VMC double flux et RT 2012
Article du même auteur initialement publié sur fiabishop
Nous abordons ici une question récurrente, sur les matériels autorisés par la RT 2012 et les labels basse consommation associés, et la manière dont les équipements sont pris en compte par les logiciels de calcul. Ce dossier vise à préciser comment sont considérés les systèmes de ventilation dans la RT 2012. Pour se rafraichir la mémoire sur ce que sont les principales exigences de la RT 2012, sur quels projets ils s’appliquent, ainsi que les différentes procédures que le maitre d’ouvrage doit effectuer quand il construit une maison/extension neuve sont décrites ici sur notre dossier sur le sujet.
La saisie de la VMC double flux dans la RT 2012 – résumé
Ce dossier se contentera uniquement d’étudier comment sont considérés les systèmes de ventilation dans le moteur de calcul RT 2012. Pour se rafraichir la mémoire sur ce que sont les principales exigences de la RT 2012, sur quels projets ils s’appliquent, ainsi que les différentes procédures que le maitre d’ouvrage doit effectuer quand il construit une maison/extension neuve sont décrites ici sur le guide « tout savoir sur la RT 2012 » de forumconstruire.
Ce dossier apportera plutôt des réponses sur les raisons qui peuvent expliquer que votre thermicien ne considère pas les gains d’une VMC double flux fabuleux et vous renvoie vers des solutions de type VMC simple flux hygroréglable, et dans le cadre des labels BBC, des problématiques qui peuvent se poser, du fait des contraintes liées au cahier des charges du Label Performance de Promotelec, pouvant impliquer que vous ne puissiez paradoxalement pas utiliser les meilleurs systèmes certifiés passifs !
Dossier au ton un peu « polémique » assumé.
1 – Ventilation et Bbio
Le Bbio caractérise dans la RT 2012 ce que l’on appellera la « performance de l’enveloppe ». En gros, sa conception bioclimatique et son niveau d’isolation. Ce critère est évalué au stade du permis de construire et constitue l’un des points qui doit figurer sur l’attestation réalisée à ce stade. Il nécessite de connaitre le niveau d’isolation, les apports solaires. C’est assez peu connu, mais les systèmes de ventilation ne sont pas inclus par ce coefficient. Le besoin de chauffage évalué étant établi à partir d’un système générique commun à toutes les maisons.
En effet, la RT 2012 précise dans ses règles* :
Pour le calcul du BBIO, le système de ventilation est une VMC à débit soufflé et extrait constant avec efficacité d’échangeur de 50 %.–extrait de la RT 2012 – méthode de calcul TH-BCE, page 362-
Ce qui signifie que le choix d’une ventilation haut rendement ou d’un puits canadien ne permet pas d’améliorer la performance de l’enveloppe du point de vue de la RT. Et implique 2 choses :
– Il n’est pas nécessaire de déterminer le système de ventilation à ce stade du projet (ce choix discutable a pour raison le fait que le législateur ne souhaite pas imposer au maître d’ouvrage d’arrêter la solution de ventilation au moment du dépôt du permis de construire).
– Le choix d’une VMC double flux ne sera donc pas valorisable pour baisser le coefficient Bbio, si vous avez des difficultés pour atteindre la valeur cible.
Les puits canadiens, qui ne pouvaient être pris en compte dans la RT2005 et le BBC, font leur entrée avec la RT 2012 sous le nom de puits climatique. Il est désormais saisissable normalement (on peut renseigner le linéaire de collecteur géothermique et le raccorder à une installation de ventilation). On notera cette précision importante : par puits climatique, on entend puits canadien à air. Les systèmes hydrauliques ne sont pas intégrés.
– extrait de la RT 2012 – méthode de calcul TH-BCE – page 465 –
Comme pour les VMC double flux, les puits canadiens n’influent pas sur le coefficient Bbio, la solution décrite étant conventionnelle.
VMC double flux et puits canadiens n’interviennent pas dans le bbio
Ce parti pris de la RT 2012 est assez dommageable : dans les calculs thermiques évaluant la performance de l’enveloppe (la simulation thermique dynamique, le calcul passif avec l’outil PHPP), le besoin de chauffage considère les déperditions induites par le fait de ventiler au même titre que les autres déperditions, sinon, on ne peut pas vraiment considérer que ce qui est calculé est un « besoin de chauffage ». Il semblerait que ce choix ait été fait pour ne pas imposer aux maitre d’ouvrage de choisir le système de ventilation au stade du permis de construire. Mais cette « facilité » à des conséquences facheuses justement pour faire les bons choix sur le poste ventilation.
2 – Puits canadien et Tic
Réaliser un puits canadien dans un projet de construction a 2 fonctions : disposer d’une protection antigel en hiver couplé à une VMC double flux (ou raccordé à un simple ventilateur – voir les différents types de montages possibles), et améliorer significativement le confort estival du logement. Pour cela, La « Tic » est le coefficient de la RT 2012 évaluant le confort estival de la maison.
Comment la présence d’un puits canadien influe sur la valeur traduisant la performance d’été du projet ?
Nous avons fait une petite comparaison sur des locaux de bureaux en comparant sur 2 logiciels : le calcul RT2012 (utilisant les algorithmes de la méthode TH-BCE) et une simulation thermique dynamique (utilisant les algorithmes du puits canadien de Pleiades-Comfie). Nous disposons d’un puits canadien généreusement dimensionné, avec des débits d’air importants (taux de renouvellement d’air de 1.5 vol/h). On voit dans le tableau ci dessous l’impact du puits sur les températures maximales intérieures établi à partir des logiciels :
| Impact sur le calcul RT2012 valeur Tic / TicRref |
Impact sur le calcul dynamique valeur Tmax |
|
|---|---|---|
| sans puits climatique |
31.9°C / 33.3 °C | 33.9 °C |
| avec puits climatique |
30.9°C / 33.3 °C | 29.2 °C |
| gain brut | – 1 °C | -4.7 °C |
Tmax = température maximale atteinte dans le local – calcul réalisé sur Pleiades – Comfie
On notera également que les consommations électriques induites par une protection antigel de la VMC double flux ne sont pas calculées en RT2012, le puits canadien aura donc pour la RT2012 une incidence négligeable. Pour avoir également testé la configuration puits canadien sur ventilateur et extraction par VMC hygro, il apparait que la présence du puits est dans ce cas de figure une contrainte car la consommation électrique du ventilateur impacte négativement le coefficient Cep, largement au dela des gains d’énergie permis. Nous dirons donc que l’introduction des puits canadiens était une bonne chose, mais au final la RT2012 est loin de les valoriser ! Dommage.Une sous estimation de l’inconfort estival et des gains générés par le puits climatique
Ce petit calcul ne vise pas a se substituer à une étude comparative plus globale, mais à montrer une tendance. La valeur Tic souffre de graves problèmes de pertinence globale (en général : cela touche à la fois l’appréciation de l’inconfort : votre maison peut surchauffer et l’outil ne pas le signaler, tout comme l’inverse – la méthode d’évaluation actuelle devrait être remplacée d’ici quelques temps).
Force est toutefois de constater que si l’on se fie uniquement au résultat du calcul réglementaire, on ne met pas de puits canadien, alors que vu sous l’angle d’un calcul plus précis, on lui trouve une pertinence toute différente : nous conseillons donc de ne pas se fier aux prédictions de l’outil RT 2012 et de réaliser un calcul plus poussé en simulation thermique pour évaluer précisement la surchauffe des pièces et les gains en été du puits.
VMC double flux et RT 2012 – Quel rendement utiliser ?
Cette question est fondamentale, en effet les rendements annoncés par les fabricants sont souvent assez litigieux : trop favorables, annoncés dans les documentations commerciales mais pas automatiquement prouvés. Comment dans ce cadre réglementaire doit on renseigner le rendement ?
Les règles de calcul Th-BCE précisent la chose suivante :
L’efficacité, εt, de l’échangeur prend une des valeurs suivantes :
– la valeur issue d’une certification basée sur la norme NF EN 308 ou sur la norme EN 13141-7 si le produit est certifié par un organisme indépendant accrédité selon la norme NF EN 45011 par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation,
– εt = 0.9 x εt mes , εt mes étant la valeur justifiée par un essai effectué par un laboratoire indépendant et accrédité selon la norme NF EN ISO/CEI 17025 par le COFRAC ou tout autre organisme d’accréditation signataire de l’accord européen multilatéral pertinent pris dans le cadre de la coordination européenne des organismes d’accréditation sur la base de la norme NF EN 308,
– εt = Min (0.8 x ε decl , ε utile max ), ε decl étant la valeur déclarée par le fabricant,ε utile max
– Efficacité maximale de l’échangeur en l’absence de valeurs certifiés ou déclarés. ε utile max = 0,50
– extrait de la RT 2012 – méthode de calcul TH-BCE – page 410 –
Les valeurs déclarées mais non justifiées par des essais indépendants sont saisis au maximum à 50% de rendement. Une manière de signifier que les valeurs déclaratives ne valent rien. Ce point est souvent méconnu, y compris par les bureaux d’études thermiques et peut avoir des conséquences non négligeables si la valeur saisie est trop favorable.
La NF EN 13141-7 est l’essai réalisé pour la certification NF VMC. Toute VMC certifiée NF VMC peut donc être saisie avec la valeur indiquée sur le certificat.
Pour les produits qui n’ont qu’un certificat passif : les valeurs indiquées dans les PV de tests de la démarche passive ne sont pas utilisables en l’état. Il faut demander au fabricant de produire également un certificat de rendement selon la norme européenne citée (en général, les fabricants peuvent produire ce type de documents, mais pas forcément d’un labo correspondant à la définition plus haut).
La RT 2012 n’exige aucunement que le rendement soit certifié par la NF VMC, comme il est parfois affirmé. Cette exigence est uniquement ajoutée par le label BBC certifié via Promotelec.
A retenir :
Les réglementations thermiques sont en général suffisamment souples pour permettre l’utilisation d’une très large gamme de systèmes de ventilation. Il sera toutefois assez difficile d’obtenir une étude conforme avec un produit saisi à 50% (les fabricants sont donc incités à faire réaliser des tests par des labos indépendants). La difficulté se situe plutôt pour une autre famille de produits, les VMC thermodynamiques, qui produisant du chauffage également, doivent faire procéder à une justification par Titre V pour être homologuées.
la VMC double flux est-elle bien valorisée par la RT 2012 ?
Cette question est peu évidente puisque nous l’avons vu plus haut, le système de ventilation n’est pas considéré sur l’exigence de performance d’enveloppe Bbio (alors qu’il agit sur les déperditions de chaleur du bâtiment). Cela fait que les thermiciens pour la RT2012 considèrent son intérêt dans le même panier que les systèmes, alors qu’il serait pertinent d’évaluer sa pertinence au moment du calcul sur la performance de l’enveloppe.
Le seul point sur lequel le système de ventilation réel est considéré est la valeur Cep (consommation d’énergie primaire). Cet indicateur mélangeant des consommations de chauffage, eau chaude, moteurs de la VMC et éclairage est de fait pénalisant, puisque l’information sur la consommation de chauffage est noyée avec les autres consommations.
C’est une approche en soit discutable : si on compare à la démarche passive, on améliore d’abord la performance de l’enveloppe, et les hypothèses sur le renouvellement d’air sont déterminantes puisque l’objectif est d’atteindre un très bon confort thermique en toute saison, et dans un deuxième temps on mène une réflexion sur les systèmes pour chauffer et produire l’eau chaude, en s’étant assuré préalablement donc de baisser au maximum le besoin et la puissance nécessaire.
Le bilan est sans appel, la VMC double flux est quasiment un passage obligé quand on réalise un calcul thermique selon la démarche passive, et quasiment superflue quand on réalise un calcul selon la RT2012.
Ensuite, comme nous l’expliquons dans le dossier sur les débits d’air utiles au projet, la comparaison avec la VMC hygroréglable devrait se faire à qualité d’air équivalente. Or ce n’est pas le cas, puisque la RT2012 ne met pas en comparaison le besoin d’énergie en rapport avec la qualité de l’air du logement.
En effet, la RT 2012 est un calcul qui ne se base pas sur votre usage futur du logement mais sur des hypothèses dites « moyennes ». Sur ce sujet, l’astuce est, en résumé, que l’on va comparer d’un coté la VMC double flux qui va fonctionner à débit constant (sans possibilité de paramétrer un abaissement de débit pendant les périodes d’absence), et de l’autre une VMC simple flux hygro qui va fonctionner systématiquement en présumant que vous n’êtes jamais chez vous. En gros, la RT2012 considère qu’avec une VMC simple flux hygroréglable vous ventilez 2 fois moins votre logement.
Ce sont en effet les avis techniques des bouches de ventilation hygroréglables qui sont utilisés dans les calculs thermiques. Il est évident que si la ventilation est sensible à l’humidité produite par les occupants, le débit réel ventilé dépend dans les faits entièrement de comment sera utilisé le logement, un calcul qui utilise des hypothèses moyennes pour traduire l’occupation ne peut donc pas faire une évaluation fine. La différence constatée (jusqu’à -50% de renouvellement d’air) est juste grotesque et n’a jamais été corrélée par les observations de terrain.
Petite comparaison des débits utilisables selon le choix des bouches :
hypothèse : T5 – 1 SDB + 1 WC
Débit de pointe : il est considéré dans la réglementation que (selon le dispositif de modulation), le débit de pointe va être considéré 1 heure par jour. Le reste du temps, le débit de base est appliqué.
| VMC double flux (Avis tech. Aldes) |
VMC hygro A (Avis tech. Aldes) |
VMC hygro B (Avis tech. Aldes) |
|
|---|---|---|---|
| Débit volumique base/pointe | 105 / 195 m3/h | 92.2 m3/h | 61.6 m3/h |
| Débit moyen pondéré | 108 m3/h | 92.2 m3/h | 61.6 m3/h |
La RT2012 à l’épreuve des retours d’expérience ?
Pour parler plus précisément, disons que ce sujet est source de « débats ». En effet, il est très fréquent que le thermicien, s’il se base uniquement sur son calcul réglementaire pour vous conseiller, sans prendre de recul, vous prouvera, chiffre à l’appui que la VMC double flux n’est pas mieux située que la VMC simple flux hygro B. Sauf que la plupart du temps, ces hypothèses qui servent de base à la démonstration ne sont pas pertinentes.
De même, tout utilisateur de VMC double flux performante pourra témoigner que depuis longtemps les VMC double flux disposent de boitiers de commande permettant d’ajuster le débit de ventilation automatiquement ou manuellement à la présence (ou de sonde C02, horloge programmable, etc). La modulation des débits n’est pas une exclusivité de la VMC simple flux.Les retours d’expérience menés sur les bâtiments basse consommation équipés de VMC simple flux hygro tempèrent sérieusement l’idée qu’il suffit d’une membrane sensible à l’humidité sur une bouche de ventilation pour que le débit soit régulé. Les retours de terrain montrent que cette hypothèse est valable uniquement si les réseaux d’extraction sont très étanches à l’air (ce qui est très rarement le cas, puisque pas contrôlé jusqu’à présent). Dans la plupart des cas, le caisson VMC extrait de l’air en provenance des bouches et des fuites sur le réseau. Si l’on compare le débit global mesuré aux bouches, et celui mesuré au rejet du caisson VMC, on s’aperçoit que les fuites du réseau augmentent significativement la quantité d’air réellement ventilée, qui souvent est proche de la VMC autoréglable (ce qui plaide en tout cas sur une meilleure prise en compte de la qualité de réalisation du réseau, qui n’est jamais un paramètre secondaire).
Exemple sur une maison individuelle située en zone H1b
Variation effectuée sur le système de ventilation uniquement. Valeurs indiquées pour systèmes certifiés.
Le diagramme indique la valeur Cep obtenue selon le système de ventilation choisi. Dans tous les cas, il est retenu des systèmes certifiés (caissons et bouches hygroréglables). L’anomalie ne se situe pas sur les résultats obtenus avec une double flux mais l’écart entre la VMC simple flux autoréglée (à débit constant), et la VMC simple flux hygroréglable (à débit variable). Dans l’hypothèse ultra optimiste ou les écarts de consommation seraient à ce niveau, cela implique juste que le taux de renouvellement d’air pris dans l’étude est bien trop bas pour évacuer les polluants !
Attention : ce schéma traduit juste comment la RT 2012 valorise les systèmes de ventilation, ce schéma ne dit pas que ce sont les différences réelles constatées.
Une VMC double flux pas intrinsequement défavorable… mais des débits de VMC simple flux théoriques trop faibles
Il ne s’agit pas évidement de dire que les VMC double flux sont dans tous les cas des passages obligés pour avoir une bonne qualité d’air et que les VMC simple flux ne ventilent pas assez, mais uniquement de démontrer que dans les logiciels, les hypothèses décrites plus haut biaisent la comparaison des systèmes. Pour remettre les systèmes sur un pied d’égalité, il suffirait de revoir à la hausse les débits d’air minimum à extraire dans les logements.
Ce schéma illustre bien les faibles différences constatées sur le bilan RT 2012 entre les différents systèmes de ventilation. Ici la VMC simple flux hygro est équivalente à une VMC double flux de 55% de rendement : ce qui suppose donc une baisse des débits par rapport à une VMC simple flux classique de 55% en moyenne !) Ce sont ces hypothèses théoriques extrêmement favorables qui expliquent le peu de considération pour la VMC double flux.
Pour résumer, vous observerez des différences avec la réalité sur 2 points :
– Dans les faits, sauf absence prolongée, le débit d’air de la VMC simple flux sera plus important que prévu par la RT2012, donc sa consommation sera plus élevée (d’autant que les avis techniques supposent des entretiens de bouches plusieurs fois par an)
– Dans les faits, les VMC double flux peuvent moduler leurs débits. En effet, vous allez également en période d’absence réduire les débits de ventilation avec la VMC double flux, la régulation des caissons haut de gamme permettant un ajustement manuel ou automatique par capteurs ou une programmation hebdomadaire. Mais cela n’est pas considéré par la RT 2012, qui présume d’un usage à vitesse constante.
Comment optimiser la saisie RT 2012 d’une VMC double flux ?
Quelques paramètres sont importants pour que la solution VMC double flux ne soit pas trop pénalisée dans le calcul RT.
Nd : comme le besoin de chauffage de la RT2012 (Bbio) considère la ventilation de manière conventionnelle (voir plus haut), nous utilisons la valeur Cep chauffage pour analyser les optimisations. Afin que le moyen de chauffage n’influe pas sur le résultat, nous avons considéré un chauffage de rendement 100% et un coefficient énergie primaire pour le chauffage de 1.
Nous retiendrons, par ordre d’importance :
1- Utiliser des rendements certifiés :
– ou au minimum justifiés par un essai effectué par un labo indépendant –
Un rendement uniquement déclaré par le fabricant sans justificatifs est crédité automatiquement de 50% de rendement et pas plus. Ce sujet est important dans tous les cas, RT2012 ou pas.
2- Placer la VMC et l’ensemble des réseaux soufflage et extraction dans le volume chauffé.
Par défaut dans le logiciel, 75% des conduits sont hors volume chauffé. Ce qui implique avec 25 mm d’isolant autour du conduit à perdre 7 kWh/m²an sur la valeur Cep (par rapport à si tous les conduits sont dans le volume chauffé).
Si 75% des conduits sont dans le volume chauffé, cela conduit à une perte de 2.4 kWh/m².a (par rapport à si tous les conduits sont dans le volume).
Si vous ne pouvez pas mettre vos réseaux de soufflage/extraction dans l’enveloppe isolée, autant ne pas disposer de VMC double flux. Il existe des solutions pour le placement des conduits dans l’enveloppe isolée, voir le dossier mis en lien plus bas sur les solutions VMC double flux : dans chaque solution présentée, tous les conduits sont dans l’enveloppe chauffée.
Lire également : Les solutions de ventilation double flux
3- Soignez l’étanchéité à l’air de l’enveloppe
L’étanchéité à l’air est considérée par la RT 2012 de façon « linéaire » et très proche entre une VMC simple flux et une VMC double flux (cette considération est en soit très discutable, mais ce n’est pas le sujet ici).
Entre une étanchéité à l’air passive et juste réglementaire, le Cep augmente de 6 kWh/m².a. Ne restez donc pas aux valeurs par défaut de la RT 2012 mais tentez de vous approcher du passif.
4- Si tous les conduits ne sont pas situés dans l’enveloppe, il faut isoler les conduits hors enveloppe
Si 25% des conduits sont hors volume chauffé, sans isolant la valeur Cep augmentera de 21.6 kWh/m².a ! Il faut donc repenser la conception de l’installation de ventilation, et le cas échéant prévoir au minimum une valeur d’isolation minimum conseillée : R = 1.2 m².K/W (soit 50 mm d’isolant)
5- Soignez l’étanchéité des réseaux de ventilation
Cet indicateur est considéré par la RT 2012 comme une définition de la classe d’étanchéité des conduits, de C (meilleur) à défaut. Cela impacte le Cep entre 1.4 et 2 kWh/m².a. Attention car lorsque la classe renseignée est B ou C, cela suppose une mesure in situ (peut être effectuée en même temps que le test d’étanchéité à l’air).
La bonne étanchéité à l’air des réseaux aérauliques influe sur la mesure d’étanchéité de l’enveloppe du bâti. Ce n’est donc pas un sujet accessoire.
Conclusion :
Lorsque l’on fait varier tous les paramètres en même temps, on voit bien que la question de la conception de l’installation est fondamentale, plus importante que le choix du caisson. Des paramètres non optimisés pouvant remettre en cause la pertinence de l’installation.
En dehors des critères RT 2012 dont on a vu qu’ils pouvaient être favorables, nous vous conseillons plutôt d’évaluer votre installation à partir de notre feuille de calcul, qui utilise les équations de la méthode PHPP.
Pour échanger sur le sujet, rendez vous sur cette page