Etude de cas : dysfonctionnement VMC en résidentiel

Contexte de l’étude

Cette étude porte sur l’analyse de l’évolution de la qualité de l’air intérieur lors d’un dysfonctionnement du système de ventilation mécanique contrôlée hygroréglable de type B (les bouches et les entrées d’air sont hygroréglables) dans un appartement résidentiel.

Les mesures de qualité de l’air intérieur sont effectuées par un capteur multi paramètres Cozy Air placé dans le salon de l’appartement. 

Lieu de l’étude 

• Appartement livré à l’été 2017
• T2 de 50m² / 1 personne
• 3 bouches d’extraction d’air (Cuisine / Salle de bains / WC)
• 2 entrées d’air hygroréglables (Salon / Chambre) 

Dysfonctionnement rencontré 

Dans la nuit du 25/09 au 26/09 à 4h45 du matin, le groupe d’extraction d’air (situé sur le toit) s’est arrêté. De ce fait, le débit d’air minimal n’est plus assuré sur aucune des bouches d’extraction et l’appartement étant bien isolé, il n’y a à partir de ce moment donné plus aucune circulation ou renouvellement d’air. L’heure exacte de la panne a pu être identifiée avec la variation soudaine et inhabituelle du taux de CO2. Le dysfonctionnement a été résolu le 16/10 avec l’intervention de la société en charge de la maintenance de la VMC.

Les conséquences sur le qualité de l’air intérieur 

Etat initial : La qualité de l’air intérieur dans le logement est très bonne, avec des concentrations en CO2 toujours inférieures à 1 000 ppm, un niveau de fond en Composés Organiques Volatils faible et surtout stable, et une humidité relative de 50%. Des pics de particules fines sont remarqués ponctuellement dû à la cuisson d’aliments (poêle) et il est à noter des habitudes d’aération par l’ouvertures des fenêtres 1 à 2 fois par jour sur de brèves durées.

Etat à la suite de la panne : L’arrêt complet du système d’extraction d’air dans le logement a entrainé une nette dégradation de la qualité de l’air intérieur avec :

• Une augmentation hors de la zone de confort du taux d’humidité relative dans l’ensemble des pièces ;
• Une augmentation X2 du niveau de fond en COV Composés Organiques Volatils ;
• Une augmentation X4 du temps d’évacuation des particules fines émises par la cuisson ;
• Une concentration en CO2 dépassant les 2 000 ppm durant la nuit.

Impact sur le taux d’humidité

Le taux d’humidité relative avant la panne était de 55% en moyenne chaque jour. Avec l’arrêt du système de ventilation, ce taux a augmenté de 10% pour s’établir en moyenne à 65%. A savoir que la zone de confort en humidité relative se situe idéalement entre 40% et 60%.

Il est à noter que ce taux d’humidité est relevé dans la pièce de vie principale. Dans les pièces humides telles que la salle de bain cette dégradation est d’autant plus renforcée. Cela s’est notamment constaté avec des serviettes ou du linge qui ne séchaient plus et qui restaient humides sur plusieurs jours.

A savoir : une forte humidité liée à un manque de renouvellement de l’air peut entrainer la formation de moisissures dans les logements.

Impact sur la teneur en COV Composés Organiques Volatils

La concentration en Composés Organiques Volatils avant la panne était en moyenne de 42,7 ppb. Cette concentration a augmenté de près de 40% suite à l’arrêt du système de ventilation pour s’établir à une concentration moyenne de 70,2 ppb.

Ces concentrations ne présentent pas de risques pour la santé. Cela est, essentiellement, due au fait que l’occupant du logement n’a pas un profil ayant vocation à émettre des COV de manière importante et fréquente.

A savoir : En plus de l’ouverture des fenêtres lors d’activités qui émettent des COV, le système de ventilation permet de garantir un niveau de fond stable en évacuant vers l’extérieur les COV présents en continu dans le logement.

Impact sur l’évacuation des particules fines 

Afin d’étudier l’impact de l’arrêt du système d’extraction d’air sur l’évolution des concentrations en particules fines PM2.5, il est ici extrait les courbes montrant cette évolution après la cuisson d’aliments à la poêle avec une émission de fumée dans le logement. Le comparatif est fait sur des expositions similaires.

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Ces 2 courbes permettent bien de se rendre compte que pour des expositions aux particules fines similaires sans ouverture de fenêtres, le système de ventilation joue un rôle très important puisqu’il permet de diviser par 4 la durée d’exposition.

A savoir : Lors d’une émission de particules fines à l’intérieur d’un logement, la concentration en particules fines dans l’air va diminuer progressivement soit par l’évacuation vers l’extérieur à l’aide d’une VMC ou de l’ouverture des fenêtres, soit avec le dépôt sec au sol et sur le mobilier des particules fines.

Impact sur la concentration en CO2 

Pour rappel le dioxyde de carbone (CO2) est un paramètre de confort au même titre que la température et l’humidité. Sa présence en air intérieur est principalement liée à l’occupation humaine et au renouvellement d’air. La mesure de sa concentration est un indicateur du niveau confinement.

La concentration minimale en CO2 se situe aux alentours de 400 ppm, cela correspond à un environnement où l’air se renouvelle très bien, soit avec les fenêtres ou portes ouvertes, soit avec un système de ventilation très efficace, soit avec une pièce inoccupée.

Le graphique ci-dessous suit l’évolution du CO2 sur une période allant de 19h à 19h du soir suivant soit sur une période de 24h.Cette période permet de suivre le CO2 avec le logement occupé durant la nuit et inoccupé durant la journée.

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Lorsque le système de ventilation est en fonctionnement, la concentration en CO2 est régulée en moyenne à 640 ppm la nuit durant le sommeil de l’occupant et à 460 ppm la journée dans le logement vide. Cette courbe avec la VMC en fonctionnement est caractéristique avec des augmentations uniquement lors du réveil le matin et en fin de journée.

L’arrêt du système de ventilation bouleverse complètement cette évolution caractéristique avec maintenant une augmentation continue durant la nuit. Cette augmentation s’arrête uniquement lorsque l’occupant quitte le logement en début de matinée. Les niveaux rencontrés sont alarmants d’autant plus que le logement est occupé par une personne seule. En journée, le CO2diminue progressivement sans pour autant redescendre en dessous des 1 000 ppm avant le retour de l’occupant en fin de journée.

A savoir : En plus d’être un indicateur d’un mauvais renouvellement de l’air dans une pièce, une concentration élevée en CO2 peut être synonyme de diminutions significatives des capacités cognitives, des troubles de concentration et surtout d’une perception d’inconfort accrue. Une concentration de CO2peut aussi potentiellement induire une augmentation des durées d’expositions aux polluants présents ou émis dans l’air intérieur.

Focus Covid-19 : En cette période de crise sanitaire, le renouvellement d’air est indispensable afin de limiter la propagation du virus. La mesure du CO2 est un très bon indicateur qui permet d’anticiper toute situation de manque de renouvellement d’air afin de limiter les risques de contamination.

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Perception

La panne du système de ventilation a pu être détectée selon 3 aspects :

• Le bruit de fond sonore qui a diminué ;
• La visualisation des comportements anormaux de l’évolution des polluants avec la plateforme CozyConnect ;
• La sensation d’inconfort et d’oppression avec la présence d’odeur lié notamment à l’augmentation de l’humidité relative.

Ce dernier aspect est intéressant puisqu’il permet de se rendre compte que même si l’air n’est pas visible, lorsqu’il est perturbé par des évènements ou des émissions de polluants, l’occupant le ressent instantanément.

Lors de la remise en fonctionnement de la VMC, la sensation d’amélioration du confort de vie a été également perçu de manière directe.

Conclusion

La qualité de l’air intérieur et le bon fonctionnement des systèmes de ventilation sont les clés pour préserver le confort et la santé des occupants d’un logement. L’étude présentée démontre bien, avec des chiffres parlants et parfois alarmants, qu’en plus des bonnes pratiques pour préserver sa qualité de l’air au quotidien, que les systèmes de ventilation font partie des garants d’un air intérieur préservé du mieux possible.

De plus, nous voyons ici tout l’intérêt de l’utilisation de solutions connectées et expertes de mesure de la qualité de l’air intérieur et de la visualisation associée qui permettent d’agir et d’identifier la problématique très rapidement.