Il s'agit d'une question que se posent de nombreux exploitants de bâtiments.
Pour apporter un premier élément de réponse, il convient de comparer le débit de la ventilation hygiénique du bâtiment au débit nécessaire à une ventilation nocturne performante : le besoin d'air neuf qui permet de garantir le confort respiratoire correspond souvent à un renouvellement de l'air légèrement inférieur à 1 vol/h (pour environ 36 m³/h/personne), tandis qu' une ventilation nocturne efficace pour assurer un refroidissement passif et le confort d'été nécessite un débit d'air d'au moins 4 vol/h.
L'utilisation du système de ventilation hygiénique pour pulser de l'air frais extérieur pendant la nuit ne peut donc être considérée que comme une mesure de rafraîchissement, et non comme un véritable mode de refroidissement, pour lequel le débit doit être amplifié dans une mesure trop importante. Le système n'est pas prévu pour y parvenir.
Le deuxième élément de la réponse réside dans le bilan de consommation des ventilateurs. On peut constater que le bilan énergétique d'une utilisation nocturne de la ventilation mécanique n'est pas particulièrement positif (voir l'exemple chiffré à la page Comment un trajet de ventilation spécifique et comportant peu de pression se présente-t-il ?). En effet, compte tenu de la faible capacité calorifique de l'air (par rapport à l'eau par exemple), il est possible que la consommation électrique des ventilateurs soit telle qu'il est préférable de faire fonctionner pendant la journée une climatisation classique plutôt que d'opter pour la ventilation mécanique pendant la nuit. Cela dépend des pertes de charge du réseau de ventilation et de la température extérieure, qui détermine la mesure dans laquelle le refroidissement peut être assuré par la ventilation nocturne. En règle générale, la différence entre la température extérieure et la température intérieure doit être supérieure à 8 °C pour que le bilan soit positif.
Le fait d'utiliser uniquement l'extraction ou uniquement la pulsion du système de ventilation mécanique, en le complétant par des ouvertures d'amenée ou d'extraction naturelle de l'air, pourrait donc constituer une solution alternative.
Exemple chiffré
Les hypothèses sont les suivantes :
- Un bâtiment de 3 000 m², utilisé par 200 personnes, avec un débit d'air hygiénique de 7 200 m³/h ou un renouvellement d'air de 0,86 vol/h (compte tenu d'une hauteur libre de 2,8 mètres) ;
- Un EER (COP de production frigorifique) de 3,2 ;
- Une puissance des ventilateurs de 0,8 W/m³ d'air déplacé/h ;
- La ventilation hygiénique est inactive la nuit.
Dans l'exemple qui suit, nous comparons la consommation d'électricité générée par une ventilation mécanique fonctionnant pendant la nuit pour la ventilation nocturne ou un groupe frigorifique alimentant un réseau d'eau glacée. Cette comparaison est effectuée pour une quantité d'énergie frigorifique fournie identique (égale à l'énergie fournie par de l'air pulsé au débit hygiénique à une température inférieure de 8 °C à la température intérieure). En d'autres termes, le confort est identique dans les deux approches, mais il est insuffisant pour parler d'un véritable refroidissement.
L'électricité consommée par les ventilateurs pour assurer le débit hygiénique de jour n'est pas prise en compte dans les résultats qui suivent. Les débits de ventilation étudiés ici sont uniquement ceux qui sont demandés par la ventilation nocturne.
Cas n° 1 : le débit d'air fourni pour la ventilation nocturne correspond au débit d'air hygiénique, soit 0,86 vol/h.
Comparaison de la consommation d'électricité d'un groupe frigorifique classique et d'une ventilation nocturne avec débit de 0,86 vol/h via le réseau de conduits de la ventilation hygiénique
Cas n° 2 : le débit d'air fourni est amplifié jusqu'à 4 vol/h pour un refroidissement complet.
Cas n° 2 A : le réseau de ventilation est dimensionné pour 4 vol/h. Les pertes de charge sont telles que la puissance des ventilateurs s'élève à 0,8 W/m³ déplacé. Pendant la journée, les pertes de charge dans le réseau de ventilation sont très faibles parce que les sections des gaines de ventilation sont 4 fois plus grandes que la section généralement exigée pour le débit de la ventilation hygiénique. L'économie de consommation électrique des ventilateurs peut être estimée à ± 4³, soit 64 fois moins pendant la journée !
Comparaison de la consommation d'électricité d'un groupe frigorifique classique et d'une ventilation nocturne avec débit de 4,0 vol/h via un réseau dimensionné pour 4,0 vol/h
Cas n° 2 B : le réseau de ventilation est dimensionné pour 0,86 vol/h. Les pertes de charge sont nettement plus importantes et la consommation d'électricité supplémentaire des ventilateurs peut être estimée à ± 4³, soit 64 fois plus pendant la nuit ! Attention : cette valeur est une valeur fictive, voir l'exemple d'introduction du tableau reprenant les ordres de grandeur des différences entre un trajet de ventilation hygiénique et un trajet de ventilation nocturne, à la page Comment un trajet de ventilation spécifique et comportant peu de pression se présente-t-il ?.
Comparaison de la consommation d'électricité d'un groupe frigorifique classique et d'une ventilation nocturne avec débit de 4,0 vol/h via un réseau dimensionné pour 0,86 vol/h
Conclusion : si la ventilation nocturne est conçue via le réseau destiné à la ventilation hygiénique, la consommation n'est réduite que si le réseau est prévu pour le débit de ventilation supérieur. La consommation du ventilateur reste toutefois élevée, même dans ce cas. Un système séparé de ventilation nocturne avec une perte de charge très faible est privilégié.
