Ventiler est impératif pour garantir la qualité de l’air intérieur, mais cette fonction est consommatrice d’énergie. Les récentes normes internationales ambitionnent d’améliorer la gestion des installations.
Exploitants de parcs immobiliers et bureaux d’études thermiques le savent : le chauffage, la climatisation et la ventilation concentrent la moitié des dépenses d’énergie d’un bâtiment, et environ 30 % tiennent aux systèmes de ventilation. Soit 15 % des charges totales d’un bâtiment. Pour faire circuler l’air dans les réseaux de diffusion et d’extraction, les ventilateurs doivent combattre trois principales sources de pertes de charge : en premier lieu, le linéaire du réseau de gaines (± 40 %) ; en deuxième lieu, les filtres (± 30 %) ; en troisième lieu, les batteries chaudes et froides placées au centre des centrales de traitement d’air (± 20 %). Ce classement souligne l’importance à accorder aux filtres. La formule de calcul pour déterminer leur consommation d’énergie est connue des prescripteurs et exploitants. Elle est résumée par : 1 pascal supplémentaire de perte de charge est égal à 1 euro dépensé en plus. Ce lien entre la filtration et les coûts d’exploitation d’un bâtiment est désormais un sujet technique.
Qualité de l’air et filtration
Deux raisons à cela. La première concerne la prise en compte de la qualité de l’air qui s’est accrue au cours de la décennie écoulée. En témoigne le travail de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) qui a établi que la pollution de l’air était responsable de 7 millions de décès chaque année de par le monde. La seconde provient de la révision des normes internationales des produits de filtration depuis le milieu des années 2010. Elles prennent en compte les deux notions d’efficacité de filtration et de maîtrise des consommations. En témoignent leurs étiquettes de classement Eurovent.
Bernard Reinteau
Indispensables à la ventilation, les filtres constituent le deuxième poste de perte de charge d’un système aéraulique, d’où l’intérêt de leur choix et de leur exploitation.
Photo : Camfil
« Filtrer efficacement et à coût maîtrisé est possible. »
« L’innovation technologique parvient à faire face au double défi de la qualité de l’air et de la maîtrise des consommations d’énergie. Ce sujet fait l’objet de travaux de recherche et développement depuis plusieurs années, et les industriels sont parvenus à mettre au point des médias filtrants à la fois performants et d’une très faible perte de charge. À tel point qu’il est aujourd’hui possible d’abandonner les classiques « préfiltre + filtre » pour ne retenir qu’un seul filtre. Les bureaux d’études et les exploitants de bâtiments équipés de centrales de ventilation verront immédiatement le bénéfice qu’ils pourront tirer de cette innovation : la filtration sera d’un niveau élevé, les consommations d’énergie pratiquement réduites de moitié et le coût de remplacement sensiblement diminué. »
Photo : AICVF
Solution n° 1
Trois évolutions importantes pour des normes en phase avec le sujet énergétique :
- Capacité de filtration. Les classes G4 à F9 de l’ancienne norme EN 779 ont laissé place, en août 2018, à la norme internationale ISO 16890 et ses 4 classes : grossier (ou coarse), ePM10, ePM2,5 et ePM1, plus proches des réalités physiques de la filtration.
- Ventilation des bâtiments non résidentiels : l’EN 16798-3 d’août 2017. Ce référentiel « croise » les standards de l’OMS et les nouvelles classes de filtration de l’ISO 16890. Ce qui permet d’indiquer les solutions de filtration minimales pour obtenir la qualité de l’air intérieur requise selon la qualité de l’air extérieur et la catégorie d’usage des locaux : à occupation permanente, temporaire, sans occupation… L’association Eurovent détaille l’application de cette norme dans sa recommandation dite 4/23 de novembre 2020.
- Limites d’usage des filtres à la norme ISO 16890 selon la norme EN 13053 de 2019 qui recommande, selon ce référentiel : – un filtre ISO grossier doit être changé dès que sa perte de charge dépasse de 50 Pa sa perte de charge initiale, ou atteint trois fois sa perte de charge initiale – on retient toujours la plus faible valeur ; – un filtre ISO ePM10, ePM2,5 ou ePM1 doit être changé dès que sa perte de charge dépasse de 100 Pa sa perte de charge initiale, ou atteint trois fois sa perte de charge initiale – on retient toujours la plus faible valeur.
Les nouvelles générations de centrales de traitement d’air d’une capacité de 15 000 voire 25 000 m3/h sont équipées de moteurs à commutation électronique plus sobres en énergie.
Photo : France Air
Solution n° 2
Préparer une stratégie de filtration Les concepteurs et exploitants ont en main tous les leviers pour gérer au plus près les consommations d’énergie dues à la ventilation et éviter leurs dérives. Deux critères apparaissent prépondérants :
- Le rendement du moteur du ventilateur. Les développements techniques récents orienteront les achats vers des versions à commutation électronique, donc basse consommation et à haut rendement. Ces moteurs équipent en standard des centrales de traitement d’air jusqu’à 15 000 m3/h.
- Le choix du filtre. Depuis l’application des nouvelles normes internationales, l’émulation anime les acteurs que sont AAF (American Air Filter), Camfil, Freudenberg ou Titanair. AAF met l’accent sur l’audit des installations et une analyse fine du coût global de l’installation.
Le suédois Camfil travaille tous les types de média filtrant, fibres synthétiques et fibres de verre, développe des profils de poches coniques ou de cadres de dièdres favorisant l’écoulement et conçoit ses produits selon un principe de coût total optimisé ; les équipes commerciales disposent aussi d’un logiciel de sélection des produits au regard de la maîtrise des charges. Freudenberg, moins présent en bâtiment et plus orienté vers l’industrie, présente des gammes en fibres synthétiques et organiques. Titanair vient d’être récompensé par l’AICVF pour la création de sa fibre GreenTex à très faible perte de charge initiale – 53 Pa pour un 3 000 m3/h – qui permet, sur 6 000 h, de réaliser plus de 50 % d’économie d’énergie.
Les fournisseurs de filtres répondent à la double demande d’amélioration de la filtration et de réduction des pertes de charge. Titanair propose une microfibre synthétique d’une perte de charge initiale deux fois inférieure à celle observée sur des produits pour un même usage.
Photo : Titanair
En septembre 2021, l’OMS a publié sa révision des valeurs guides de la qualité de l’air extérieur :
- Pour les particules d’une taille minimale de 10 µm, ou PM10, la moyenne annuelle doit être de 15 µg/m3 et la pointe moyenne sur 24 heures de 45 µg/m3 ;
- Pour les particules d’une taille minimale de 2,5 µm, ou PM2,5, la moyenne annuelle doit être de 5 µg/m3 et la pointe moyenne sur 24 heures de 15 µg/m3. À noter que les valeurs guides des particules les plus fines et les plus dangereuses pour l’organisme, celles de 1 µm dites PM1, font toujours l’objet de débats.
Cet article est extrait de Planète Bâtiment 68, découvrez le numéro en intégralité sur la plateforme Calameo.com