Concilier performance énergétique et qualité de l’air intérieur

Si la qualité de l’air extérieur est un enjeu environnemental et sanitaire majeur, celle de l’air intérieur l’est tout autant, voire davantage. « L’air à l’intérieur des bâtiments est cinq à sept fois plus pollué qu’à l’extérieur, et c’est une moyenne nationale », indique Claire-Sophie Cœudevez, directrice de Medieco Conseil & Formation, une société de conseil et d’ingénierie de santé dans le cadre bâti et urbain. Les concentrations de polluants (composés organiques volatils (COV), dioxyde de carbone, particules fines, moisissures, etc.) sont en effet plus élevées à l’intérieur des bâtiments que dans l’air extérieur. La faute à un volume de dilution bien évidemment plus faible mais aussi à l’émission de diverses substances à l’intérieur des locaux.
Les facteurs et les sources de polluants sont multiples : les matériaux de construction, les peintures, l’ameublement, les appareils de chauffage, les produits d’entretien, sans oublier l’occupation du lieu avec l’émission de CO2 et d’humidité, ainsi que les pratiques des occupants (tabagisme, cuisine, bricolage ou encore bureautique). L’exposition à ces émissions de polluants, le plus souvent chronique, peut avoir des effets sanitaires variés, avec des conséquences immédiates comme des pathologies du système respiratoire (rhinites ou les bronchites), des maux de tête, de la fatigue, des nausées. Des troubles hormonaux, des maladies cardiovasculaires, voire des cancers peuvent également apparaître sur le long terme. « Entre le domicile, les transports et le travail, le temps passé dans un environnement clos est supérieur à 85 %. La qualité de l’air intérieur (QAI) représente donc un vrai défi, qui est malheureusement encore peu pris en compte », souligne Frédéric Le Guillou, pneumologue et président de l’association Santé respiratoire France. D’autant plus que les objectifs actuels de décarbonation et d’amélioration de l’efficacité du bâti peuvent impacter négativement la QAI.

Image

Ademe

Isolation et ventilation

Lorsque des bâtiments sont construits ou rénovés en BBC, l’étanchéité à l’air et l’isolation sont améliorées afin de limiter les besoins en chauffage. Le renouvellement d’air, le plus souvent dû aux fuites de l’enveloppe, s’en trouve alors diminué ce qui provoque une accumulation de polluants. La mise en place d’un système de ventilation mécanique contrôlée (VMC) ainsi que son bon fonctionnement sont donc primordiaux pour garantir une bonne QAI. Ce qui n’est pas tout à fait le cas aujourd’hui en France.
Selon l’Agence Qualité Construction (AQC), plus d’un tiers des installations de ventilation mécanique présente des débits d’extraction insuffisants en résidentiel. Un constat partagé par l’Association française de la ventilation (AFV) qui observait fin 2021 « que la ventilation, c’était plus de 80 % d’anomalies en rénovation et dans le neuf ». Face à cette situation, l’AFV, l’Ademe et le Plan bâtiment durable ont signé un green deal relatif aux systèmes de ventilation pour une amélioration de la QAI le 27 avril dernier. Cet accord vise ainsi à « définir des mesures destinées à favoriser l’installation, le remplacement, la maintenance et la bonne exploitation des systèmes de ventilation des logements et des bâtiments tertiaires, qu’ils soient individuels ou collectifs, neufs ou rénovés, et ce au regard des enjeux de santé, de maîtrise des consommations d’énergie et de préservation de la qualité des bâtiments ». Cela nécessite notamment d’élaborer des outils et des formations pour aider la montée en compétences des professionnels du bâtiment, de créer une culture de la maintenance ou encore de faire évoluer la réglementation.

 Une surveillance pour certains ERP

En termes de législation, plusieurs textes s’appliquent à la ventilation, comme le règlement sanitaire départemental (RSD) et encore le code du travail qui définissent des débits d’air minimaux en fonction du lieu de travail. Mais cette réglementation et son référentiel — indiquant les règles de conception, dimensionnement, mise en œuvre de VMC — datent de 1982… Ils apparaissent comme dépassés au vu de l’évolution de l’étanchéité des bâtiments après six réglementations thermiques successives. Si elle se focalise avant tout sur le volet énergie, la réglementation environnementale 2020 (RE2020) a également rendu obligatoire la vérification des systèmes de ventilation mécaniques dans les bâtiments d’habitation neufs pour du renouvellement adéquat de l’air intérieur. Souvent orpheline, la QAI et ses enjeux commencent à être mieux pris en compte dans les politiques publiques menées en matière de santé environnement.
Depuis 2015, une surveillance de la QAI a été imposée à certains établissements recevant du public (ERP), comprenant un autodiagnostic et une campagne de mesure à réaliser tous les sept ans. Cette obligation a été renforcée au 1er janvier 2023 afin d’être plus pertinent. « Les campagnes de mesures doivent apporter des données quantitatives et objectives pour identifier d’éventuelles problématiques, en particulier à la suite de travaux susceptibles d’impacter la QAI, ce que ne permettait pas l’ancien dispositif de surveillance », précise le Cerema dans un guide, publié en février dernier. Défini par le quatrième plan national Santé Environnement (PNSE4), le nouveau dispositif de surveillance impose aux ERP concernés (crèches, écoles, établissements d’enseignement ou de formation professionnelle, centres de loisirs) différentes démarches, à commencer par un autodiagnostic de la QAI devant être réalisé ou mis à jour régulièrement, au minimum tous les quatre ans.
Une évaluation annuelle des moyens d’aération des bâtiments, incluant notamment la mesure à lecture directe de la concentration en CO2, est également demandée. Une campagne de mesures des polluants réglementés sera à entreprendre à chaque étape clé de la vie du bâtiment (constructions et aménagements, rénovations majeures, etc.). Enfin, un plan d’actions est attendu à partir des résultats des différentes mesures précitées.

Actions pour améliorer la QAI

Améliorer la QAI dans un projet nécessite de respecter plusieurs grandes étapes. « On va d’abord s’intéresser à la qualité de l’air extérieur ainsi qu’au sol et sous-sol sur lequel le bâtiment est construit, afin de réduire le transfert de polluants extérieurs. Une fois le contexte analysé, l’enjeu est de limiter les émissions liées aux choix de conception, que ce soit les produits de construction, l’ameublement ou encore les équipements », explique Claire-Sophie Cœudevez. L’étape suivante est l’évacuation des polluants en assurant un renouvellement de l’air adapté et efficace. Cela sous-entend notamment de respecter les règles de l’art en phase de conception et contrôler les débits à réception.

Pour pérenniser la QAI, la sensibilisation des occupants aux bonnes pratiques est enfin indispensable. Ces quatre grandes étapes sont au centre de la méthode Ecrains, une démarche pratique de management de la QAI, développée par l’Ademe et en cours de déploiement (voir encadré). Si chaque étape est essentielle, le recours à la VMC fait l’unanimité chez les professionnels du secteur. « Il n’y a pas de bâtiment performant sans ventilation performante », a ainsi insisté Souad Bouallala du service d’évaluation de la qualité de l’air de l’Ademe, lors d’une matinée d’échanges sur le thème Air-Énergie le 11 mai dernier. Cet événement, organisé par le Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (Cerema) et l’Institut français pour la performance du bâtiment (Ifpeb), a permis d’aborder une problématique épineuse : concilier la QAI et l’efficacité énergétique dans les bâtiments.

Un équilibre à trouver

« Quand on travaille sur la qualité de l’air, on est condamné à surconsommer. C’est un vrai sujet au vu des ambitions de réduction drastique des consommations d’énergie fixées par la France à horizon 2030, 2040 et 2050 », a pointé Christophe Rodriguez, le directeur général de l’Ifpeb. Comment trouver le point d’équilibre optimal entre la mise en œuvre de systèmes de ventilation efficaces et des obligations réglementaires toujours plus contraignantes en termes de réduction des consommations énergétiques des bâtiments ?
Pour apporter un début de réponse, les deux organismes ont lancé en juin 2022 le Hub Air Énergie, une expérimentation de 24 mois réunissant onze acteurs privés et publics sur une quinzaine de sites (dix établissements scolaires, quatre bureaux et une galerie marchande). L’objectif est de mieux comprendre le lien entre QAI et réductions des consommations énergétiques, en portant la priorité sur le premier critère. Si l’expérimentation est encore en cours, les premières pistes de réflexion commencent à se dessiner. Un des premiers leviers d’action serait « d’améliorer l’efficacité aéraulique, où il existe une marge de progrès certaines. Le mètre cube le plus juste est celui renouvelé au meilleur moment », a appuyé Jean-Benoît Lafond, consultant énergie à l’Ifpeb et co-animateur du Hub Air Énergie.
Sur la quinzaine de sites, 50 % ont un système de VMC pour les locaux à occupation prolongée. « Ceux-ci présentent une QAI très bonne, voire excellente. Mais on a tout de suite vu que le potentiel des centrales de traitement d’air et le potentiel énergie étaient trop souvent bridés », a précisé Jean-Benoît Lafond. Bien souvent, la ventilation a un débit fixe qui est calé sur la capacité maximale des bureaux, salles de réunion et de classe. « Si on cumule les effets de l’open space, du flex office et du télétravail qui prend de plus en plus d’importance, l’effectif standard normalisé d’il y a vingt ans, ça n’existe plus. Il faut désormais s’adapter à cette évolution en développant des stratégies de ventilation beaucoup plus ciblées sur l’occupation du site ainsi que du monitoring », a estimé Jean-Pierre Auriault, conseiller de BNP Paribas Real Estate-Promotion.

Monitoring en continu

Sur plusieurs sites, en particulier son siège à Boulogne, BNP Paribas Real Estate teste actuellement des technologies de mesure en continu capables de faire varier le débit de ventilation. Cela permet d’une part de réduire les capacités de ventilation de l’immeuble qui n’atteindront pas leur plafond, et d’autre part, d’ajuster le taux de renouvellement de l’air à la réalité des besoins. Le pilotage des volets d’air neuf peut par exemple se faire par sonde CO2, positionnée au plus près du besoin. Sur cette question, quelques données ont également été obtenues par le Hub Air Énergie. Selon son co-animateur, l’optimisation de la plage de fonctionnement engendrerait entre 5 et 20 % d’économies d’énergie, alors que l’optimisation des débits selon l’occupation réelle fournirait des gains énergétiques compris entre 2 et 5 %.

Cette recherche de l’optimisation de la ventilation ne se limite pas au secteur du tertiaire et concerne donc également le résidentiel. Depuis octobre 2022, Dorémi mène, avec le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) et le Cerema, le projet JustAir. Son but est de développer et de tester les outils indispensables à l’élaboration d’un futur référentiel technique pour guider les acteurs de la rénovation énergétique dans le choix de la meilleure stratégie de ventilation en rénovation de maisons individuelles. Le monitoring en continu de la QAI permet de suivre en temps réel les tendances et de piloter de façon plus fine les actions à entreprendre. Cependant, des questions se posent, en particulier sur la définition des paramètres à évaluer. Le CO2, dont la mesure en continue est désormais obligatoire pour certains ERP, apparaît comme un indicateur pertinent dans la maîtrise du renouvellement de l’air. Des solutions existent également pour les COV ou encore les oxydes d’azote, mais qu’en est-il de la centaine d’autres polluants ? Le choix des technologies et leur coût est également des éléments à prendre en compte. Aujourd’hui, de nombreux capteurs et sondes sont disponibles sur le marché, mais souvent avec des seuils inappropriés ou des données difficilement exploitables.
Pour aider les professionnels à s’y retrouver, l’Alliance HQE a publié une note de cadrage avec des informations techniques « pour définir la place des capteurs à bas coût pour la mesure en continu de la qualité de l’air intérieur lors de la réception ou de l’exploitation d’un bâtiment ». Et, quelles que soient les solutions de ventilation mécanique et de monitoring retenues, ces actions ne seront qu’efficaces qu’en cas de maintenance régulière et rigoureuse. Un point noir encore à améliorer pour de trop nombreux bâtiments…

De la programmation jusqu’à l’exploitation
Développée par l’Ademe, la méthode Ecrains®, pour Engagement à Construire Responsable pour un Air Intérieur Sain, a été expérimentée par différents partenaires (Inddigo, Burgeap, Medieco) entre 2015 et 2021. Déployée à l’échelle nationale depuis cette année, cette démarche décrit toutes les étapes à considérer pour optimiser la qualité de l’air intérieur d’un projet de bâtiment. Elle s’intéresse à toutes les phases, depuis la programmation jusqu’à la première année d’usage en passant par la conception, le chantier et la phase de réception. Outre l’amélioration de la qualité des projets, son objectif est de renforcer les compétences des professionnels en facilitant l’apprentissage collectif et l’expérimentation, ainsi que d’objectiver la performance des projets par la mesure.