Les bâtiments sont aujourd’hui conçus pour être très peu consommateurs en énergie en étant très bien isolés thermiquement et très étanches à l’air. Cependant, dans ces conditions, pour obtenir une qualité d’air intérieur satisfaisante, il est nécessaire de mettre en place de la ventilation mécanique car il n’y a plus d’échange d’air naturel entre l’intérieur et l’extérieur du bâtiment.

La ventilation mécanique contrôlée (VMC) est donc la solution à cette problématique, mais elle n’est pas sans désavantages. En effet, avec une VMC simple flux, il y a une entrée d’air froid qu’il est nécessaire de réchauffer et avec une VMC double flux, l’encrassement des filtres est très rapide, ce qui entraîne des débits de soufflage d’air inférieurs aux débits nécessaires pour obtenir une bonne qualité de l’air.

De plus, en hiver, l’apport d’air froid dans le bâtiment fait baisser l’humidité relative de l’air, ce qui est tout aussi mauvais pour la santé qu’un air trop humide. En effet un air extérieur à 5°C et 90% d'humidité relative (HR), va donner une fois réchauffé un air à 20°C et 30% HR (cf diagramme de l'air humide).

Pour avoir une bonne qualité de l'air, il faut s'intéresser à :

• la régulation de l'humidité
• la concentration de polluants intérieur (formaldéhydes, COV (composants organiques volatiles),...)
• la concentration en CO2
• la concentration en radon (dépend de la localisation géographique - voir cartographie du potentiel radon https://www.irsn.fr/FR/connaissances/Environnement/expertises-radioactivite-naturelle/radon/Pages/5-cartographie-potentiel-radon-commune.aspx)

Les recherches menées portent sur l’utilisation des matériaux naturels (dont la terre crue) pour l’aménagement intérieur des bâtiments dans le but de

• profiter de leur qualité hygrothermique
• permettre la réduction des débits de ventilation
• d'améliorer la santé des occupants ainsi que leur bien-être

L'utilisation de matériaux de construction naturels permet de fait de limiter l'émission de polluants intérieurs pouvant venir du bâtiment (mais attention ensuite dans le choix des produits ménagers autre source importante de polluants).

Si l’on n’utilise pas ou peu de ventilation mécanique, les matériaux intérieurs doivent être perméables à la vapeur d’eau pour permettre une régulation de l’humidité de l’air intérieur. Les diagrammes ci-dessous comparent la capacité d’absorption de vapeur d’eau entre un enduit en terre crue et un enduit traditionnel.

L’enduit en terre crue permet une absorption 2 à 3 fois plus importante qu'un enduit standard.

Le graphique ci-dessous compare la capacité d’absorption de différents matériaux utilisé en cloisonnement :

Dans l'étude des simulations hygrothermiques ont été réalisées en parallèle à l’aide du logiciel WUFI pour évaluer l’impact de ces différents matériaux sur les niveaux de températures et d’humidité relative. Avec par ailleurs des appartements existants disposant d’enduit terre sont monitorés pour calibrer les simulations et générer des données sur des cas réels.

La capacité d’absorption de la vapeur d'eau a aussi été testée sur des enduits en terre crue dans lesquels des aérogels ont été ajoutés. Une augmentation supérieure à 130% de cette capacité a peu être observer.

Les tests ont par ailleurs montré que les enduits terre avait une bonne capacité d'absorption des polluants aérien intérieurs. Cette capacité était significativement plus élevée pour les tests sur les enduits terre avec ajout d'aérogels.

Dans tous les cas, la concentration en CO2 nécessite d'être régulé par un minimum de renouvellement d'air qu'il soit naturel ou mécanique.

Conclusions

Pour pouvoir construire un bâtiment qui se passe de ventilation mécanique, les principes à suivre sont les suivant :

- Prévoir des façades perméables à la vapeur d’eau (mur en bois, cellulose et terre) pour lui permettre de s’échapper du bâtiment

- Prévoir des cloisons en matériaux ayant des bonnes propriétés pour le stockage/régulation de l’humidité intérieure (terre, fibre de bois,… voir graphique précédent)

- Faciliter la ventilation naturelle

Un bâtiment pilote a été construit en Allemagne sur ces 3 principes et sans ventilation mécanique, ce qui donne des résultats satisfaisant pour ce qui est de la qualité de l’air intérieure mais va à l’encontre de la réglementation. Il s’agit de la réhabilitation d’une ancienne grange qui est devenue les bureaux du cabinet d’architecture Ziegert, Roswag, Seiler (ZRS), un des acteurs principaux de ces travaux de recherche.

Pour aller plus loin :

http://www.h-house-project.eu/images/04_Documents/02_Publications/161128_Lehm_2016/lehm2016_b_klinge-roswag-fontana-hoppe-richter-sjoestroem_en.pdf

Auteurs de la publication résumée ici : Andrea KLINGE, Eike ROSWAG, Patrick FONTANA, Matthias RICHTER, Johannes HOPPE, Christer SJÖSTRÖM