Ce que nous mesurons : la pression différentielle dans les bâtiments 

Airthings

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juin 10, 2021

Selon de récentes études, pour maintenir le réchauffement de la planète en deçà du seuil de 2°C, le secteur du bâtiment devrait avoir un bilan carbone net nul d'ici 20501. Étant donné que les émissions de carbone de ce secteur sont actuellement supérieures à celles émises par le secteur du transport, nous sommes encore très loin de cet objectif2

Les bâtiments représentent globalement 55 % de la consommation mondiale en électricité. Aussi, les édifices commerciaux sont responsables de 6,6 % des émissions de CO23 dans le monde, soit le triple des émissions causées par la déforestation4. Alors, que pouvons-nous faire ? Continuez à lire pour en savoir plus.

Contenu :
1. Qu'est-ce que la pression différentielle ?
2. Pourquoi est-il important de contrôler la pression différentielle dans votre bâtiment ?
3. Qu'est-ce qui altère la pression différentielle dans votre bâtiment ?
4. Comment gérer la pression différentielle dans votre bâtiment ?

1. Qu'est-ce que la pression différentielle ?

En extérieur, la pression atmosphérique provient de la force que les molécules d'air exercent vers le bas dans l'atmosphère. En intérieur, la pression atmosphérique correspond à la force exercée par l'air sur les murs et sur tout ce qui l'entoure. Elle fluctue en fonction de la température et de la concentration en molécules d'air dans cet espace clos. 

En général, la pression n'est autre qu'une force exercée sur une surface5. La pression atmosphérique correspond donc à la pression exercée par les molécules d'air sur tout ce qui les entoure6. La pression différentielle est la différence de pression atmosphérique mesurée entre deux zones, par exemple entre l'intérieur et l'extérieur d'un bâtiment. Elle vous permet de mesurer votre débit d'air pour corriger les fuites d'air de votre bâtiment. 

L'air, comme les gens, a tendance à s'éloigner de tout ce qui émet une forte pression. Prenons l'exemple d'un ballon : sans nœud, l'air à l'intérieur s'échappe vers une zone à basse pression. Les pressions relatives changent constamment, ce qui indique bien que l'air tente continuellement de se déplacer vers l'intérieur ou vers l'extérieur de votre bâtiment.

2. Pourquoi est-il important de contrôler la pression différentielle dans votre bâtiment ?

Aux États-Unis, les bâtiments consomment 71 % de l'électricité et 54 % du gaz naturel consommé, et sont responsables de 40 % des émissions de gaz à effet de serre du pays, selon le Berkeley Lab7. En réparant les fuites de vos bâtiments, vous réduisez considérablement votre gaspillage énergétique. 

Même de petites variations de pression différentielle peuvent avoir un impact sur le débit d'air et donc réduire sensiblement le confort et la longévité de vos bâtiments. Non seulement le débit d'air nuit à votre environnement intérieur, mais les différences de pression négatives peuvent augmenter vos concentrations de COV, de CO2, de particules en suspension et même de microbes8. On a tendance à penser que les bâtiments commerciaux sont plus étanches que leurs homologues résidentiels. Cependant, les recherches ont révélé que, dans la pratique, ce n'est pas le cas9. Par conséquent, vous devez impérativement connaître votre pression différentielle et vous assurer qu'elle se maintienne à 0 pour éviter les conséquences négatives d'un débit d'air incontrôlé dans les locaux de votre entreprise. 

Avant la pandémie de Covid-19, 30 % de l'énergie consommée par un bâtiment provenait de la ventilation et des fuites d'air. Avec le retour au travail et le renforcement de la ventilation dans les bureaux pour réduire le risque de propagation virale, la consommation énergétique des bâtiments commerciaux a augmenté10.

Déperdition d'énergie

Si vous constatez une différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de votre bâtiment, c'est que de l'air s'en échappe ou est aspiré par l'extérieur. Ce qui peut entraîner plusieurs problèmes. 

En hiver, lorsque de l'air chaud s'échappe par les interstices de votre façade, c'est comme si votre argent s'envolait par les fenêtres. Chauffer un bâtiment peut facilement coûter très cher. De plus, 40 % de la consommation énergétique des bâtiments part dans le chauffage et la climatisation. Au total, les opérations de construction représentent 28 % des émissions mondiales de carbone12 et 55 % de la consommation électrique mondiale13. En corrigeant ce gaspillage énergétique, vous pouvez réduire considérablement l'empreinte carbone de votre bâtiment.

Stabilité thermique et confort

Les courants d'air sont une source d'inconfort pour vos locataires, vos employés, vos visiteurs et tous les occupants de votre bâtiment. Pour contourner ce désagrément, on augmente le chauffage en hiver ou la climatisation en été, mais cela ne résout pas directement le problème. Stabiliser la température et minimiser les courants d'air est le meilleur moyen de réduire votre consommation d'énergie et de veiller au confort de vos occupants. Nous sommes plus performants14 et sont plus enclins à dépenser de l'argent15 dans un environnement confortable. Les courants d'air et problèmes d'étanchéité provoquent non seulement de l'inconfort, mais une augmentation de votre consommation d'énergie16. Ce qui, en tant que propriétaire du bâtiment ou gestionnaire des installations, peut également vous coûter du temps et de l'argent17

La qualité de l'air impactée

Lorsqu'un bâtiment n'est pas étanche, la qualité de l'air peut en pâtir. La pression différentielle qui fait circuler l'air vers l'intérieur et l'extérieur de votre bâtiment transportera des polluants, des produits chimiques aéroportés nocifs (COV)1, ou des éléments dangereux, comme le radon19, venus de l'extérieur. Vous constaterez alors de la poussière et des particules s'accumuler dans les cadres de fenêtres. D'un autre côté, si votre bâtiment est trop étanche pour que l'air y circule correctement, cela favorisera l'accumulation de CO2 et d'autres contaminants dans l'air ambiant20

Dégradation du bâtiment

Au-delà des problèmes immédiats causés par un défaut d'étanchéité, vous devez également prendre en compte les conséquences sur le long terme. La différence de pression atmosphérique et de température entre l'intérieur et l'extérieur d'un bâtiment peut former de la condensation sur les murs. L'accumulation d'humidité transformera votre intérieur en un terrain favorable à la multiplication de bactéries. Outre les effets nocifs de la moisissure sur la santé, sa présence réduit également la durée de vie de votre bâtiment.

En prenant conscience de toute l'énergie et de toutes les ressources naturelles qu'un bâtiment consomme, la plupart des gens prennent le réflexe écologique d'éteindre les lumières ou de baisser la climatisation en été. Mais en tout premier lieu, il est important de se rendre compte de l'ampleur des ressources nécessaires à la construction d'un bâtiment. Si la condensation vient à endommager votre bâtiment, il pourrait y avoir de grosses réparations et restaurations à prévoir, ce qui aura un impact sur votre empreinte carbone et votre portefeuille.

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3. Qu'est-ce qui altère la pression différentielle dans votre bâtiment ?

Trois éléments clés influent sur les différences de pression atmosphérique dans les bâtiments : le vent, le tirage thermique et la ventilation. Les deux premiers ne sont pas maîtrisables, mais avec les données et la technologie adéquates, il est possible de contrôler le troisième pour rééquilibrer l'air dans votre bâtiment. 

Le vent souffle autour des bâtiments, modifiant la pression atmosphérique extérieure et le différentiel de pression. L'air se fait aspirer dans certaines zones et expulsé d'autres. Ce n'est pas forcément inquiétant en soi, mais cela peut devenir particulièrement problématique dans les zones très venteuses - la seule solution étant de se protéger du vent en construisant d'autres bâtiments ou en plantant de grands arbres21

Le tirage thermique, ou effet cheminée, porte bien son nom. Il s'agit d'un phénomène naturel déclenché par les lois de la physique et des gaz. Comme l'air chaud monte, cela augmente la pression atmosphérique dans la partie supérieure du bâtiment22. Ce qui provoque l'expulsion d'un peu d'air. Au fur et à mesure que de l'air s'échappe, cela crée une dépression au bas du bâtiment, provoquant des appels d'air qui font pénétrer de l'air froid. Ce nouvel air frais se réchauffe, ce qui le fait à nouveau monter, et le processus se répète. Mais cet effet a un autre inconvénient. Non seulement vos factures d'énergie et votre empreinte carbone augmenteront car vous devrez constamment chauffer, mais l'air aspiré au bas du bâtiment peut contenir des produits chimiques dangereux comme du radon23

Ces deux phénomènes naturels ne peuvent être évités, mais ils peuvent être contrés par l'utilisation adéquate d'un système de ventilation intelligent. Les systèmes de ventilation mécanique sont conçus pour déplacer l'air vers l'intérieur, vers l'extérieur et autour des bâtiments. Ils sont essentiels au maintien d'un environnement intérieur confortable car ils servent à ajuster les taux de CO2, d'humidité, et la température. Cependant, la plupart des systèmes ne sont pas assez intelligents pour prendre en compte la pression différentielle de l'air. Ils consommeront donc davantage d'énergie pour chauffer ou refroidir l'air aspiré dans le bâtiment, tandis que de l'air tempéré s'en échappe. Une façon de remédier à ce problème serait d'améliorer l'étanchéité des bâtiments. Cependant, cela peut s'avérer extrêmement coûteux, en particulier sur des bâtiments plus anciens24. De plus, dans un bâtiment trop étanche sans système de ventilation adéquat, la qualité de l'air intérieur en pâtira, car l'air vicié ne pourra en sortir. Il est par conséquent primordial de mesurer la pression différentielle et de surveiller la qualité de l'air intérieur pour réagir au moindre déséquilibre afin de maintenir un environnement sain et confortable dans vos bâtiments.

4. Comment gérer la pression différentielle dans votre bâtiment ?

Airthings Balance for Business facilite l'équilibrage de la pression différentielle dans votre bâtiment. En mesurant la pression interne et externe à l'aide de nos capteurs propriétaires et de nos algorithmes basés sur le cloud, nous pouvons vous alerter des différences de pression. Lorsque intégré directement au système de ventilation de votre bâtiment, il peut ajuster dynamiquement le débit d'air pour minimiser la différence de pression. Ce qui vous permettra d'économiser du temps et de l'argent, tout en minimisant votre impact sur l'environnement.

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Références : 

  1. https://www.worldgbc.org/news-media/every-building-planet-must-be-‘net-zero-carbon’-2050-keep-global-warming-below-2°c-new
  2. https://ourworldindata.org/emissions-by-sector
  3. https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/GSR2021_Full_Report.pdf
  4. https://ourworldindata.org/emissions-by-sector
  5. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/press.html
  6. https://www.oxfordlearnersdictionaries.com/definition/english/pressure
  7. https://www.oxfordlearnersdictionaries.com/definition/english/pressure
  8. https://www.mdpi.com/1660-4601/15/2/230/htm
  9. https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1744259111423085
  10. https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/GSR2021_Full_Report.pdf
  11. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.08.039
  12. https://worldgbc.org/news-media/annual-report-2020
  13. https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/GSR2021_Full_Report.pdf
  14. https://worldgbc.org/news-media/annual-report-2020
  15. https://doi.org/10.1016/j.jcps.2013.11.003
  16. https://archive-ouverte.unige.ch/unige:129181
  17. https://worldgbc.org/news-media/annual-report-2020
  18. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360132315301785?casa_token=3MehKz1IeUUAAAAA:RcMRzn6fAOrV9MCSn_VQycFGZ_DSewzqKtFCPi5s_0Xz8aREpWgXXeHx_NmNBXbm7En1UUtwIQ
  19. https://worldgbc.org/news-media/annual-report-2020
  20. https://www.aivc.org/sites/default/files/members_area/medias/pdf/Inive/LBL/LBNL-53356.pdf
  21. https://www.aivc.org/sites/default/files/members_area/medias/pdf/Inive/LBL/LBNL-53356.pdf
  22. https://www.aivc.org/sites/default/files/members_area/medias/pdf/Inive/LBL/LBNL-53356.pdf
  23. https://worldgbc.org/news-media/annual-report-2020
  24. https://patentimages.storage.googleapis.com/ec/61/8c/760eacc3ffcac5/WO2020167133A1.pdf

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