Choisir un mode de refroidissement si nécessaire

Intégrer des besoins spécifiques 

Dans un logement, individuel ou collectif, un refroidissement par simple ouverture manuelle des fenêtres est généralement suffisant pour assurer le confort d'été. On peut, au besoin, mettre en place des protections solaires adéquates pour limiter les charges thermiques.

Mais des solutions complémentaires peuvent être nécessaires :

  • dans le secteur tertiaire où les apports internes sont plus importants ;
  • dans des bâtiments de logement collectif abritant des personnes sensibles (hôpitaux, maisons de repos, etc) ;
  • dans les bâtiments performants, bien isolés sur le plan thermique et bénéficiant d'une bonne étanchéité à l'air.

Pour éviter une climatisation active, consommatrice d'énergie, le free-cooling et les solutions techniques passives sont à privilégier. Elles peuvent, soit être suffisantes pour assurer le confort d'été selon l'objectif de confort souhaité, soit constituer un support passif à un refroidissement actif permettant de réduire les consommations énergétiques.

Envisager en priorité le free cooling

Le free cooling consiste en une ventilation naturelle intensive du bâtiment. Des ouvertures (fenêtres ou grilles) bien dimensionnées et positionnées, complétées éventuellement de cheminées permettent de mettre en place une ventilation naturelle de jour et/ou de nuit pour rafraîchir le bâtiment de façon passive et éviter ainsi des consommations énergétiques de refroidissement.

Plus d'information sur Dispositif | Free-cooling.

Ce système présente néanmoins diverses contraintes à bien évaluer avec le maître de l'ouvrage :

  • La puissance de froid fournie est variable. Elle dépend des conditions climatiques, et de ce fait la température ambiante fluctuera au cours de la journée. Il n'est pas possible de garantir une température maximale absolue indépendamment des conditions extérieures.
  • Pour qu'un free cooling soit efficace, Il faudra laisser accessible une partie de la masse thermique du bâtiment :pas de faux-plancher ou de faux-plafonds voire aucun des deux, éventuellement des faux-plafonds partiels.
  • Des solutions doivent être trouvées pour éviter tout risque d'intrusion : grilles, ventelles, etc.
  • Les ouvertures en façade peuvent avoir des incidences sur la performance acoustique du bâtiment.
  • Le balayage du bâtiment avec de l'air préalablement non filtré peut avoir un impact négatif sur la qualité de l'air intérieure selon l'environnement du bâtiment (apport de poussières à l'intérieur du bâtiment).

    Si l'air doit traverser des filtres préalablement à la ventilation du bâtiment, il est généralement pulsé ou extrait de façon mécanique pour vaincre la perte de charge, on parle alors de ventilation hybride ou de free cooling mécanique.

  • L'organisation de la ventilation a un impact important sur l'architecture extérieure et intérieure du bâtiment : ouvertures d'amenée d'air en façade, ouvertures d'évacuation d'air en façade ou via des cheminées, ouvertures de transfert d'air entre locaux et couloirs.

Bâtiment Aéropolis II

Illustration 23 : Bâtiment Aéropolis II – Batex [040] – Photo : Cenergie Foto: Cenergie

Bâtiment Iveg à Anvers

image7.jpeg Foto: Cenergie

La gestion des ouvertures induit certaines contraintes, techniques et économiques si les ouvertures sont motorisées et automatisées, ou sociales si l'ouverture manuelle repose donc sur la bonne volonté des occupants. Dans ce cas, une bonne information des utilisateurs est à prévoir. 

Si ces contraintes peuvent être acceptées par le maître de l'ouvrage et résolues techniquement, il faut alors:

  • limiter les charges thermiques du bâtiment : la puissance du free cooling est limitée et ne permet pas d'assurer le confort d'été dans n'importes quelles conditions ;
  • vérifier que le confort sera bien assuré et si nécessaire optimiser les mesures prises pour limiter les charges thermiques du bâtiment.

Compléter par d'autres alternatives passives

Si une ou plusieurs de ces contraintes empêche d'assurer le confort thermique d'été par free cooling, des solutions techniques passives alternatives seront analysées.

Géothermie

La géothermie qui consiste à puiser dans le sol, dont la température est relativement constante, de la fraîcheur en y faisant circuler :

  • de l'air : on parle alors d'un puits canadien ;
  • de l'eau : à l'échelle du bâtiment, l'eau circulant soit dans une nappe horizontale soit encore dans des sondes thermiques verticales.

Géothermie profonde et de surface © Bruxelles Environnement

Cependant, la géothermie peut être complexe à mettre en place en zone urbaine. Pour installer des nappes horizontales, on dispose généralement de trop peu de place et les puits verticaux ne sont pas toujours envisageables, même en neuf, pour des questions d'accès, de stationnement ou de recul des équipements de forage. En rénovation, l'accès au sol est par ailleurs souvent limité si une grande partie de la parcelle est construite. 

Refroidissement adiabatique de l'air

Le principe: l'air chaud et sec qui passe à travers un échangeur humide se rafraîchit. L'énergie nécessaire à l'évaporation de l'eau est extraite de l'air et qui donc se refroidit. Adiabatique (entropie constante) signifie sans apport ni retrait de chaleur

Plus d'information sur Dispositif | Refroidissement adiabatique

Refroidissement adiabatique de l'air neuf © Bruxelles Environnement