L’efficacité d’une ventilation naturelle: ce qu'il faut savoir

La ventilation naturelle, appelée également ventilation passive, ne requiert aucune autre énergie que la force de la physique. Bien sûr, cette ventilation d’un bâtiment peut être assurée mécaniquement, lorsque nécessaire, grâce à différents systèmes de VMC (ventilation mécanique contrôlée). Mais avec ces précieux conseils, vous parviendrez à utiliser la ventilation passive de manière optimale.

Comment créer une ventilation naturelle dans une maison ? 

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La ventilation naturelle est une méthode très efficace pour assurer la circulation de l'air de l’intérieur vers l’extérieur d'une maison sans VMC. Elle peut être assurée en ouvrant les portes et les fenêtres, mais aussi grâce à des grilles d’aération, qui permettent d’assurer une bonne circulation de l’air. Les cheminées et les conduits de ventilation peuvent également être utilisés pour créer une ventilation naturelle.

Quel est le principe de la ventilation naturelle ?

La ventilation naturelle est une méthode de ventilation qui utilise le mouvement naturel de l'air dans un espace. Cette méthode est souvent utilisée dans les maisons ou les immeubles pour garantir le renouvellement de l'air sans l'utilisation de systèmes mécaniques, tels que les ventilateurs ou les climatiseurs. La ventilation naturelle est basée sur la différence de pression atmosphérique.

Elle repose principalement sur 2 techniques : 

• La prévention des gains de chaleur, 

• Leur modulation. 

6 éléments à maîtriser en architecture pour prévenir les gains de chaleur 

Pour maîtriser les gains de chaleur d'un bâtiment, les architectes doivent prendre en compte 6 éléments : 

1. Le contrôle solaire,

2. Le microclimat, 

3. La forme du bâtiment, 

4. L’isolation thermique,

5. Les comportements d’occupation, 

6. Le contrôle des gains de chaleur interne.

1. Le contrôle solaire

Il s’agit du point le plus important. Le contrôle de l’action du rayonnement solaire sur l’enveloppe du bâtiment se fait au travers de l’ombrage. Celui-ci est assuré par : 

• Des murs opaques, 

• Un vitrage anti chaleur,

• La végétation. 

C’est au travers de ce dernier point qu’entre en jeu la question du microclimat.  

2. L’importance du microclimat 

Le microclimat touche à l’emplacement du bâtiment. Dès le projet de construction, il doit être pris en compte pour construire une résidence, non seulement adaptée aux conditions climatiques de la région, mais aussi au microclimat qui l’entoure. 

Le but est de parvenir, dans le respect des normes locales, à contrôler l’incidence du rayonnement solaire et du vent sur la structure de la maison. Pour y parvenir, il est justement nécessaire de prendre en compte la végétation environnante. En effet, celle-ci influe également sur la qualité d’une ventilation naturelle. 

Par exemple, un seul arbre adulte est en capacité d’évaporer 1 460 litres d’eau durant un jour d’été. Cela correspond à une puissance de refroidissement de 870 MJ (mégajoules). Pour vous donner une meilleure idée de ce que ça représente, il faut savoir qu’un climatiseur consomme entre 1 500 et 2 500 Wh (Watt / heure). 870 MJ correspond à 241 666 Wh. La ventilation passive commence donc dans le jardin. 

3. La forme du bâtiment

Celle-ci détermine le niveau d’exposition des pièces intérieures aux rayonnements solaires. La forme de la maison induit les gains ou les pertes de chaleur. 

Comment ? En jouant sur la superficie des surfaces. Les façades sont en effet le point de passage entre la température extérieure et la température intérieure. 

Toutefois, l’agencement de la maison peut aussi permettre de profiter de la ventilation traversante. C’est-à-dire d’un courant d’air en provenance de l’extérieur et traversant l’habitation pour chasser l’air vicié vers l’extérieur. Dans ce cas-là, les entrées sont tournées vers le vent dominant. 

4. L’isolation thermique

L’objectif de l’architecte est de parvenir à réduire la chaleur à l’intérieur de la maison durant l’été, et à l’augmenter durant l’hiver. 

5. Le comportement des occupants

Entre dans cette catégorie : 

• L’habillement, 

• L’activité physique, 

• Les pièces de vie, 

• L’usage de rideaux, 

• La bonne ouverture des fenêtres,

• Etc. 

Toutes ces habitudes ont un effet direct sur la capacité de la maison à profiter d’une ventilation naturelle.

6. Le contrôle des gains de chaleur

Cela concerne notamment l’usage d’ampoules basse consommation, qui n’émettent que très peu de chaleur, mais aussi les autres équipements. 

Par extension, l’installation d’une ventilation naturelle dans une maison doit prendre en compte la présence d’appareils numériques, comme les ordinateurs, voire des serveurs. 

Comment moduler la chaleur avec la ventilation passive ? 

La modulation de la chaleur se fait grâce à l’inertie thermique du bâtiment. Celui-ci absorbe la chaleur extérieure et la stocke durant la journée, pour la redistribuer durant la nuit grâce au refroidissement par : 

• La ventilation, 

• Le rayonnement,

• L’évaporation, 

• Le sol. 

La masse thermique du bâtiment repose sur l’ensemble des matériaux capables d’absorber de la chaleur (murs, sols, cloisons, etc.). Ainsi, qui dit absorption de chaleur, dit aussi absorption de fraîcheur. 

Par principe, la modulation de la chaleur dépend des conditions extérieures. Toutefois, il est possible de rafraîchir une maison en la ventilant durant la nuit. Cela s’appelle la sur-ventilation. 

Ainsi, la fraîcheur va être stockée dans la masse thermique du bâtiment, pour être restituée le lendemain matin. 

Les gains issus de cette technique représentent jusqu’à 20% d’économies sur la facture énergétique. 

Avantages et désavantages de la ventilation naturelle 

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La ventilation naturelle est une méthode de refroidissement naturel qui peut être très efficace dans les maisons et les bâtiments. Elle présente plusieurs avantages, certes, mais aussi quelques désavantages.

Les avantages de la ventilation passive d'un bâtiment

Pas de moteur

La ventilation naturelle repose uniquement sur les lois de la physique. Elle n’a donc besoin d’aucun moteur pour fonctionner, et votre consommation d’énergie s'en trouve donc réduite.

Peu d’entretien

La ventilation naturelle est une méthode nécessitant peu d’entretien. Seules les bouches d’aération doivent être nettoyées de la poussière qui s’y accumule. 

Une solution presque gratuite

Bien que ce soit le jeu des masses d’air qui fasse fonctionner la ventilation passive, il ne faut pas oublier qu’il faut acheter les bouches d’extraction. Cette solution n’est donc pas entièrement gratuite, mais en tout cas, elle n’est pas chère. 

La simplicité

Sans ventilation passive, vous devez faire appel à des modes de ventilation complexes et onéreux, reposant sur des unités double flux et des gaines à pulsion.

Quels sont les inconvénients de la ventilation passive ?

La ventilation naturelle est capricieuse comme la météo

Nous l’avons dit à plusieurs reprises : la ventilation naturelle repose sur le mouvement des masses d’air, et donc sur leur température. Pour rafraîchir une maison durant l’été, la température extérieure doit obligatoirement être plus fraîche que celle du logement. 

C’est loin d’être toujours le cas, encore moins en épisode de canicule. 

La vitesse de la ventilation d’un bâtiment ne se contrôle pas

Avec la ventilation passive, il ne suffit pas de tourner le bouton pour ralentir le ventilateur. Le débit d’air à l’intérieur de la maison dépend directement du différentiel de température. 

Ainsi, durant les nuits d’été, lorsque les fenêtres sont ouvertes, il est possible d'utiliser la sur-ventilation pour rafraîchir les pièces de la maison. 

Mais le problème, durant les jours d’hiver, c'est que la sur-ventilation ferait entrer l’air froid dans la maison et de créer des déperditions thermiques importantes. Ce qui n'est absolument pas désiré avec nos rudes hivers.

La distribution de l’humidité

Lorsque les pressions sont équilibrées entre l’intérieur et l’extérieur, comme c’est souvent le cas en été, la chaleur des pièces humides se déplace à l’intérieur de la maison. L’humidité est ainsi envoyée dans le reste de la maison. 

La pollution

L’entrée constante d’air de l’extérieur ne chasse pas que l’air vicié de l’intérieur. Dans un environnement urbain, il fait aussi entrer l’air pollué de l’extérieur.

Et la ventilation naturelle assistée, comment ça marche ? 

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Le meilleur système est celui qui permet de limiter au maximum les caprices de la nature. Dans le domaine de la ventilation naturelle assistée, de nombreux systèmes de VMC se font concurrence : 

• La ventilation à double flux, 

• La ventilation par insufflation, 

• La VMC hygroréglable, 

• La VMC double flux thermodynamique. 

La ventilation à double flux

Il s’agit d’une VMC améliorée. Cette dernière est construite autour de 2 circuits d’air. Un circuit amenant dans l’habitation l’air extérieur, et un circuit évacuant l’air vicié. Son rôle ? Faire passer les deux flux dans un échangeur thermique. 

Ainsi, lorsque l’air froid entre de l’extérieur, il se réchauffe au contact de l’air intérieur, avant son expulsion hors de l’habitation. 

La ventilation par insufflation

C’est l’inverse de la VMC. Au lieu d’aspirer l’air intérieur, la ventilation par insufflation aspire l’air extérieur et pousse l’air intérieur vers la sortie. Celui-ci peut passer par les grilles d’aération ou bien directement par les fenêtres. 

La VMC hygroréglable

Voici la VMC intelligente. Celle qui calcule le taux d’humidité dans l’air et règle son débit en fonction de lui. La VMC hygroréglable de type A détecte le taux d’humidité dans l’air par ses bouches d’aération. 

La VMC hygroréglable de type B gère non seulement l’humidité au travers de ses bouches d’aération, mais également grâce aux entrées d’air du circuit. 

Avec ce type de VMC, la déperdition thermique liée à la sur-ventilation est limitée. 

La VMC double flux thermodynamique

Nous terminons avec ce qui constitue certainement le meilleur système de ventilation passive. Elle se compose d’une VMC à double flux couplée à une pompe à chaleur géothermique. 

Non seulement son système d’aération est performant, mais en plus, elle sert de chauffage en hiver. La pompe à chaleur fait monter l’eau chaude des profondeurs et ses calories sont récupérées pour chauffer l’air ambiant. 

En été, elle peut être placée en position réversible, pour refroidir la maison. 

La ventilation naturelle : pour des bâtiments durables et confortables

L'étude de l'efficacité de la ventilation naturelle révèle l'importance cruciale de cette approche dans la conception des bâtiments durables et confortables. Grâce à une exploitation intelligente des ressources naturelles, telles que le vent et les écarts de température, la ventilation passive offre une alternative respectueuse de l'environnement. En intégrant ces principes dans la planification architecturale de votre maison, vous pouvez créer un logement plus efficace, plus durable et plus agréable à vivre. Alors, mieux vaut utiliser ce que la nature a fait pour nous, quand cela est possible.