Suivi longitudinal de la qualité d'air, du confort des occupants et des consommations énergétiques réelles de deux bâtiments performants en énergie sur trois ans
Résumé
L'Observatoire de la qualité de l'air intérieur (OQAI) mène, depuis 2008, un programme entièrement dédié aux bâtiments performants en énergie. Le travail présenté ici traite du suivi dans le temps de deux habitations performantes en énergie effectué par le centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB). Un outil d'évaluation de la qualité sanitaire des habitations et du confort des occupants a été élaboré et testé dans sept maisons performantes en énergie. La qualité de l'air intérieur (QAI), le confort des occupants et les consommations d'énergie réelles ont fait l'objet d'un suivi longitudinal dans deux de ces sept maisons, sur une période de 3 ans depuis 2009 : à réception (phase d'inoccupation), puis en situation d'occupation en été et en hiver sur 3 saisons consécutives. Ces deux habitations à ossature bois sont équipées d'un système de ventilation mécanique double flux et d'un poêle-cheminée au bois comme principal moyen de chauffage. A l'achèvement de leur construction, ces deux habitations montrent une perméabilité à l'air (0,11 et 0,19 m3 .h/m2 sous 4Pa) très inférieure à celle exigée dans les réglementations thermiques 2005 (0,8 m3 .h/m2) et 2012 (0,6 m3 .h/m2). En termes de gestion de l'air, les taux de renouvellement d'air assurés par les systèmes spécifiques de ventilation sont différents d'un bâtiment à l'autre. Pour l'un d'eux, les taux mesurés atteignent les valeurs de l'étude de conception du bureau d'études techniques et la valeur médiane des taux observés dans les logements français équipés de VMC. Pour l'autre, les taux mesurés sont inférieurs à ces valeurs. Il a été observé ponctuellement, sur certaines bouches d'extraction après nettoyage des filtres que les débits d'air mesurés pouvaient être conformes aux débits réglementaires. Les retours d'expériences sur les systèmes de ventilation mécanique en place montrent la nécessité d'améliorer encore leur robustesse et la simplicité d'usage vis-à-vis des occupants. En particulier, le déréglage intempestif et trop fréquent des débits d'air dû à la modification d'ouverture des obturateurs des bouches, à l'occasion de leur nettoyage par exemple, doit être supprimé et le choix automatique des vitesses de fonctionnement – donc des débits d'air – doit pouvoir être reprogrammé aisément de façon à être adapté au mode vie de chacun notamment grâce à des manuels plus faciles d'utilisation. Les systèmes de ventilation devraient également être contrôlés et entretenus régulièrement et la maintenance courante (changement des filtres...) confiée à des spécialistes plutôt qu'aux occupants. Ces derniers pratiquent, en été, l'aération par ouverture des fenêtres, aussi bien de jour comme de nuit (surventilation nocturne). En termes de confinement de l'air, les concentrations médianes du CO2 mesurées dans les conditions d'occupation étudiées restent en dessous des recommandations du règlement sanitaire départemental type de ne pas dépasser 1 300 ppm en condition habituelles d'occupation et 1 000 ppm dans les locaux où on peut fumer. En termes de qualité d'air intérieur, le suivi des indicateurs de qualité d'air intérieur pour les deux habitations, montre que les concentrations en particules (PM2.5 et nombre de particules [0,3-20 µm]) sont plus élevées en phase d'occupation qu'en phase d'inoccupation, notamment du fait des activités humaines, sources d'émissions de particules. Les concentrations particulaires 7/95 ainsi que les teneurs en acétaldéhyde sont plus élevées en hiver qu'en été, en partie du fait de la combustion du bois de chauffage dans le poêle-cheminée. Les concentrations élevées en aldéhydes (hexaldéhyde, formaldéhyde, acétaldéhyde) et de terpènes (alpha-pinène et limonène) pour les phases d'inoccupation et d'occupation semblent liées à l'utilisation de bois comme matériau de construction. La diminution de la pollution chimique entre la phase d'inoccupation et la phase d'occupation est possiblement liée à la diminution progressive des émissions liées aux bâtiments et à la gestion de l'air : ventilation continue et contrôlée des locaux et aération complémentaire pratiquée par les occupants en été. En phase d'occupation, seules les concentrations d'hexaldéhyde, de formaldéhyde et de benzaldéhyde sont relativement stables. Certains composés voient leur concentration augmenter suite à certaines activités humaines (n-butylacétate lors de l'utilisation de produits cosmétiques, terpènes lors de l'introduction de meubles neufs en bois, hydrocarbures aromatiques après l'application de vernis). L'acide acétique absent en phase d'inoccupation est apparu au cours de la phase d'occupation alors que le n-décane et le n-undécane semblent disparaitre au cours du temps. Comparativement à l'état de la pollution dans les logements français, les concentrations médianes des composés chimiques en phase d'occupation oscillent autour de celles mesurées à l'échelle du parc, voire sont supérieures, possiblement du fait du caractère "neuf" des deux constructions (matériaux de construction, d'isolation, de décoration, etc.). En terme de confort, les occupants sont globalement satisfaits du confort thermique et acoustique de leur habitation bien que des gênes aient été identifiées : surchauffe thermique en été en l'absence de protections solaires extérieures, température froide en hiver le matin ou suite à l'absence de chauffage pendant une courte période d'absence, température excessive en hiver due à l'impossibilité de réguler le chauffage au bois, bruit lié au fonctionnement du système spécifique de ventilation à moyenne et grande vitesse. En termes de consommation énergétique, les deux habitations ont des consommations annuelles globales en énergie finale atteignant le tiers de la consommation actuelle des résidences principales françaises. Par ailleurs, comparées aux exigences conventionnelles des deux labels BBC-Effinergie et PassivHaus, ces consommations se rapprochent de leur objectif de référence respectif. Le suivi longitudinal des consommations montre des variations des consommations d'énergie d'une année sur l'autre différentes d'une habitation à l'autre. La diminution dans le temps des consommations d'énergie du chauffage pour BBC3 peut s'expliquer en partie par une moindre, ou meilleure utilisation de ce type de chauffage. L'augmentation des consommations d'énergie de chauffage pour PAS3 peut s'expliquer en partie par une plus grande utilisation, la deuxième et la troisième année, d'un bois de chauffage beaucoup plus économique selon les occupants. Le suivi montre également, entre la première et la troisième année, des transferts d'énergie (bois vers électricité pour BBC3 et électricité vers bois pour PAS3) traduisant une adaptation des modes de chauffage au fil du temps. Plusieurs années sont nécessaires aux occupants pour bien s'approprier les équipements de leur logement et optimiser leur gestion.
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