suit une courbe de distri- bution des teintes émises très proche de celle de l’œil, avec un pic de lumière qui croise celui de la sensibilité maximale de l’œil soit une adaptation to- tale (fg. 2.1). En revanche, les lumières émises par les sources artifcielles divergent totalement : les anciennes lampes à incandescence émettaient des longueurs d’onde fortement dans les orangés et les rouges, et les actuelles lampes LED dites froides (« cool white ») émettent, elles, dans les bleus (± 450 nm). La réduction de l’exposition à ces sources limite les effets sur le comportement : fatigue ocu- laire, états mélancoliques… Le corps, en contact direct avec l’air ambiant Plus de la moitié des pertes de chaleur du corps humain sont le fait de la convection avec l’air am- biant. Pour près de 35 %, ce transfert s’effectue par rayonnement de la surface de peau, évaporation et sudation (fg. 2.2)… Lors d’un travail dit léger, la température maximale de confort est centrée sur 2022°C à ± 3°C) ; assis et sans activité, la température maximale de confort est de 26°C à ± 1°C ; pour le sommeil, cette tempé- rature de confort est de 18°C à ± 3°C… Pour maîtriser le sujet du «métabolisme thermique » (Mth), les thermiciens se réfèrent à diverses si- tuations. Ainsi, le niveau standard est fxé sur la po- sition assise, au repos : la « puissance thermique » du corps est évalué à 58,2 W/m² de peau, soit 1 met, unité spécifque relative au métabolisme. À noter : un individu de 1,70 m et de 70 kg présente une surface de peau d’environ 1,8 m² (soit environ 100 W) pour 1 met. Au repos et couché, le corps émet environ 45 W/ m² ; assis et en activité légère, on atteint 70 W/m² ; debout et en activité légère, cette puissance ther- mique croît à 95 W/m² ; debout et en activité plus intense, par exemple sur une machine, l’émission du corps est de 115 W/m² ; debout et en activité sou- tenue, cette puissance est estimée à 175 W/m², soit 3 met. Autre exemple ? En nightclub, la puissance thermique d’une personne s’exprimant par une danse dite « modérée » serait de 250 à 265 W/m²… Le vêtement, naturellement pris en compte dans les calculs. Dans des locaux résidentiels ou de travail, les occu- pants s’accommodent des ambiances en adaptant leurs vêtements aux activités. Fautil le rappeler : se vêtir crée une résistance thermique entre la peau et l’environnement. Les thermiciens ont étalonné les niveaux d’habille- ment selon l’unité « clo » (1 clo est égal à une ré- sistance thermique surfacique de 0,155 m².°C/W) (tableau 2.1). • 1 clo correspond à la tenue intérieure d’hiver, avec pantalon, chemise et pull ; • 1,5 clo est attribué à une tenue de ville tradition- nelle complète ; • inversement, 0,7 clo caractérise la tenue de tra- vail légère ; 0,5 clo, la tenue d’été ; 0,3 clo, une tenue estivale de détente – short et chemisette… – ; 0,1 clo, le port d’un short ; et 0 clo, pour un corps nu. La régulation, outil indispensable des systèmes Le confort se situe au carrefour de trois problématiques : le corps et sa physiologie, les comportements (activités, habillement…) et les techniques mises en œuvre (chauffage, ventilation, éclairage…). La satisfaction des occupants d’un bâtiment suppose « de leur donner la main » sur les différents systèmes : chauffage, ventilation, éclairage, aération par les fenêtres… Les expérimentations soulignent une appréciation très différente d’un occupant à l’autre, une notion très clairement exprimée dans la norme internationale EN ISO 7730 sur l’évaluation du ressenti thermique. Cette norme propose deux indices de satisfaction : • le PMV, pour « Predicted Mean Vote » ou avis moyen d’un groupe sur une situation de confort ; • le PPD, pour « Predicted Percentage Dissatisfed » ou pourcentage prévisible d’occupants insatisfaits. La pratique indique qu’avec un PMV égal à zéro, il reste 4 % d’insatisfaits (PPD)… Les outils de régulation – robinets de radiateurs, gestion décentralisée reliée aux sondes demesures… – doivent être réactifs, voire capables d’anticiper les évènements météorologiques : évolution à 24 ou 48 heures (pour préchauffer les bâtiments en hiver, « surventiler » en été…), ensoleillement des façades pour animer les protections solaires, variation rapide de température, d’hygrométrie, de luminosité et du vent en cas d’orage… Pour être effcaces, ces équipements doivent être compris des occupants pour qu’ils se les approprient. Des informations complémentaires concernant le métabolisme énergétique sont données dans la norme NF EN ISO 8996. Il est à noter que les personnes âgées peuvent avoir une activité moyenne plus faible que les personnes plus jeunes. Activité Métabolisme énergétique W/m² met Repos, couché 46 0,8 Repos, assis 58 1,0 Activité sédentaire (bureau, domicile, école, laboratoire) 70 1,2 Activité légère, debout (achat, laboratoire, industrie légère) 93 1,6 Activité moyenne, debout (vendeur, travail ménager, travail sur machine) 116 2,0 Marche à pied : - 2 km/h 110 1,9 - 3 km/h 140 2,4 - 4 km/h 165 2,8 - 5 km/h 200 3,4 Tableau 2.1 : Métabolisme énergétique pour différents types d'activité (extrait d’après la norme ISO 7730 : 2005) Figure 2.1 - La lumière naturelle et lumière artificielle Des informations complémentaires concernant le métabolisme énergétique sont données dans la norme NF EN ISO 8996. Il est à noter que les personnes âgées peuvent avoir une activité moyenne plus faible que les personnes plus jeunes. Activité Métabolisme énergétique W/m² met Repos, couché 46 0,8 Repos, assis 58 1,0 Activité sédentaire (bureau, domicile, école, laboratoire) 70 1,2 Activité légère, debout (achat, laboratoire, industrie légère) 93 1,6 Activité moyenne, debout (vendeur, travail ménager, travail sur machine) 116 2,0 Marche à pied : - 2 km/h 110 1,9 - 3 km/h 140 2,4 - 4 km/h 165 2,8 - 5 km/h 200 3,4 Tableau 2.1 : Métabolisme énergétique pour différents types d'activité (extrait d’après la norme ISO 7730 : 2005) Figure 2.1 - La lumière naturelle et lumière artificielle