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Programme d’études et de recherche de l’Observatoire de la qualité de l’air intérieur Evaluation de la qualité de l’air intérieur, du confort des occupants et des consommations énergétiques réelles des bâtiments performants en énergie Convention 2009 Rapport final Mickaël DERBEZ, Bruno BERTHINEAU, Valérie COCHET, Murielle LETHROSNE, Cécile PIGNON, Jacques RIBERON, Séverine KIRCHNER Juillet 2011 2/117 3/117 Programme d’études et de recherche de l’Observatoire de la qualité de l’air intérieur Evaluation de la qualité de l’air intérieur, du confort des occupants et des consommations énergétiques réelles des bâtiments performants en énergie Convention 2009 Rapport final Mickaël DERBEZ, Bruno BERTHINEAU, Valérie COCHET, Murielle LETHROSNE, Cécile PIGNON, Jacques RIBERON, Séverine KIRCHNER Université Paris-Est, Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, Département Energie Santé Environnement, Division Santé Rapport ESE_SB/ 2011-068 4/117 Toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle, par quelque procédé que ce soit, des pages publiées dans le présent document, faite sans l’autorisation du CSTB est illicite et constitue une contrefaçon. Seules sont autorisées, d’une part, les reproductions strictement réservées à l’usage du copiste et non destinées à une utilisation collective et, d’autre part, les analyses et courtes citations justifiées par le caractère scientifique ou d’information de l’œuvre dans laquelle elles sont incorporées (Loi du 1er juillet 1992 art. L 122-4 et L 122-5 et Code Pénal art. 425). Toute citation d’extraits ou reproduction doit obligatoirement faire apparaitre la référence de ce document sous la forme : Derbez M. Berthineau B., Cochet V., Lethrosne M., Pignon C., Riberon J. Kirchner S. 2011.Évaluation de la qualité d’air intérieur, du confort des occupants et des consommations énergétiques réelles des bâtiments performants en énergie ; N° ESE-SB / 2011-068, Septembre 2011, Rapport final, CSTB, 117 pages. © 2015 CSTB 5/117 Remerciements Les auteurs de ce rapport souhaitent remercier : - les occupants des sept maisons investiguées pour leur grande disponibilité, leur implication importante et leur participation active à cette étude ; - les laboratoires d’analyses suivants : Laboratoire POLLEM du CSTB pour l’analyse des prélèvements COV et aldéhydes, Laboratoire d’hygiène de la Ville de Paris (LHVP) pour la pesée des filtres PM2.5, Laboratoire DOSIRAD pour l’analyse des prélèvements radon. Publications scientifiques Cette étude a donné lieu à deux publications dans des revues scientifiques à comité de lecture dont les références sont les suivantes : - Mickaël Derbez, Bruno Berthineau, Valérie Cochet, Murielle Lethrosne, Cécile Pignon, Jacques Ribéron, Severine Kirchner, Méthodologie d’évaluation de la qualité d’air intérieur, du confort et des consommations énergétiques des logements performants en énergie. Environnement Risque et Sante, 2012 ; Volume 11, numéro 1, Janvier-Février 2012, pages 40-51. www.jle.com/10.1684/ers.2011.0505 - Mickaël Derbez, Bruno Berthineau, Valérie Cochet, Murielle Lethrosne, Cécile Pignon, Jacques Ribéron, Severine Kirchner, Indoor air quality and comfort in seven newly built, energy-efficient houses in France, Building and Environment, Volume 72, February 2014, Pages 173-187, ISSN 0360-1323, http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2013.10.017 6/117 Résumé Dans le contexte du réchauffement climatique de la planète et des décisions du Grenelle de l’Environnement, un vaste chantier de rénovation énergétique des bâtiments existants et de construction de bâtiments neufs à basse consommation voir à énergie positive est actuellement en cours. En l’absence d’informations relatives à la qualité sanitaire et au confort des occupants de ces bâtiments économes en énergie et dans l’hypothèse de possibles contreperformances, un outil d’évaluation a été élaboré. Testé et optimisé sur sept bâtiments d’habitation économes en énergie récemment construits, cet outil a permis d’évaluer la qualité de l’air intérieur, le confort des occupants et les consommations d’énergie réelles. Il apparaît que ces bâtiments présentant une très faible perméabilité à l’air sont équipés de systèmes spécifiques de ventilation mécanique contrôlée à double flux. Ces systèmes semblent peu robustes vis-à-vis des occupants, complexes à l’usage et contraignants pour leur entretien et leur maintenance. La qualité de l’air intérieur de ces bâtiments en phase d’inoccupation est différente de celle mesurée en situation d’occupation : les teneurs en CO2 et en particules sont plus faibles en l’absence d’occupants et la concentration des polluants chimiques (COVT, COV et aldéhydes) est plus élevée du fait d’un renouvellement d’air insuffisant et du délai restreint entre la fin des travaux et les mesures. En terme de confinement de l’air, la concentration médiane de CO2 en situation d’occupation est au maximum de 811 ppm et par conséquent reste inférieure aux deux seuils (1000 et 1300 ppm) recommandés par le règlement sanitaire départemental type. La qualité de l’air intérieur en phase d’occupation est proche de celle mesurée dans les logements français dans le cadre de la campagne nationale logements pour les particules et le radon mais diffère pour la pollution chimique. En effet les concentrations des COV et des aldéhydes cibles de l’OQAI mesurées dans ces bâtiments peuvent, selon les composés considérés, être jusqu’à 10 fois plus élevées. Ceci pourrait être lié au caractère récent des constructions étudiées dans cette étude. Les occupants sont globalement satisfaits du confort thermique et acoustique de leur habitation bien que des gênes ont été identifiées : air trop sec, surchauffe en été en l’absence de protections solaires extérieures, chauffage avec un poêle cheminée au bois non adapté, bruit lié au fonctionnement du système spécifique de ventilation. Par rapport à la consommation actuelle des résidences principales en France, ces bâtiments présentent des consommations annuelles globales réduites en énergie finale au moins de moitié voire du quart dans certains cas. Par rapport aux exigences énergétiques des labels visés par deux bâtiments, un satisfait à l’exigence du label Passivhaus de consommation maximale tous usages en énergie primaire alors que l’autre ne satisfait pas à l’exigence du label BBC-Effinergie de consommation maximale en énergie primaire des 5 usages réglementaires. Mots clés : outil d’évaluation, bâtiment d’habitation nouveaux performants en énergie, ventilation mécanique double flux, qualité d’air intérieur, confort thermique, confort acoustique, consommation d’énergie, 7/117 Table des matières 1. CONTEXTE ET ENJEUX.............................................................................................. 14 2. OBJECTIFS............................................................................................................ 14 3. RECENSEMENT DES BATIMENTS D’HABITATIONS PERFORMANTS EN ENERGIE ET ETAT DES CONNAISSANCES SUR LA QUALITE DE L’AIR INTERIEUR ................................................... 15 4. OUTIL METHODOLOGIQUE......................................................................................... 15 4.1 Choix des critères de performances ............................................................. 16 4.2 Mesures, prélèvements et analyses de qualité d’air intérieur ...................... 17 4.3 Mesures aérauliques .................................................................................... 18 4.4 Mesures thermiques .................................................................................... 19 4.5 Mesures acoustiques .................................................................................... 19 4.6 Mesures des consommations d’énergie ........................................................ 19 4.7 Questionnaires d’enquetes .......................................................................... 20 4.8 Méthode statistique de traitement des données .......................................... 21 5. MISE EN ŒUVRE DE L’OUTIL METHODOLOGIQUE ............................................................ 22 5.1 Présentation des sept bâtiments investigués ............................................... 22 5.1.1 Recherche des bâtiments ...............................................................................22 5.1.2 Descriptif synthétique des bâtiments et des occupants .......................................22 5.1.3 Principales caractéristiques des bâtiments et des systèmes ................................23 5.1.4 Comparaison des bâtiments sélectionnés avec l’état actuel du parc de bâtiments BBC .............................................................................................................25 5.2 Réalisation des enquêtes ............................................................................. 26 5.3 Suivi des consommations d’énergie ............................................................. 28 6. MESURES AERAULIQUES DES BATIMENTS ..................................................................... 30 6.1 Perméabilité à l’air de l’enveloppe des bâtiments ........................................ 30 6.2 Mesure du taux de renouvellement d’air (TRA) ............................................ 31 6.3 Mesure des débits d’air extrait..................................................................... 33 7. RESULTATS DES MESURES EN INOCCUPATION (VID) ...................................................... 35 7.1 Conditions de prélèvement .......................................................................... 35 7.1.1 Inoccupation des bâtiments ............................................................................35 7.1.2 Equilibre production/dilution/réactions des COVT ..............................................35 7.1.3 Etat de fonctionnement des systèmes de VMC double flux ..................................36 7.1.4 Synthèse par bâtiment...................................................................................36 7.2 Qualité d’air intérieur .................................................................................. 40 7.2.1 Les composés organiques volatils et les aldéhydes ............................................40 7.2.2 Les particules en suspension ..........................................................................44 7.3 Confort acoustique ....................................................................................... 46 8. RESULTATS DES MESURES EN OCCUPATION (ETE ET HIV)............................................... 49 8.1 Fonctionnement des systèmes de VMC double flux ...................................... 49 8/117 8.1.1 Interventions sur les systèmes .......................................................................49 8.1.2 Utilisation des systèmes .................................................................................50 8.1.3 Contrôle des débits d’air extrait ......................................................................51 8.2 Confinement de l’air ..................................................................................... 51 8.3 Qualité d’air intérieur .................................................................................. 54 8.3.1 Les composés organiques volatils totaux ..........................................................55 8.3.2 Les composés organiques volatils et les aldéhydes ............................................56 8.3.3 Les particules en masse .................................................................................64 8.3.4 Les particules en nombre ...............................................................................65 8.3.5 Le radon ......................................................................................................68 8.3.6 Le monoxyde de carbone ...............................................................................70 8.4 Confort thermique ....................................................................................... 71 8.4.1 Etude dynamique saisonnière de la température et de l’humidité relative de l’air ..71 8.4.2 Etude dynamique annuelle de la température de l’air pour BBC3 et PAS3 .............75 8.4.3 Evaluation du confort global ...........................................................................78 8.4.3.1 Température moyenne de rayonnement ...................................................78 8.4.3.2 Température et humidité relative de l’air..................................................79 8.4.3.3 Vitesse de l’air ......................................................................................79 8.4.3.4 Résultats..............................................................................................79 8.4.4 Evaluation du confort local .............................................................................80 8.4.5 Evaluation du confort adaptatif .......................................................................81 8.4.6 Perception du confort thermique par les occupants ............................................83 8.5 Confort acoustique ....................................................................................... 85 8.6 Consommation d’énergie ............................................................................. 87 8.6.1 Par relevé de factures d’énergie ......................................................................87 8.6.2 Par suivi par poste ........................................................................................88 8.6.3 Comparaison des deux méthodes d’évaluation des consommations d’énergie et d’eau ...........................................................................................................91 8.6.3.1 Consommation d’énergie ........................................................................92 8.6.3.2 Consommation d’eau .............................................................................92 8.6.4 Comparaison des consommations d’énergie mesurées par rapport aux exigences énergétiques des labels visés ..........................................................................93 9. CONCLUSION ........................................................................................................ 94 10. BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................... 97 ANNEXES ............................................................................................................ 100 ANNEXE 1 : LECTUDE D’UNE DISTRIBUTION EN BOITE A MOUSTACHES ................................. 101 ANNEXE 2 : DISTRIBUTION EN BOITE A MOUSTACHES DES CONCENTRATIONS EN CO2 PAR PHASE D’OCCUPATION (ETE ET HIV) POUR DEUX PIECES DE CHAQUE HABITATION......................... 102 ANNEXE 3 : DISTRIBUTION EN BOITE A MOUSTACHES DES CONCENTRATIONS EN COVT MESUREES DANS LE SEJOUR DE CHAQUE HABITATION EN PHASE D’OCCUPATION (ETE ET HIV) 104 ANNEXE 4 : SUPERPOSITION DES CONCENTRATIONS HEBDOMADAIRES DES COV ET ALDEHYDES SELON LES SAISONS ET LES BATIMENTS (EN COULEUR) SUR LA DISTRIBUTION DES CONCENTRATIONS DES LOGEMENTS DE LA CAMPAGNE NATIONALE LOGEMENTS DE L’OQAI REPRESENTEE PAR LA BOITE A MOUSTACHE ................................................................ 106 ANNEXE 5 : DISTRIBUTION EN BOITE A MOUSTACHES DES CONCENTRATIONS EN NOMBRE DES PARTICULES PAR LITRE D’AIR MESUREES DANS LE SEJOUR DE CHAQUE HABITATION EN PHASE D’OCCUPATION (ETE ET HIV) .................................................................................. 112 9/117 ANNEXE 6 : DISTRIBUTION EN BOITE A MOUSTACHES DE LA TEMPERATURE DE L’AIR INTERIEUR MESUREE DANS LA CHAMBRE ET DANS LE SEJOUR DE CHAQUE HABITATION EN PHASE D’OCCUPATION (ETE ET HIV) .................................................................................. 114 ANNEXE 7 : DISTRIBUTION EN BOITE A MOUSTACHES DE L’HUMIDITE RELATIVE DE L’AIR INTERIEUR MESUREE DANS LA CHAMBRE ET DANS LE SEJOUR DE CHAQUE HABITATION EN PHASE D’OCCUPATION (ETE ET HIV) ......................................................................... 116 10/117 Liste des tableaux Tableau 4-1 - Stratégie de mesure des paramètres de confinement et de qualité d’air intérieur ..............................................................................................................17 Tableau 4-2 - Stratégie de prélèvement des paramètres de qualité d’air intérieur .........18 Tableau 5-1 – Descriptif synthétique des sept bâtiments d’habitations performants en énergie sélectionnés .............................................................................................22 Tableau 5-2 – Caractéristiques principales des bâtiments et des systèmes ...................24 Tableau 5-3 - Comparaison du mode constructif et du système de chauffage des 7 bâtiments sélectionnés avec les 65 logements individuels de l’Observatoire BBC ..........25 Tableau 5-4 – Date de réalisation des mesures ponctuelles des bâtiments et des enquêtes selon les phases dans les sept habitations retenues ....................................27 Tableau 6-1 – Valeurs de perméabilité à l’air de l’enveloppe des 7 bâtiments communiquées par les propriétaires/constructeurs et comparaison avec les exigences des labels visés. .........................................................................................................30 Tableau 6-2 - Mesure du taux de renouvellement d’air (TRA) des bâtiments (vol/h) selon les vitesses de fonctionnement de la VMC double flux et comparaison avec les valeurs théoriques déterminées à partir des études des BET .................................................32 Tableau 6-3 - Comparaison des mesures de débits d’air extrait dans les pièces de service avec les débits exigés dans les pièces de service par l’arrêté du 24 mars 1982 .............33 Tableau 7-1 – Statistiques descriptives des concentrations en COVT (µg/m3 éq. Toluène) mesurés en phase VID selon les bâtiments ..............................................................41 Tableau 7-2 - Concentrations hebdomadaires (µg/m3) des composés organiques volatils et des aldéhydes mesurées et identifiés en phase VID dans les bâtiments ...................42 Tableau 7-3 – Concentrations hebdomadaires (µg/m3) des composés organiques volatils et des aldéhydes cibles de l’OQAI quantifiés en phase VID dans les bâtiments et indication des concentrations médianes mesurées dans les logements de la campagne nationale logements de l’OQAI ...............................................................................44 Tableau 7-4 – Concentrations massiques des particules PM2,5 (µg/m3) mesurées en phase VID dans les bâtiments et indication de la concentration médiane mesurée dans les logements de la campagne nationale logements de l’OQAI .........................................44 Tableau 7-5 – Concentrations en nombre des particules (particules/litre) inframicroniques [0,3-1µm] et microniques [1-20µm] mesurées en phase VID dans les bâtiments..........45 Tableau 8-1 – Principales interventions effectuées sur les systèmes de VMC double flux au cours des suivis expérimentaux .........................................................................49 Tableau 8-2 – Utilisation du système de VMC double flux pendant les enquêtes en phase d’occupation (ETE et HIV) ......................................................................................50 Tableau 8-3 - Comparaison des débits d’air extrait mesurés dans quelques pièces selon la vitesse de la VMC en situations d’inoccupation et d’occupation ...................................51 Tableau 8-4 – Durée de suivi et données statistiques descriptives des concentrations en CO2 (ppm) mesurées dans chaque bâtiment, selon deux saisons et dans deux pièces ...52 Tableau 8-5 – Comportement des occupants par rapport à l’ouverture de la fenêtre de leur logement selon la saison et les périodes jour/nuit ..............................................53 Tableau 8-6 - Durée de suivi et données statistiques descriptives des concentrations en COVT (µg/m3 équivalent toluène) mesurées le séjour de chaque bâtiment, selon deux saisons ................................................................................................................55 11/117 Tableau 8-7 - Concentrations hebdomadaires (µg/m3) des composés organiques volatils et des aldéhydes mesurées et identifiés en phase ETE et HIV dans les bâtiments occupés (LD : limite de détection, LQ : limite de quantification, LI : limite d’identification fixée à 1 µg/m3) ................................................................................................................57 Tableau 8-8 – Comparaison de la médiane des concentrations des composés organiques volatils et des aldéhydes (µg/m3) mesurées dans la chambre de chaque bâtiment selon deux saisons avec la concentration médiane de la campagne nationale Logements .......62 Tableau 8-9 – Valeur de référence pour les composés organiques volatils et les aldéhydes pour l’air intérieur.................................................................................................63 Tableau 8-10 - Concentrations massiques des particules PM2,5 (µg/m3) mesurées selon les saisons dans les bâtiments et indication de la concentration médiane mesurée dans les logements de la campagne nationale logements de l’OQAI ....................................64 Tableau 8-11 - Valeur guide des PM2,5 définie par l’ANSES et l’OMS pour l’air intérieur ..65 Tableau 8-12 - Durée de suivi et données statistiques descriptives des concentrations en nombre de particules [0,3-1µm[ (nombre par litre d’air) mesurées le séjour de chaque bâtiment, selon deux saisons .................................................................................66 Tableau 8-13 - Durée de suivi et données statistiques descriptives des concentrations en nombre de particules [1-20µm] (nombre par litre d’air) mesurées le séjour de chaque bâtiment, selon deux saisons .................................................................................66 Tableau 8-14 – Caractéristiques principales des mesures et concentration du radon (Bq/m3) mesuré dans deux pièces de chaque bâtiment .............................................68 Tableau 8-15 - Valeurs de référence du radon pour l’air intérieur................................69 Tableau 8-16 – Valeurs de référence à court terme du monoxyde de carbone proposée par l’ANSES pour l’air intérieur ...............................................................................70 Tableau 8-17 - Durée de suivi et données statistiques descriptives de la température de l’air (°C) mesurée dans chaque bâtiment, selon deux saisons et dans deux pièces ........72 Tableau 8-18 - Durée de suivi et données statistiques descriptives de l’humidité relative de l’air (°C) mesurée dans chaque bâtiment, selon deux saisons et dans deux pièces ...73 Tableau 8-19 - Valeur médiane prévisible de sensation thermique (PMV) par bâtiment selon la saison, en semaine et en week-end. ............................................................80 Tableau 8-20 - Pourcentage médian prévisible d’insatisfaits (PPD) par bâtiment selon la saison, en semaine et en week-end. .......................................................................80 Tableau 8-21 – Pourcentages prévisibles de population gêné par la présence de courant d’air en hiver et la différence verticale de température (tête-pied) dans le séjour de chaque bâtiment ..................................................................................................81 Tableau 8-22 - Perception du confort thermique global et des gènes locales par les occupants âgés de plus de 10 ans de tous les bâtiments selon la saison ......................84 Tableau 8-23 – Perception de la température et de l’humidité relative de l’air par les occupants âgés de plus de 10 ans de tous les bâtiments selon la saison ......................84 Tableau 8-24- Comparaison des niveaux sonores mesurés dans la chambre selon la vitesse de la VMC en situations d’inoccupation et d’occupation ...................................85 Tableau 8-25 – Appréciation individuelle de l’ambiance sonore de chaque adulte selon les logements et les saisons au cours de la phase d’occupation .......................................86 12/117 Liste des figures Figure 5-1 - Evolution des demandes de labels BBC-Effinergie dans le neuf en nombre de maisons individuelles par an (non cumulé) selon le bilan des projets neufs BBC-Effinergie au 29 octobre 2010 (www.effinergie.org) ................................................................23 Figure 5-2 – Indicateurs de consommation d’énergie placés dans une armoire électrique (à gauche) et compteur électrique individuel branché entre une lame de chevet et la prise électrique d’une chambre à coucher (à droite) d’un bâtiment .............................28 Figure 6-1 – Mesures des débits d’air extrait (m3/h) des bâtiments selon les vitesses de fonctionnement des systèmes de VMC double flux. ...................................................34 Figure 7-1 - Nombre de particules en suspension (1-20µm) et teneurs en COVT (µg/m3 éq. toluène) mesurées pendant l’enquête en situation d’inoccupation dans le séjour ouvert sur la cuisine de BBC2 .................................................................................38 Figure 7-2 - Teneurs en CO2 (ppm), en COVT (µg/m3 éq. toluène) et nombre de particules en suspension (1-20µm) mesurées pendant l’enquête en situation d’inoccupation dans le séjour ouvert sur la cuisine de BBC3 .......................................38 Figure 7-3 - Teneurs en CO2 (ppm), en COVT (µg/m3 éq. toluène) et nombre de particules en suspension (1-20µm) mesurées pendant l’enquête en situation d’inoccupation dans le séjour ouvert sur la cuisine de PAS1 .......................................39 Figure 7-4 - Teneurs en CO2 (ppm), en COVT (µg/m3 éq. toluène) et nombre de particules en suspension (1-20µm) mesurées pendant l’enquête en situation d’inoccupation dans le séjour ouvert sur la cuisine de PAS2 .......................................39 Figure 7-5 – Teneurs en CO2 (ppm), en COVT (µg/m3 éq. toluène) et nombre de particules en suspension (1-20µm) mesurées pendant l’enquête en situation d’inoccupation dans le séjour ouvert sur la cuisine de PAS3 .......................................40 Figure 7-6 - Mesures des niveaux sonores moyens (dB(A)) dans chaque pièce des bâtiments selon les vitesses de fonctionnement des systèmes de VMC ........................46 Figure 7-7 - Mesures des niveaux sonores moyens (dB(A)) dans chaque pièce des bâtiments selon les vitesses de fonctionnement des systèmes de VMC ........................47 Figure 8-1 – Superposition des concentrations moyennes hebdomadaires du CO2 (ppm) mesurées dans la chambre des habitations (en couleur) sur la distribution des concentrations des logements de la campagne nationale Logements de l’OQAI représentée par la boite à moustaches ....................................................................54 Figure 8-2 – Concentrations hebdomadaires médianes des COVT (µg/m3 équivalent toluène) mesurés dans le séjour des habitations en fonction des saisons et comparaison avec la valeur cible allemande (Les tirets représentent les incertitudes de mesure de l’appareil) ............................................................................................................56 Figure 8-3 - Concentrations hebdomadaires (µg/m3) des composés organiques volatils et des aldéhydes mesurées en été dans la chambre de chaque bâtiment. (* : concentration exprimée en équivalent toluène, les tirets représentent les incertitudes de mesure estimées à 20%) ..................................................................................................60 Figure 8-4 - Concentrations hebdomadaires (µg/m3) des composés organiques volatils et des aldéhydes mesurées en hiver dans la chambre de chaque bâtiment. (* : concentration exprimée en équivalent toluène, les tirets représentent les incertitudes de mesure estimées à 20%) .......................................................................................60 Figure 8-5 – Rapport de la concentration médiane mesurée dans l’étude sur la concentration médiane de la CNL pour chaque composé cible et pour chaque habitation. ..........................................................................................................................62 13/117 Figure 8-6 - Superposition des concentrations massiques des PM2,5 (µg/m3) mesurées dans le séjour ouvert sur la cuisine des habitations (en couleur) sur la distribution des concentrations des logements de la campagne nationale Logements de l’OQAI représentée par la boite à moustaches ....................................................................65 Figure 8-7 - Concentrations médianes du nombre de particules [0,3-1µm[ (nombre par litre d’air) mesurés dans le séjour des habitations en fonction des saisons (Les tirets représentent les incertitudes de mesure de l’appareil) ...............................................67 Figure 8-8 - Concentrations médianes du nombre de particules [1-20µm] (nombre par litre d’air) mesurés dans le séjour des habitations en fonction des saisons (Les tirets représentent les incertitudes de mesure de l’appareil) ...............................................68 Figure 8-9 - Superposition des concentrations de radon (Bq/m3) mesurées dans le séjour ouvert sur la cuisine et la chambre des habitations (en couleur) sur la distribution des concentrations des logements de la campagne nationale Logements de l’OQAI représentée par la boite à moustaches ....................................................................69 Figure 8-10 - Superposition des températures moyennes hebdomadaires (°C) mesurées dans la chambre des habitations (en couleur) sur la distribution des concentrations des logements de la campagne nationale Logements de l’OQAI représentée par la boite à moustaches .........................................................................................................74 Figure 8-11 - Superposition des humidités relatives moyennes hebdomadaires (°C) mesurées dans la chambre des habitations (en couleur) sur la distribution des concentrations des logements de la campagne nationale Logements de l’OQAI représentée par la boite à moustaches ....................................................................74 Figure 8-12 – Pourcentage mensuel de dépassement de la température mesurée en présence des occupants dans trois pièces ( ) de BBC3 en 2010 par rapport au seuil d’inconfort d’hiver (graphique du haut) et au seuil d’inconfort d’été (graphique du bas). ..............................................................................................76 Figure 8-13 - Pourcentage mensuel de dépassement de la température mesurée en présence des occupants dans trois pièces ( ) de PAS3 en 2010 par rapport au seuil d’inconfort d’hiver (graphique du haut) et au seuil d’inconfort d’été (graphique du bas). ..............................................................................................77 Figure 8-14 – Mesures ponctuelles de température (°C) dans 2 pièces de chaque bâtiment selon les périodes d’occupation ( ) ....................79 Figure 8-15 – Mesure de la vitesse d’air (m/s) au centre du séjour ouvert sur la cuisine à 1,20m de hauteur pour différentes vitesses de la VMC double flux ..............................79 Figure 8-16 – Application du confort adaptatif selon la norme EN 15251 dans différentes pièces des bâtiments BBC3 et PAS3 en période estivale (juin-septembre 2010) et en situation d’occupation et indication des classes de confort .........................................82 Figure 8-17 – Consommations annuelles d’énergie finale par m2 SHAB (tous usages confondus) par relevé de factures pour chaque bâtiment et comparaison avec la consommation annuelle en énergie finale des résidences principales françaises (ADEME, 2010)..................................................................................................................88 Figure 8-18 – Consommations par poste mesurées en 2010 pour BBC3 et exprimées en kWh/m2 SHON en énergie primaire .........................................................................89 Figure 8-19 - Consommations par poste mesurées en 2010 pour PAS3 et exprimées en kWh/m2 SHON en énergie primaire .........................................................................89 Figure 8-20 - Consommations d’énergie primaire de BBC3 et PAS3 par poste sur l’année 2010 exprimées en kWh/m2SHON et en pourcentage ................................................91 14/117 1. CONTEXTE ET ENJEUX Suite au dernier rapport du GIEC (GIEC 2007) confirmant le réchauffement climatique et compte tenu de l’urgence de la situation et des conséquences potentielles de ce réchauffement, le Grenelle de l’Environnement (Grenelle de l’Environnement 2008) a prévu la mise en œuvre d’un chantier très ambitieux de rénovation énergétique des bâtiments existants. Il a lancé un programme de rupture technologique sur le bâtiment neuf visant à généraliser les bâtiments à énergie positive en 2020 et à avoir, à l’horizon 2012, au moins un tiers des bâtiments neufs à basse consommation ou à énergie positive. En l’absence d’informations relatives à la qualité de l’air intérieur et au confort des occupants de ces bâtiments économes en énergie, des interrogations subsistent quant à l’existence de possibles contre-performances c’est-à-dire de bâtiments pour lesquels la performance énergétique aurait été atteinte au détriment de la qualité sanitaire du bâtiment et du bien-être des occupants. Ainsi un des enjeux de ces bâtiments performants en énergie est de concilier les économies d’énergie avec une qualité de l’air satisfaisante et le bien-être des occupants. En l’absence d’éléments de réponses et afin de répondre à cette question de santé publique, le CSTB a proposé d’élaborer un outil d’évaluation de la qualité de l’air intérieur, du confort des occupants et des consommations d’énergie des bâtiments économes en énergie dans le cadre de son programme de recherche « Bâtiment & Santé » 2008 et 2009. Cette étude de recherche se poursuit actuellement dans le cadre du programme d’actions Logements de l’Observatoire de la Qualité de l’Air Intérieur. 2. OBJECTIFS Dans le cadre du programme d’actions 2009-2010 de l’OQAI, cette étude a permis de : - - faire un recensement des bâtiments d’habitations performants en énergie en France et réaliser l’état des connaissances sur la qualité de l’air intérieur dans les bâtiments économes en énergie ; élaborer un outil méthodologique permettant l’évaluation de la qualité de l’air intérieur, du confort des occupants et des consommations d’énergie réelles des bâtiments d’habitation économes en énergie et le tester sur quelques bâtiments. 15/117 3. RECENSEMENT DES BATIMENTS D’HABITATIONS PERFORMANTS EN ENERGIE ET ETAT DES CONNAISSANCES SUR LA QUALITE DE L’AIR INTERIEUR Un recensement des bâtiments performants en énergie en France ainsi qu’une synthèse des connaissances sur la qualité de l’air dans les logements basse consommation ont été réalisés en décembre 2008. Le recensement s’est attaché aux constructions neuves ou récentes, à usage d’habitation, conformes à la RT 2005 et répondant au niveau « Bâtiment basse consommation énergétique – BBC 2005 » du label « haute performance énergétique » définit dans l'arrêté du 8 mai 2007 relatif au contenu et aux conditions d'attribution du label « haute performance énergétique et publié au J.O. du 15 mai 2007. Ces constructions doivent être labélisées ou en cours de certification d’un des trois labels de performance énergétique suivant : BBC-Effinergie, MINERGIE ou Passivhaus. En l’absence de base de données fiables pour les trois certifications et selon les sources d’informations consultées, le nombre total de bâtiments d’habitations performants en énergie et ayant obtenus un des trois labels énergétiques au 31 décembre 2008 était égal à 61. Parmi ces derniers, la proportion de constructions BBC-Effinergie est prédominante par rapport aux deux autres labels. La tendance semble s’accélérer car au 20 mai 2010, l’association collectif Effinergie indiquait que le nombre de certification BBC-Effinergie concernait 557 maisons individuelles et groupées, 1301 logements collectifs et 3 immeubles tertiaires. La synthèse bibliographique a montré que les publications relatant des mesures de paramètres de pollution dans des bâtiments économes en énergie sont très peu nombreuses et qu’elles ne sont réalisées que sur un nombre limité de bâtiment rendant impossible la généralisation des résultats sur le parc de ces bâtiments. Il apparaît de plus que les méthodes d’évaluation de la qualité de l’air intérieur diffèrent d’une étude à l’autre rendant impossible la comparaison des résultats entre-eux. Parmi les références bibliographiques identifiées figurent : Feist et Werber (1994), Zgraggen et al. 2006, Dalang et Bianco (2006), Zeiler (2008) et Balvers et al. (2008). 4. OUTIL METHODOLOGIQUE L’outil méthodologique est mis en œuvre dans chaque bâtiment, sur une semaine, selon trois phases : - en phase d’inoccupation - VID (après réception du bâtiment et avant l’arrivée des occupants) ; - en phase d’occupation en été - ETE (entre juin et septembre) ; - en phase d’occupation en hiver – HIV (entre novembre et février de l’année suivante). 16/117 La qualité de l’air intérieur est investiguée sur les trois phases alors que le confort des occupants est évalué uniquement en situation d’occupation. L’évaluation des consommations d’énergie est réalisée sur un an. Il faut faire remarquer que pendant la période entre la réception du bâtiment (dont la définition n’est pas très précise) et l’emménagement des occupants, de nombreux travaux intérieurs sont souvent réalisés (travaux de peinture, aménagement d’une cuisine, …). Certains travaux peuvent même être réalisés après l’arrivée des occupants. 4.1 CHOIX DES CRITERES DE PERFORMANCES Les indicateurs de qualité d’air intérieur ont été sélectionnés à partir de ceux mesurés dans le cadre de la campagne nationale Logements de l’OQAI (Kirchner et al., 2006) et ayant fait préalablement l’objet d’une hiérarchisation sanitaire. Parmi les trente substances mesurées, les mesures des allergènes de chats, de chiens et d’acariens, de l’activité volumique du rayonnement gamma et du CO expiré ont été écartées. Les vingt-six paramètres retenus sont : - le CO2 (indicateur de confinement), - la température et de l’humidité relative de l’air (paramètres de confort), 16 composés organiques volatils (1,2,4-triméthylbenzène ; 1,4dichlorobenzène ; 1-méthoxy-2-propanol et son acétate ; 2-butoxyéthanol et son acétate ; Benzène ; Ethylbenzène ; m/p-xylènes ; n-décane ; n-undécane ; oxylène ; Styrène ; Tétrachloroéthylène ; Toluène ; Trichloroéthylène), - 4 aldéhydes (Acétaldéhyde ; Acroléine ; Formaldéhyde ; Hexaldéhyde), le CO environnemental (si présence d’un appareil de chauffage à combustion) - les particules en masse (PM2.5) - le radon. Enfin, dans le but d’approfondir les connaissances sur l’évolution temporelle des teneurs en polluants et après avoir vérifié la faisabilité technique, des suivis en continu de la teneur en COVT et en nombre de particules sont effectués. Le confort thermique est déterminé notamment, selon la norme NF EN ISO 7730 (AFNOR, 2006), d’une part par le calcul des indices PMV (vote moyen prévisible, en anglais predicted mean vote) et PPD (pourcentage prévisible d'insatisfaits, en anglais predicted percentage dissatisfied) et d’autre part par les critères de confort thermique local. Le confort adaptatif sera déterminé pour quelques bâtiments selon la norme NF En 15251 (AFNOR 2007). 17/117 Le confort acoustique est appréhendé par la mesure du niveau sonore des bruits provenant des équipements ou des systèmes de l’habitation et en particulier du système de ventilation mécanique contrôlée (transmission du bruit par les conduits, bruits de soufflage ou d’extraction au niveau des bouches,…) pouvant gênés les occupants. L’évaluation des consommations d’énergie est réalisée pour toutes les habitations sur un an, à partir des relevés des index de consommations à partir de la date d’emménagement. Un suivi régulier des consommations d’énergie par poste (chauffage, refroidissement, ECS, Eclairage, auxiliaires) est réalisé pour deux habitations. 4.2 MESURES, PRELEVEMENTS INTERIEUR ET ANALYSES DE QUALITE D’AIR Les mesures et les prélèvements des paramètres de qualité d’air intérieur sont réalisés, pour chaque phase d’investigation, dans deux pièces du logement: - la chambre à coucher des référents du ménage (chambre) ; - le séjour ouvert sur la cuisine (C_US). Les appareils de mesure et de prélèvement sont placés dans des portoirs sécurisés et lestés afin d’assurer leur protection et celle des personnes du logement. Les appareils de mesure type enregistreurs de données permettent de suivre pendant une semaine, sur différents pas de temps, l’évolution temporelle du niveau de confinement (CO2), des concentrations en CO, en COVT et du nombre de particules en suspension dans l’air (Tableau 4-1). Tableau 4-1 - Stratégie de mesure des paramètres de confinement et de qualité d’air intérieur Paramètre Principe de mesure Fréquence et durée de mesure Nombre et lieu du point de mesure CO Cellule électrochimique en continu pendant 1 semaine 1 dans pièce si présence d’un appareil de chauffage à combustion CO2 Capteur infra-rouge COVT Détecteur à Photo Ionisation Particules en nombre Compteur optique 1 dans chambre 1 dans C_US en continu pendant 1 semaine 1 dans C_US 1 dans C_US 18/117 Des prélèvements sont réalisés en parallèle des mesures puis sont envoyés en laboratoires d’analyses pour déterminer les concentrations en COV et aldéhydes dans l’air, la concentration massique en particule (PM2,5 ou particules de diamètre inférieur à 2,5 µm) et la concentration du radon dans l’air (Tableau 4-2). Tableau 4-2 - Stratégie de prélèvement des paramètres de qualité d’air intérieur Paramètre Mode de prélèvement Fréquence et durée de mesure Nombre et lieu du point de mesure COV et aldéhydes prélèvements passifs intégré sur une semaine 1 COV et 1 aldéhyde dans chambre prélèvements passifs intégré sur deux mois minimum entre les deux phases d’investigation en situation d’occupation 1 dans chambre 1 dans C_US Prélèvement actif sur filtre intégré et séquencé sur la semaine en présence des occupants 1 dans C_US Radon Particules en masse (PM2,5) 4.3 MESURES AERAULIQUES Les débits d’air (m3/h) sont mesurés au moyen d’un Swemaflow SW233 à fils chaud au niveau des bouches d’extraction. En parallèle, une mesure de température (°C) et de vitesse d’air (m/s) aux niveaux des bouches de soufflage est réalisée avec un thermo-anémomètre KIMO. Les mesures de débits d’air, de température et de vitesse d’air sont réalisées pour toutes les vitesses de fonctionnement du ventilateur du système de ventilation mécanique contrôlée. Les taux de renouvellement d’air sont mesurés par une méthode active basée sur la décroissance de la concentration d’un gaz traceur (SF6) préalablement injecté dans le local. L'appareil de mesure commandé par un PC est un analyseur de gaz multivoies composé d'un moniteur multigaz B&K Type 1302 et d'un échantillonneur et doseur multipoint B&K Type 1303. Les mesures de taux de renouvellement d’air sont réalisées dans deux pièces (C_US ou séjour ouvert sur la cuisine et chambre du référent du ménage) ouvrants fermés pour toutes les vitesses de fonctionnement du ventilateur du système de ventilation ainsi qu’à l’arrêt de ce dernier dans des conditions minimales de ventilation. 19/117 4.4 MESURES THERMIQUES Le suivi de la température (°C) et de l’humidité relative de l’air (%) est assuré par une sonde thermohydrométrique (Hygrolog – Rotronic) en continu sur un pas de temps de 10 minutes. Les mesures sont réalisées exclusivement en phase d’occupation (ETE et HIV) pour appréhender le confort des occupants. Deux pièces de l’habitation sont instrumentées : le C_US et la chambre. Pour chaque pièce instrumentée, 3 sondes sont placés à trois hauteurs par rapport au sol à: - 18 cm (au niveau des chevilles) - 75 cm (au niveau du nombril d’une personne assise) - 120 cm (au niveau de la tête d’une personne assise) Des mesures ponctuelles sont également réalisées pour déterminer : - la vitesse (m/s), la température (°C) et l’intensité de turbulence de l’air (%) à trois hauteurs différentes. Ces paramètres sont mesurés à l’aide d’un anémomètre à faible vitesse Dantec type 54N50 sur une durée de 3 minutes - la température moyenne de rayonnement à 120 cm de hauteur au centre du C_US et de la chambre à l’aide d’un thermomètre à globe gris sur une durée de 30 minutes. 4.5 MESURES ACOUSTIQUES Les niveaux sonores moyens sont mesurés à l’aide d’un sonomètre Center 322 dans la gamme de mesure 30-80 dB(A) sur une durée de 2 minutes avec un pas de temps d’une seconde pendant la phase d’inoccupation (VID). Chaque pièce de l’habitation a fait l’objet d’une série de mesures lorsque le système de ventilation mécanique contrôlée était arrêté et une fois remis en marche, pour toutes les vitesses de fonctionnement du ventilateur. En parallèle, une mesure de bruit extérieur est réalisée. 4.6 MESURES DES CONSOMMATIONS D’ENERGIE Les consommations d’énergie sont mesurées sur une année entière d’occupation et devraient inclure les deux phases d’investigation en occupation (ETE et HIV). Pour tous les bâtiments investigués, la consommation énergétique globale est déterminée à partir des relevés de factures d’énergie (électricité et gaz). Pour deux bâtiments, la consommation énergétique individuelle par poste pris en compte dans chaque référentiel est suivie. Les postes suivis sont : - le système de chauffage thermique conventionnel (chaudière) s’il existe, - le système de ventilation mécanique contrôlée, 20/117 - le système de production d’eau chaude sanitaire électrique (ballon électrique) ou l’appoint électrique du système de production solaire, le système d’éclairage par plafonniers ou appliques. Les consommations des systèmes d’éclairage branchés sur prises électriques (lampes halogènes, lampes de chevet, de bureau,…) sont mesurées grâce à des indicateurs de consommation individuels utilisant une technologie sans fil (radio). - La consommation de l’électroménager est déterminée par différence entre la consommation globale et la consommation par postes. Des indicateurs de consommation électrique (Tywatt 40) sont positionnés dans l’armoire électrique et des compteurs d’énergie thermique sont installés en sortie de production d’eau chaude sanitaire. Ces éléments ainsi que les compteurs individuels sur prises électriques sont reliés à une centrale d’acquisition de données (iRio de Napac/Schneider) placée dans l’armoire électrique et les flux de données sont quotidiennement télétransmis au CSTB via le réseau GSM. Afin d’estimer le confort des occupants et de connaitre la nature du climat auquel est soumis le bâtiment des sondes de température sont installées. Une sonde intérieure est placée dans la pièce principale de vie et une sonde extérieure, à l’abri de la pluie et de l’ensoleillement. Ces sondes utilisent une technologie de transmission des données sans fil (radio). 4.7 QUESTIONNAIRES D’ENQUETES Deux types de questionnaires ont été élaborés : - des questionnaires remplis par le technicien enquêteur, - des questionnaires auto-administrés que les occupants rempliront. Les différents questionnaires à renseigner par habitation sont au nombre de quatre et se composent : - d’un questionnaire descriptif s’attachant notamment à décrire le plus précisément possible le bâtiment d’habitation, ses pièces, ses équipements et systèmes (système de ventilation, de chauffage, de production d’eau chaude sanitaire, d’éclairage, dispositifs assurant le confort d’été,…) et son occupation (composition du ménage, date d’emménagement et travaux réalisés et modifications apportées depuis, critères de choix des produits de décoration, présence de fumeurs,…). Une approche systémique et fonctionnelle des équipements et systèmes du bâtiment a été volontairement utilisée et permet de décrire ces éléments de leur conception, mise en œuvre, usage ou gestion de l’occupant, régulation ou programmation jusqu’à leur entretien et maintenance. Ce questionnaire est rempli lors de la première visite de l’habitation par le technicien enquêteur si besoin avec l’aide de la personne de référence du ménage ou du maître d’œuvre, 21/117 - d’un questionnaire rétrospectif par phase à remplir à la fin de chaque phase d’investigation (VID, ETE et HIV) par le référent du ménage. Ce questionnaire fait état, lors de la semaine d’enquête, de l’occupation du logement, des paramètres de ventilation et d’aération et de la survenue d’activités domestiques pouvant engendrées l’émission de polluants (présence de fumeurs, utilisation d’un chauffage à combustion, travaux de décoration, activités de nettoyage et de cuisson,…), - d’un questionnaire rétrospectif interphase à remplir au commencement de la phase d’investigation en situation d’occupation (ETE et HIV) par le référent du ménage. Ce questionnaire permet d’identifier toutes les modifications apportées au logement dans la période séparant deux phases d’investigations successives (modification du réglage du système de ventilation, travaux et aménagements intérieurs effectués, mobiliers neufs installés,…), - d’un questionnaire perceptif à remplir à l’achèvement des phases d’investigation en situation d’occupation (ETE et HIV) par tous les occupants (âgés de plus de 10 ans) du ménage. Ce questionnaire vient en complément des mesures et prélèvements réalisés et permet d’appréhender la perception individuelle de la qualité de l’air, du confinement, du confort olfactif, thermique, acoustique et de l’éclairage de chaque occupant de l’habitation. 4.8 METHODE STATISTIQUE DE TRAITEMENT DES DONNEES La description des paramètres mesurés et calculés, s’appuie sur : les distributions empiriques avec les quartiles et autres quantiles, le paramètre de position et de dispersion : moyenne, écart type empirique et intervalle interquartile, une représentation graphique en histogramme, une représentation graphique en boîte à moustaches, L’étude statistique des paramètres mesurés et calculés pour les deux périodes (Eté/Hiver) et pour les deux pièces (chambre/séjour) a été réalisée, sur chaque bâtiment, par le test de Kruskal Wallis, test non paramétrique, de comparaison de moyennes des rangs des observations dans les différents échantillons. N’ayant aucun a priori sur le sens de la différence, le test a été utilisé de manière bilatéral avec un niveau de significativité de 95%. 22/117 5. MISE EN ŒUVRE DE L’OUTIL METHODOLOGIQUE 5.1 PRESENTATION DES SEPT BATIMENTS INVESTIGUES 5.1.1 RECHERCHE DES BATIMENTS Du fait du nombre limité de bâtiments performants en énergie recensés, les critères de sélection ont été élargis aux bâtiments en cours de construction et engagés dans une démarche de certification d’un des trois labels de performance énergétique. En l’absence de bases de données regroupant ce type de projets de construction, un travail de recherche a été réalisé en interne au CSTB et en externe, auprès du réseau scientifique spécialiste de la qualité de l’air intérieur et à l’occasion de journées scientifiques réunissant notamment des bureaux d’études ou des architectes sensibles à la thématique ou bien lors des 5èmes journées « portes ouvertes » de la maison passive en novembre 2008 auprès des propriétaires de ce type de maison. Suite à cette recherche, sept bâtiments d’habitation ont été identifiés en décembre 2008 et les accords écrits pour la participation à la mise en œuvre de l’outil méthodologique ont été obtenus soit directement auprès des propriétaires, soit indirectement en passant par les constructeurs lorsque le nom des propriétaires était inconnu. 5.1.2 DESCRIPTIF SYNTHETIQUE DES BATIMENTS ET DES OCCUPANTS Il s’agit exclusivement de maisons individuelles isolées, localisées dans quatre régions et deux des trois zones thermiques françaises (Tableau 5-1). Tableau 5-1 – Descriptif synthétique des sept bâtiments d’habitations performants en énergie sélectionnés Code bâtiment Région et zone climatique Date réception Date emménagement Labellisation énergétique Caractéristiques des occupants Taux occupation1 BBC2 Centre H1b mars 2008 mai 09 BBC-Effinergie obtenu Locataire 0,75 BBC3 Pays de Loire H2b juin 09 juillet 09 BBC-Effinergie en cours PAS1 Ile de France H1a juin 09 septembre 09 Passivhaus obtenu PAS2 Ile de France H1a décembre 09 mars 10 Passivhaus en cours PAS3 Pays de Loire H2b juin 09 aout 09 conforme aux critères Passivhaus juillet 09 septembre 09 novembre 09 en attente de location PRI1 Rhône-Alpes H1c PRI2 1) Taux d’occupation = nb de personnes/nb de pièces principales 14 cibles HQE et conforme aux critères Passivhaus Architecte concepteur/propriétaire /occupant Architecte concepteur/propriétaire /occupant Ingénieur concepteur/propriétaire /occupant Architecte concepteur/propriétaire /occupant 0,67 0,67 0,67 0,40 Ingénieur propriétaire/occupant 0,80 Non occupé - 23/117 La majorité des habitations ont été réceptionnées entre juin et décembre 2009 puis emménagées entre 1 et 4 mois après. Le bâtiment BBC2 qui est le plus « ancien », est resté vide pendant 15 mois. Deux habitations sont actuellement labélisées (BBC2 et PAS1) et deux sont en cours de labellisation (BBC3 et PAS2). Les trois bâtiments restants sont conformes aux référentiels du label Passivhaus et deux d’entre eux répondent à l’ensemble des critères Haute Qualité Environnementale (PRI1 et PRI2). Il apparaît que la majorité de ces logements (sauf BBC2 et PRI2) ont été conçus et sont occupés par des architectes/ingénieurs particulièrement motivés et précurseurs de ce type de bâtiment. Ils sont impliqués dans toutes les phases du projet (recherche des matériaux et des systèmes, des artisans,…) jusqu’au suivi du chantier de construction. Le taux d’occupation variant entre 0,40 et 0,80 est inférieur ou égal à la médiane calculée dans le cadre de la campagne nationale Logements de l’OQAI (0,80) (Lucas et al, 2009) ce qui indique que ces logements sont plutôt sous-occupés. Ainsi les 7 bâtiments font partie des tous premiers bâtiments performants en énergie à avoir été construits en France par des personnes particulièrement militantes. Comme l’indique la Figure 5-1, la sélection de ces bâtiments s’est opérée à un moment où le nombre de demandes de label BBC Effinergie était faible et sans équivoque avec celui atteint en 2010 (13 fois plus de demandes qu’en 2008). Sélection des 7 bâtiments Figure 5-1 - Evolution des demandes de labels BBC-Effinergie dans le neuf en nombre de maisons individuelles par an (non cumulé) selon le bilan des projets neufs BBC-Effinergie au 29 octobre 2010 (www.effinergie.org) 5.1.3 PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DES BATIMENTS ET DES SYSTEMES Le Tableau 5-2 présente les principales caractéristiques des bâtiments et des systèmes. La plupart des bâtiments sont en ossature bois sauf BBC2 construit en Monomur. L’isolation est tantôt constituée de laine de verre, tantôt de ouate de cellulose, 24/117 Tableau 5-2 – Caractéristiques principales des bâtiments et des systèmes Code bâtiment Mode constructif Nature isolant VMC Double flux Chauffage Eau chaude sanitaire (ECS) Choix matériaux et produits limitant la pollution de l’air BBC2 Monomur Laine de verre Statique avec échangeur Pompe à chaleur (PAC) Chauffe eau thermodynamique non Mur bois brut BBC3 Ossature bois Ouate de cellulose, laine et fibre de bois Statique avec échangeur 1 poêle cheminée + qq convecteurs Production solaire appoint électrique Isolation naturelle Peinture minérale Parquet huilé en usine PAS1 Ossature bois Ouate de cellulose, laine et fibre de bois Système multifonction compact (PAC- ECS Solaire) + convecteurs Mur bois brut Isolation naturelle Peinture sans solvant Panneau bois avec colle PUR PAS2 Ossature bois Ouate de cellulose, laine et fibre de bois Système multifonction compact (PAC- ECS Solaire) avec puits canadien Isolation naturelle Peinture minérale + 1 poêle cheminée Dalle pierre + qq convecteurs Parquet huilée écologique Isolation naturelle PAS3 Ossature bois Ouate de cellulose, laine et fibre de bois Statique avec échangeur 1 poêle cheminée + qq convecteurs Chauffe-eau électrique Peinture minérale Parquet huilé en usine Plaque plâtre « épuratrice » PRI1 Ossature bois Laine de verre Thermodynamique (échangeur + PAC) PRI2 Ossature bois Laine de verre Bois mur autoclave sans As, Cr Production solaire appoint électrique Colle sans solvant revêtement sol Plaque de plâtre « épuratrice » 25/117 de laine et de fibre de bois. La ventilation est assurée systématiquement par une VMC double flux avec échangeur de chaleur. Dans les bâtiments PAS1 et PAS2, les fonctions de ventilation, chauffage et production d’eau chaude sanitaire sont assurés par un système multifonction compact intégrant une mini pompe à chaleur et un système de production d’eau chaude sanitaire solaire avec appoint électrique. Dans les autres bâtiments, le chauffage se fait soit par un poêle cheminée à bois, soit par une pompe à chaleur. Quelques convecteurs électriques sont installés dans les pièces humides. L’eau chaude sanitaire peut être produite par une pompe à chaleur, par un ballon électrique ou par des panneaux solaires. Enfin, hormis BBC2, tous les propriétaires ont souhaité limiter les sources de pollution de l’air intérieur en choisissant les matériaux et produits les moins émissifs. Leur choix reste subjectif en l’absence des fiches de données environnementales et sanitaires pour la plupart des produits. Certains ont utilisé des bois bruts non traités, de la colle PUR (sans formaldéhyde) pour le bois, des peintures minérales sans solvant, des isolants naturels. D’autres ont installé des plaques de plâtre dites « épuratrices ». 5.1.4 COMPARAISON DES BATIMENTS SELECTIONNES AVEC L’ETAT ACTUEL DU PARC DE BATIMENTS BBC L’ObservatoireBBC (http://www.observatoirebbc.org) a publié le 25 novembre 2010 une série d’indicateurs réalisés à partir de 104 projets de bâtiments économes en énergie dont 65 logements individuels. La comparaison de la répartition des systèmes constructifs et des systèmes de chauffage des 7 bâtiments sélectionnés dans cette étude et des 65 logements individuels de l’ObservatoireBBC montre qu’il y a de fortes disparités (Tableau 5-3). Tableau 5-3 - Comparaison du mode constructif et du système de chauffage des 7 bâtiments sélectionnés avec les 65 logements individuels de l’Observatoire BBC Caractéristiques des 7 bâtiments sélectionnés dans cette étude Mode constructif Système de chauffage 86 % ossature bois 14% Monomur 57 % Pompe à chaleur 43 % poêle à bois Caractéristiques des 65 bâtiments d’habitation individuels 26 % brique 25% ossature bois 22% parpaings 21% Monomur 6% autres 63% Chaudière condensation 26% Pompe à chaleur 5% Chaudière bois 3% Chaudière basse température 1,5% poêle à bois 1,5% autre Ainsi les sept bâtiments de cette étude sont atypiques au regard du parc actuel existant des bâtiments performants en énergie. 26/117 5.2 REALISATION DES ENQUETES Sur les sept habitations retenues, une seule (BBC2) était achevée en 2008 et les six autres, en cours de construction, devaient être achevées au premier trimestre 2009. Les dates de livraison ont été repoussées de plusieurs mois du fait de la survenue d’inévitables contretemps sur les chantiers de construction liés à des problèmes de synchronisation des différents corps de métiers, à l’installation et au réglage des équipements, à des imprévus, etc. Ces retards additionnés à l’attente de l’obtention de l’accord des constructeurs et des occupants des habitations ont décalé les enquêtes de la phase d’investigation estivale 2009 à l’été 2010. L’outil méthodologique a ainsi été testé entre le mois d’avril 2009 et le mois de juillet 2010 sur les sept bâtiments (Tableau 5-4). Sa mise en œuvre s’est déroulée sans difficulté particulière du fait de l’expérience de l’équipe technique du CSTB mais aussi grâce à l’implication forte de la majorité des propriétaires/occupants ayant accepté de participer à l’étude. Au final, l’outil a été mis en œuvre : - - intégralement sur cinq habitations (BBC2, BBC3, PAS1, PAS2 et PAS3) selon les 3 phases, partiellement pour une habitation (PRI1) pour les 2 phases d’occupation car l’enquête en phase d’inoccupation n’a malheureusement pas pu être planifiée à temps avant l’emménagement des occupants. Pour la dernière habitation (PRI2), une version simplifiée de l’outil méthodologique a été mis en œuvre mais en l’absence actuelle de locataire, seule la phase d’inoccupation a été réalisée. Idéalement les mesures aérauliques et les mesures du niveau sonore devaient être réalisées en phase d’inoccupation avant l’arrivée des occupants. Ceci a été le cas pour BBC3 et PAS1 et partiellement pour BBC2 (la mesure du taux de renouvellement ayant été réalisée en occupation). Pour les autres bâtiments, ces mesures ont été réalisées en situation d’occupation pour des raisons techniques et logistiques. 27/117 Tableau 5-4 – Date de réalisation des mesures ponctuelles des bâtiments et des enquêtes selon les phases dans les sept habitations retenues Mesures ponctuelles Code bâtiment Taux de renouvellement d’air Débits d’air extrait Niveaux sonores BBC2 26 janvier 2010 23 avril 2009 BBC3 22-23 juillet 2009 PAS1 Phase VID Phase ETE Phase HIV 9-23 avril 2009 9 au 16 avril 2009* 16 au 23 avril 2009 27 juillet au 3 aout 2009 26 janvier au 2 février 2010 22-23 juillet 2009 15-22-23 juillet 2009 15 au 22 juillet 2009 25 août au 1er septembre 2009 12 au 19 février 2010 17-18 juin 2009 17-18-25 juin 2009 18-25 juin 2009 18 au 25 juin 2009 13 au 20 octobre 2009 8 au 15 février 2010 PAS2 9 mars 2010 15 décembre 2009 9 mars -17 juin 2010 9-16 mars 2010 15 au 22 décembre 2009 17 au 24 juin 2010 9 au 16 mars 2010 PAS3 15-16 juillet 2009 16-23 juillet 2009 16 juillet 2009 22 au 29 juin 2009 26 août au 2 septembre 2009 12 au 19 février 2010 PRI1 12 janvier 2010 12 janvier – 8 juillet 2010 1-8 juillet 2010 enquête non réalisée 1 au 8 juillet 2010 12 au 19 janvier 2010 PRI2 mesures non réalisées 24 février au 3 mars 2010 (protocole allégé) enquêtes non réalisées car habitation inoccupée * Au cours de cette enquête (la première de l’étude), certains appareils de mesure ont dysfonctionné et il a été décidé de prolonger l’investigation d’une semaine. 28/117 5.3 SUIVI DES CONSOMMATIONS D’ENERGIE Afin de déterminer les consommations énergétiques globales, les photocopies des factures d’énergie (électricité et gaz) et de consommation d’eau et de bois (relevé par les occupants en fin de période de chauffe) ont été demandées aux occupants au mois de février 2010 afin de recueillir les relevés d’index. Très peu de réponse ont été reçues et une relance (par téléphone et par courrier électronique) a été faite en décembre 2010. Le suivi individuel des consommations totale et par poste est effectué sur deux bâtiments (BBC3 et PAS3) (Figure 5-2). Des moyens de mesure et de télé suivi ont ainsi été mis en œuvre dans ces habitations et ont demandé l’intervention d’un électricien, d’un plombier et des équipes du CSTB (17 et 18 septembre 2009). Une visite supplémentaire sur site a été réalisée à la fin du mois de mai 2010 pour régler les derniers problèmes Figure 5-2 – Indicateurs de consommation d’énergie placés dans une armoire électrique (à gauche) et compteur électrique individuel branché entre une lame de chevet et la prise électrique d’une chambre à coucher (à droite) d’un bâtiment Plusieurs problèmes sont apparus depuis l’installation des moyens de mesure mais des actions correctives ont immédiatement été enclenchées : Défaut de communication avec les modems en réseau téléphonique commuté (RTC) sur la ligne des habitations instrumentées → remplacement des modems RTC par des modems GSM le 4 décembre 2009 Sensibilité insuffisante des compteurs individuels d’électricité des éclairages de type LED →remplacement du système de mesure Deltadore Tywatt 40 par des compteurs MM32MM adaptés aux très faibles courants et mise en œuvre le 23 février 2010. Le fonctionnement de ces compteurs a été validé lors d’une visite le 31 mai 2010. Erreur de pose du compteur d’énergie thermique en sortie du ballon ECS de BBC3 – intervention de l’artisan plombier le 31 mai 2010 et vérification du bon fonctionnement le même jour 29/117 Erreur d’adressage des données de la centrale d’acquisition pour PAS3 entrainant une perte d’une partie des données du 01/01/2010 au 31/03/2010 – Ré adressage et changement de la carte iRio le 31 mai 2010. Restitution incorrecte des températures négatives par les sondes extérieures de température – algorithme de correction appliqué le 31 janvier 2010 pour BBC3 et le 9 février 2010 pour PAS3. Erreur de câblage pour les mesures de consommations électriques totales, de ventilation mécanique et d’éclairage dans la maison PAS3 – modification et vérification effectuée le 31 mai 2010. Déplacements de compteurs individuels sur des équipements électriques autres que des éclairages par les occupants – vérification et modification des emplacements des boitiers, explication aux occupants de l’intérêt de ne mesurer que les éclairages avec ces compteurs. Un tableau historique sur la position des boitiers compteurs a été réalisé. Pour la maison BBC3, la totalité des mesures de consommations électriques sont disponibles à partir du 1er janvier 2010 à 15h. Le déplacement des compteurs individuels sur d’autres postes que l’éclairage sur les 5 premiers mois de mesures peut engendrer une erreur sur la consommation d’éclairage, mais celle-ci reste assez faible. En effet : • • les boitiers branchés sur d’autres types d’appareils ont été identifiés et les consommations de ces appareils ont été déduites, le nombre d’éclairages non mesurés reste assez faible et leurs consommations sont minimes par rapport à l’ensemble des consommations du poste éclairage. Concernant l’erreur de câblage dans la maison PAS3, la consommation totale n’est donc pas disponible avant le 1er Juin 2010 puisque la consommation mesurée avant cette date correspondait à la consommation des volets roulants électriques. Pour les consommations de l’éclairage et de la ventilation mécanique, il n’est pas possible de les distinguer car les 2 compteurs ont mesuré les consommations cumulées des 2 postes. Afin de récupérer les consommations de chaque poste, la méthode suivante a été appliquée : • • Les consommations de ventilation mécanique sont fixes, semaine par semaine. Du fait de l’utilisation de sa programmation définissant les vitesses de fonctionnement à des heures déterminées, les consommations du mois d’Avril et Juin sont donc calculées à partir des données du mois de Juin 2010. Les consommations d’éclairage ont été ensuite calculées en soustrayant les consommations de ventilation calculées ci-dessus. Afin d’estimer les consommations totales des mois d’avril et mai 2010, la consommation des « autres usages » a été considérée comme identique au mois de juin 2010. 30/117 6. MESURES AERAULIQUES DES BATIMENTS 6.1 PERMEABILITE A L’AIR DE L’ENVELOPPE DES BATIMENTS Les mesures de perméabilité à l’air de l’enveloppe des bâtiments ont été réalisées par des bureaux d’études techniques (BET) agréés et les valeurs présentées dans le Tableau 6-1 sont celles obtenues à l’achèvement de la construction de chaque bâtiment. Dans la majorité des cas, les mesures ont été réalisées dans le bâtiment. Pour PRI1 et PRI2, la mesure a été réalisée dans la maison témoin du lotissement et la valeur a été reprise pour ces deux bâtiments du fait de leur similitude avec la maison testée. Enfin les valeurs ont été communiquées oralement par les constructeurs ou les propriétaires et il n’a pas été possible de les vérifier sur les procès-verbaux des résultats de mesure de perméabilité. Tableau 6-1 – Valeurs de perméabilité à l’air de l’enveloppe des 7 bâtiments communiquées par les propriétaires/constructeurs et comparaison avec les exigences des labels visés. Code bâtiment Perméabilité à l’air des bâtiments mesurée à l’achèvement de la construction par des BET Exigences de perméabilité à l’air des bâtiments selon les labels visés m3/h.m2 sous 4Pa vol/h sous 50Pa BBC2 0,41 3,33 BBC Effinergie ≤ 0,6 m3/h.m2 sous 4Pa BBC3 0,19 0,89 BBC Effinergie ≤ 0,6 m3/h.m2 sous 4Pa PAS1 0,12 0,48 Passivhaus ≤ 0,6 vol/h sous 50 Pa PAS2 0,06 0,29 Passivhaus ≤ 0,6 vol/h sous 50 Pa PAS3 0,11 0,62 Passivhaus ≤ 0,6 vol/h sous 50 Pa 0,151 0,491 Passivhaus ≤ 0,6 vol/h sous 50 Pa PRI1 PRI2 1 : mesure de perméabilité à l’air effectuée dans la maison témoin du lotissement et prise par défaut pour PRI1 et PRI2 du fait de la similitude des constructions Il apparait que la perméabilité à l’air de l’enveloppe des bâtiments varie entre 0,06 et 0,41 m3/h.m2 sous 4Pa. Etant donné que la valeur médiane de perméabilité est égale à 0,15 m3/h.m2 sous 4Pa, il est possible de dire que ces bâtiments sont 5 fois moins perméables que ceux répondants à la RT2005 pour laquelle la perméabilité de référence est égale à 0,8 m3/h.m2 sous 4Pa. Le respect des exigences maximales de perméabilité à l’air de l’enveloppe des labels visés montre qu’il est aujourd’hui possible de réaliser des bâtiments présentant une très faible perméabilité à l’air. 31/117 6.2 MESURE DU TAUX DE RENOUVELLEMENT D’AIR (TRA) Les mesures du taux de renouvellement d’air (TRA) ont été réalisées dans la quasi-totalité des bâtiments (sauf PRI2 inoccupé à ce jour) avec le système de ventilation à l’arrêt puis en fonctionnement (si possible pour toutes les vitesses du moteur de ventilation). Sur les systèmes de ventilation rencontrés, il y a entre 2 et 4 vitesses différentes. Les résultats des mesures sont présentés dans le Tableau 6-2. Pour BBC3, PAS1, PAS3, les TRA ont été déterminés pour toutes les vitesses alors que pour les autres bâtiments, les TRA n’ont pas été mesurés en vitesse moyenne pour BBC2, à très grande vitesse pour PAS2 et à vitesse forcée pour PRI1. A l’arrêt, les TRA des pièces sont très faibles et varient de moins de 0,01 à 0,05 vol/h sauf pour PRI1 où il est égal à 0,15 vol/h. Il est possible que ce bâtiment soit plus perméable que les autres probablement du fait de l’absence de mesure de perméabilité et d’actions correctives apportées à l’enveloppe afin de supprimer les fuites d’air. Quoiqu’il en soit les faibles TRA mesurés à l’arrêt des systèmes de ventilation montrent que ces bâtiment sont faiblement perméables ce qui conforte les mesures de perméabilité présentées précédemment. Pour les bâtiments BBC2 et PRI1, les TRA des deux pièces sont identiques quelle que soit la vitesse de le VMC alors que pour les autres, les mesures sont différentes pour une vitesse donnée. En général, les TRA augmentent avec la vitesse de fonctionnement de la VMC mais il apparait des dysfonctionnements en vitesse élevée pour 3 bâtiments. En effet les TRA sont plus faibles que ceux mesurés à la vitesse immédiatement inférieure (BBC3 dans C_US en grande vitesse, PAS1 dans C_US en grande vitesse, PAS3 dans C_US et chambre en grande vitesse). Pour PAS3, l’écart est très important et les occupants alertés, du dysfonctionnement de leur système, ont demandé l’intervention de l’installateur. A partir des mesures réalisées dans deux pièces (C_US et chambre), un TRA du bâtiment a été estimé en tenant compte des volumes des pièces et du volume total. Comparativement à la valeur médiane du TRA pour l’ensemble des logements français équipés de VMC (0,5 vol/h) (données campagne nationale Logements OQAI, Lucas et al., 2009) : - certains bâtiments présentent des TRA comparables voir supérieurs pour toutes les vitesses (BBC2) ou pour les plus grandes (BBC3 et PAS1) ; - d’autres bâtiments (PAS2, PAS3 et RPI1) présentent des TRA inférieurs quelle que soit la vitesse de fonctionnement de la VMC. Pour deux bâtiments, il a été possible de comparer le TRA bâtiment avec le TRA théorique estimé à partir de l’étude ventilation du bureau d’études technique. Pour BBC3, il y a une parfaire concordance alors que pour PAS3, le TRA estimé est inférieur à celui attendu. Pour ce dernier bâtiment, le système VMC semble mal réglé. 32/117 Tableau 6-2 - Mesure du taux de renouvellement d’air (TRA) des bâtiments (vol/h) selon les vitesses de fonctionnement de la VMC double flux et comparaison avec les valeurs théoriques déterminées à partir des études des BET Code bâtiment Vitesse VMC double flux Lieu de mesure Arrêt Petite BBC2 Moyenne C_US Chambre C_US Chambre Grande Arrêt Petite BBC3 Moyenne Grande Arrêt Petite PAS1 Moyenne Grande Très grande Arrêt Petite PAS2 Moyenne Grande C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre Très grande Arrêt Petite PAS3 Moyenne Grande Arrêt PRI1 Normale Forcée C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre C_US Chambre TRA mesuré par pièce TRA bâtiment estimé à partir des TRA pièces nd 0,44 0,47 0,75 0,71 nd 0,05 0,04 0,21 0,55 0,30 1,24 0,551 1,151 << 0,01* << 0,01* 0,31 0,13 0,66 0,47 0,60 0,47 1,34 0,79 0,04 << 0,01* 0,18 0,34 0,32 0,38 0,35 0,69 nd 0,021 0,051 0,181 0,151 0,55 0,35 0,321 0,321 0,15 0,12 0,57 0,52 nd nd TRA bâtiment théorique selon étude BET Vol/h 0,56 0,92 nd 0,04 0,28 0,51 0,51 0,59 << 0,01 0,27 0,51 0,48 0,96 << 0,01 0,19 0,26 0,37 nd 0,02 0,13 0,36 0,58 0,24 0,12 0,46 nd 1 : taux de renouvellement estimé graphiquement à partir des courbes de décroissance du gaz traceur suite à la perte ou à l’impossibilité de récupérer les données de mesure * : taux de renouvellement quasiment nul mais non quantifiable du fait de l’absence de décroissance des concentrations du gaz traceur 33/117 6.3 MESURE DES DÉBITS D’AIR EXTRAIT Les débits d’air extrait n’ont pas pu être systématiquement mesurés à toutes les bouches d’extraction pour les raisons techniques suivantes : - bouches inaccessibles de fait de sa hauteur (5m dans BBC3) ou de la présence d’un meuble à proximité empêchant le passage de l’appareil de mesure, - bouches en saillie par rapport au mur empêchant le plaquage de l’appareil de mesure sur une surface verticale, - bouches sans grilles, - bouches trop grandes par rapport à la dimension de l’appareil de mesure,… Les débits d’air mesurés et validés sont présentés dans la Figure 6-1 pour chaque bâtiment puis sont comparés aux valeurs de débits d’air extraits recommandés par l’arrêté du 24 mars 1982 relatif à l’aération des logements Tableau 6-3). Il faut noter que les valeurs sont précises à ± 3,6 m3/h. Il apparaît que la modulation des débits en fonction des vitesses de fonctionnement des VMC n’est pas toujours pertinente et discriminante (plage restreinte de variations des débits extraits entre la plus faible et la plus forte vitesse, débit pratiquement identique d’une vitesse à une autre). En fonction des mesures disponibles et compte tenu des imprécisions de mesures, il semble que les débits d’extraction réglementaires exigés dans les pièces de service (arrêté du 24 mars 1982 relatif à l'aération des logements) ne sont pas systématiquement respectés pour chaque pièce de service de chaque bâtiment (Tableau 6-3). Tableau 6-3 - Comparaison des mesures de débits d’air extrait dans les pièces de service avec les débits exigés dans les pièces de service par l’arrêté du 24 mars 1982 Bâtiment BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 Pièce WC1 SDB1 SDB1 SDB2 WC1 SDB1 SDB2 C_US WC1 SDB1 C_US SDB1 SDB2 C_US Débits mesurés en grande/très grande vitesse (m3/h) 14 31 26 48 36 / 39 43 / 53 40 / 46 44 / 58 31 33 / 38 85 / 125 25 24 114 / 115 Débits réglementaires devant être atteints (m3/h) Débits mesurés en C_US en petite vitesse (m3/h) Débits minimums réglementaires en cuisine (m3/h) 28 45 42 45 92 45 30 135 30 135 30 135 Pour deux bâtiments, il a été possible de comparer les valeurs de débits d’air extrait mesurées avec les valeurs de débits théoriques de l’étude ventilation du bureau d’études technique pour la vitesse moyenne du système de ventilation. 34/117 Pour BBC3, il y a une parfaire concordance (CHB1-douche et SDB1 : 20 pour 20 m3/h, SDB2 : 39 pour 40 m3/h). Pour PAS3, les débits mesurés sont plus faibles que ceux escomptés (SDB1 et SDB2 : 16 pour 20 m3/h) ce qui confirme le dysfonctionnement du système. BBC2 BBC3 140 Débits d'air extrait (m3/h) Débits d'air extrait (m3/h) 140 120 100 80 60 40 20 26 24 11 31 14 11 0 120 100 80 60 48 39 40 20 20 26 23 26 10 CHB1-Douche SDB1 100 80 58 3639 29 22 53 43 37 26 46 40 29 24 20 0 C_US WC1 SDB1 Débits d'air extrait (m3/h) Débits d'air extrait (m3/h) 120 44 36 28 SDB2 140 125 100 85 80 60 42 50 19 20 19 WC1 SDB1 PRI1 120 100 80 60 25 8 16 0 24 Débits d'air extrait (m3/h) Débits d'air extrait (m3/h) 14 38 0 140 8 33 31 40 C_US 140 16 SDB2 120 PAS3 40 SDB1 PAS2 140 20 17 9 CHB1-Dressing PAS1 40 26 0 WC1 60 20 10 120 100 115 114 92 80 60 40 25 19 20 2428 1210 9 9 0 SDB1 SDB2 C_US WC1 SDB1 SDB2 LOC1 Figure 6-1 – Mesures des débits d’air extrait (m3/h) des bâtiments selon les vitesses de fonctionnement des systèmes de VMC double flux. (SDB : salle de bain, C_US : séjour ouvert sur cuisine, LOC : local technique) 35/117 7. RESULTATS DES MESURES EN INOCCUPATION (VID) Les enquêtes en phase d’inoccupation (VID) ont été réalisées après la réception du bâtiment et avant l’emménagement des occupants. Elles concernent les paramètres de qualité d’air intérieur (COV, aldéhydes, particules en masse PM2,5) et de confort acoustique. Pour PRI2, seules les mesures des COV et des aldéhydes ont été réalisées. 7.1 CONDITIONS DE PRELEVEMENT Pendant la semaine d’enquête, il a été demandé aux propriétaires/occupants de ne pas venir dans leur habitation et de sélectionner la vitesse moyenne de leur système de ventilation double flux. Il leur a été également demandé de ne pas introduire de meubles neufs, de réaliser des travaux ou toutes autres activités pouvant influencer les mesures de qualité d’air intérieur (peinture, ponçage,…). 7.1.1 INOCCUPATION DES BATIMENTS Afin de vérifier l’inoccupation des bâtiments pendant la semaine de mesure, les teneurs en CO2 (émis par le métabolisme humain) ont été suivies dans les deux pièces où les mesures étaient réalisées (dans le séjour ouvert sur la cuisine et la chambre). En parallèle, le suivi continu du nombre de particules comprises entre 1 et 20 µm a été réalisé dans le séjour ouvert sur la cuisine. Du fait de leur taille, ces particules sédimentent au sol mais se remettent en suspension notamment par le déplacement des personnes. Ainsi l’augmentation simultanée des teneurs en CO2 et du nombre de particules comprises entre 1 et 20 µm dans le séjour ouvert sur la cuisine traduira une présence humaine dans cette pièce. Cette hypothèse est ensuite vérifiée à l’aide du questionnaire rétrospectif de la phase rempli par l’équipe technique avec l’aide de l’occupant. 7.1.2 EQUILIBRE PRODUCTION/DILUTION/REACTIONS DES COVT La mesure en continu des COVT dans le séjour ouvert sur la cuisine permet de vérifier l’équilibre entre la production de COVT et leur dilution ou les réactions entre composés. S’il y a équilibre, le niveau de COVT reste stable, s’il y a déséquilibre, le niveau croit ou décroit dans le temps. Cette mesure permet indirectement d’appréhender la production de COVT et de connaitre l’état de fonctionnement de la VMC. Pour un taux de renouvellement d’air constant et non nul, l’augmentation des teneurs en COVT indique la présence d’une production importante et leur diminution, un phénomène de dilution. Pour une production constante et non nulle de COVT, l’augmentation des teneurs en COVT indique l’absence de dilution suffisante pour éliminer cette pollution et leur diminution, un taux de renouvellement d’air efficace. 36/117 7.1.3 ETAT DE FONCTIONNEMENT DES SYSTEMES DE VMC DOUBLE FLUX Le fonctionnement du système de ventilation double flux est vérifié au début et à la fin de l’enquête par l’équipe technique. Pour savoir si la ventilation a fonctionné correctement pendant la semaine d’enquête, les courbes temporelles des teneurs en COVT sont étudiées et l’occupant est interviewé. 7.1.4 SYNTHESE PAR BATIMENT Les profils temporels des teneurs en CO2, en particules en suspension (particules entre 1 et 20µm) et des COVT mesurés dans le séjour ouvert sur la cuisine des bâtiments BBC2, BBC3, PAS1, PAS2 et PAS3 sont présentés dans les figures suivantes. Pour PRI2, aucun enregistrement de données n’a été effectué mais des travaux de peinture auraient été réalisés juste avant l’enquête. Selon les informations recueillies auprès de l’équipe technique et des occupants : - les systèmes de VMC double flux étaient en fonctionnement (moyenne vitesse) pendant l’enquête pour BBC2, PAS1, PAS2 et la quasi totalité de la semaine pour BBC3 (dans ce bâtiment, le moteur de la VMC a été changé moins d’un jour (16 heures) après le démarrage de l’enquête). Par contre, la VMC était arrêtée pour PAS3 et PRI2. - une cuisine aménagée composée en partie de meubles agglomérés neufs était dans la plupart des bâtiments, - des cartons de déménagement étaient entreposés dans les bâtiments BBC3 et PAS3, des pots de peinture dans PAS1, PAS3, des cartons protégés le parquet de BBC3. Pour BBC2 (Figure 7-1), les teneurs en COVT sont stables et un grand pic de concentration en particules est observé le 19 avril 2009 vers 17h00. Ce pic semble traduire une présence humaine même si cette hypothèse ne peut pas être confirmée par l’étude des niveaux de CO2 (données invalides). Pour BBC3 (Figure 7-2), pendant les 16 premières heures de mesure, le système de VMC double flux est à l’arrêt et les teneurs en CO2 et COVT sont élevées. A partir du 16 juillet 2009 à 9h00 (intervention de l’électricien ayant changé le moteur et mis en fonctionnement la VMC), les teneurs en CO2 et en COVT chutent. Pendant le restant de la semaine, les teneurs en COVT sont stables et les concentrations en CO2 montrent des variations régulières jour/nuit hormis le 20 juillet 2009 vers 15h00. En l’absence d’occupant, le CO2 mesuré à l’intérieur provient exclusivement de l’extérieur et ses variations diurne/nocturne traduisent le cycle de la photosynthèse des végétaux (production du CO2 la nuit, absorption le jour). Le nombre de particules est stable hormis le 20 juillet 2009 entre 15h00 et 17h00 traduisant une présence humaine corroborée avec l’augmentation des teneurs en CO2. Selon les occupants, il s’agit du menuisier venu installé l’escalier menant à l’étage nécessitant le perçage d’un mur en béton et le balayage du sol. 37/117 Pour PAS1 (Figure 7-3), les teneurs en COVT sont très élevées au début de l’enquête, présentent des variations jour/nuit (COVT plus élevées le jour) et diminuent progressivement au fur et à mesure de la semaine. Il semble que cette pollution est liée aux travaux de peinture réalisés le jour du démarrage de l’enquête et en particulier à l’émission de la phase solvant favorisée par les températures élevées en journée. Les teneurs en CO2 sont relativement stables bien qu’elles présentent des variations régulières jour/nuit (cycle photosynthétique) et un pic le 23 juin 2009 vers 17h00. Le nombre de particules est stable hormis le 23 juin 2009 entre 17h00 et 19h00 traduisant une présence humaine corroborée avec l’augmentation des teneurs en CO2. Pour PAS2 (Figure 7-4), les niveaux de COVT sont faibles et restent stables pendant l’enquête. Les teneurs en CO2 et le nombre de particules sont très élevés au démarrage de l’enquête puis chutent très rapidement, se stabilisent et montrent deux pics de concentration le 17 décembre 2009 vers 9h et le 19 décembre vers 12h. Ces pics traduisent la présence de l’occupant ayant installé les poignées sur les portes intérieures pendant ces deux journées. En l’absence d’occupation, les légères variations jour/nuit des teneurs en CO2 traduisent le transfert du CO2 extérieur et le cycle photosynthétique. Pour PAS3 (Figure 7-5), les deux occupants étaient présents du démarrage de l’enquête jusqu’au 24 juin 2009 à 7h ce qui expliquent les fluctuations des teneurs des COVT, du CO2 et du nombre de particules pendant cette période. Après cette date, les niveaux de CO2 encore élevées et le nombre de particules chutent progressivement alors que les teneurs en COVT augmentent. Le 26 juin 2009 à 19h, le nombre de particules et les teneurs en CO2 augmentent alors que celles des COVT chutent brusquement. Après cet épisode, les teneurs en COVT croissent de nouveau et celles du CO2 et le nombre de particules baissent. L’absence de variations diurne/nocturne du CO2 indique l’absence de transfert de l’air extérieur vers l’intérieur du bâtiment du fait de la forte étanchéité de l’enveloppe et de l’arrêt du système de VMC double flux. L’augmentation des teneurs en COVT traduisent les émissions des composés volatils des matériaux, des produits présents dans le bâtiment non ventilé. Il est à noter qu’avant de partir, les occupants ont stocké dans le séjour ouvert sur la cuisine les lattes de parquet en bois destinées à la terrasse extérieure ce qui a occasionné une forte odeur de bois ressenti par l’équipe technique à la fin de l’enquête. Les pics de concentration en CO2 et en particules sont liés à l’intervention du peintre venant passer la seconde couche de peinture dans une salle de bain. L’ouverture de la porte d’entrée du bâtiment donnant dans séjour a entrainé une diminution brutale des concentrations en COVT du fait de l’introduction d’air neuf. 9000 8000 7000 5000 4000 0 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 17/04/2009 17/04/2009 17/04/2009 17/04/2009 17/04/2009 17/04/2009 17/04/2009 17/04/2009 17/04/2009 17/04/2009 18/04/2009 18/04/2009 18/04/2009 18/04/2009 18/04/2009 18/04/2009 18/04/2009 18/04/2009 18/04/2009 18/04/2009 19/04/2009 19/04/2009 19/04/2009 19/04/2009 19/04/2009 19/04/2009 19/04/2009 19/04/2009 19/04/2009 19/04/2009 20/04/2009 20/04/2009 20/04/2009 20/04/2009 20/04/2009 20/04/2009 20/04/2009 20/04/2009 20/04/2009 20/04/2009 21/04/2009 21/04/2009 21/04/2009 21/04/2009 21/04/2009 21/04/2009 21/04/2009 21/04/2009 21/04/2009 21/04/2009 22/04/2009 22/04/2009 22/04/2009 22/04/2009 22/04/2009 22/04/2009 22/04/2009 22/04/2009 22/04/2009 22/04/2009 23/04/2009 Teneurs en COVT (µg/m3 éq. toluène) et Nombre de particules (1-20µm) 0 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 COVT (µg/m3 éq. Toluène) Nb PM (1-20 µm) COVT (µg/m3 éq. Toluène) VMC arrêtée Nb PM (1-20 µm) Présence humaine (menuisier) VMC mise en marche 2000 700 6000 Présence humaine (électricien) 600 3000 500 Teneurs en CO2 (ppm) 15/07/2009 15/07/2009 15/07/2009 16/07/2009 16/07/2009 16/07/2009 16/07/2009 16/07/2009 16/07/2009 16/07/2009 16/07/2009 16/07/2009 16/07/2009 17/07/2009 17/07/2009 17/07/2009 17/07/2009 17/07/2009 17/07/2009 17/07/2009 17/07/2009 17/07/2009 17/07/2009 18/07/2009 18/07/2009 18/07/2009 18/07/2009 18/07/2009 18/07/2009 18/07/2009 18/07/2009 18/07/2009 18/07/2009 19/07/2009 19/07/2009 19/07/2009 19/07/2009 19/07/2009 19/07/2009 19/07/2009 19/07/2009 19/07/2009 19/07/2009 20/07/2009 20/07/2009 20/07/2009 20/07/2009 20/07/2009 20/07/2009 20/07/2009 20/07/2009 20/07/2009 20/07/2009 21/07/2009 21/07/2009 21/07/2009 21/07/2009 21/07/2009 21/07/2009 21/07/2009 21/07/2009 21/07/2009 21/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 Teneurs en COVT (µg/m3 éq. toluène) et Nombre de particules (1-20µm) 38/117 BBC2 4000 CO2 (ppm) - mesure invalide 3500 Présence humaine 3000 2500 2000 1500 1000 500 Figure 7-1 - Nombre de particules en suspension (1-20µm) et teneurs en COVT (µg/m3 éq. toluène) mesurées pendant l’enquête en situation d’inoccupation dans le séjour ouvert sur la cuisine de BBC2 BBC3 CO2 (ppm) 10000 800 400 1000 300 Figure 7-2 - Teneurs en CO2 (ppm), en COVT (µg/m3 éq. toluène) et nombre de particules en suspension (1-20µm) mesurées pendant l’enquête en situation d’inoccupation dans le séjour ouvert sur la cuisine de BBC3 4000 0 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 18/06/2009 18/06/2009 18/06/2009 18/06/2009 19/06/2009 19/06/2009 19/06/2009 19/06/2009 19/06/2009 19/06/2009 19/06/2009 19/06/2009 19/06/2009 19/06/2009 20/06/2009 20/06/2009 20/06/2009 20/06/2009 20/06/2009 20/06/2009 20/06/2009 20/06/2009 20/06/2009 20/06/2009 21/06/2009 21/06/2009 21/06/2009 21/06/2009 21/06/2009 21/06/2009 21/06/2009 21/06/2009 21/06/2009 21/06/2009 22/06/2009 22/06/2009 22/06/2009 22/06/2009 22/06/2009 22/06/2009 22/06/2009 22/06/2009 22/06/2009 22/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 25/06/2009 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 0 COVT (µg/m3 éq. Toluène) Présence humaine (occupant) Nb PM (1-20 µm) 12000 10000 8000 700 650 6000 600 4000 550 Présence humaine 2000 Nb PM (1-20 µm) 500 12000 10000 750 8000 700 650 6000 600 Présence humaine (occupant) 550 2000 500 Teneurs en CO2 (ppm) 15/12/2009 15/12/2009 15/12/2009 16/12/2009 16/12/2009 16/12/2009 16/12/2009 16/12/2009 16/12/2009 16/12/2009 16/12/2009 16/12/2009 16/12/2009 17/12/2009 17/12/2009 17/12/2009 17/12/2009 17/12/2009 17/12/2009 17/12/2009 17/12/2009 17/12/2009 17/12/2009 18/12/2009 18/12/2009 18/12/2009 18/12/2009 18/12/2009 18/12/2009 18/12/2009 18/12/2009 18/12/2009 18/12/2009 19/12/2009 19/12/2009 19/12/2009 19/12/2009 19/12/2009 19/12/2009 19/12/2009 19/12/2009 19/12/2009 19/12/2009 20/12/2009 20/12/2009 20/12/2009 20/12/2009 20/12/2009 20/12/2009 20/12/2009 20/12/2009 20/12/2009 20/12/2009 21/12/2009 21/12/2009 21/12/2009 21/12/2009 21/12/2009 21/12/2009 21/12/2009 21/12/2009 21/12/2009 21/12/2009 22/12/2009 22/12/2009 22/12/2009 22/12/2009 22/12/2009 Teneurs en COVT (µg/m3 éq.toluène) et Nombre de particules (1-20µm) COVT (µg/m3 éq. Toluène) Teneurs en CO2 (ppm) Teneurs en COVT (µg/m3 éq. toluène) et Nombre de particules (1-20µm) 39/117 PAS1 CO2 (ppm) 850 800 750 450 400 350 Figure 7-3 - Teneurs en CO2 (ppm), en COVT (µg/m3 éq. toluène) et nombre de particules en suspension (1-20µm) mesurées pendant l’enquête en situation d’inoccupation dans le séjour ouvert sur la cuisine de PAS1 PAS2 CO2 (ppm) 850 800 450 400 350 Figure 7-4 - Teneurs en CO2 (ppm), en COVT (µg/m3 éq. toluène) et nombre de particules en suspension (1-20µm) mesurées pendant l’enquête en situation d’inoccupation dans le séjour ouvert sur la cuisine de PAS2 40/117 PAS3 COVT (µg/m3 éq. toluène) 18000 Présence humaine (occupants) Nb PM (1-20 µm) CO2 (ppm) 850 Présence humaine (peintre) 800 750 14000 700 12000 650 10000 600 8000 550 6000 500 4000 450 2000 400 0 350 22/06/2009 22/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 23/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 24/06/2009 25/06/2009 25/06/2009 25/06/2009 25/06/2009 25/06/2009 25/06/2009 25/06/2009 25/06/2009 25/06/2009 25/06/2009 26/06/2009 26/06/2009 26/06/2009 26/06/2009 26/06/2009 26/06/2009 26/06/2009 26/06/2009 26/06/2009 26/06/2009 27/06/2009 27/06/2009 27/06/2009 27/06/2009 27/06/2009 27/06/2009 27/06/2009 27/06/2009 27/06/2009 27/06/2009 28/06/2009 28/06/2009 28/06/2009 28/06/2009 28/06/2009 28/06/2009 28/06/2009 28/06/2009 28/06/2009 28/06/2009 29/06/2009 29/06/2009 29/06/2009 29/06/2009 29/06/2009 29/06/2009 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 16000 Teneurs en CO2 (ppm) Teneurs en COVT (µg/m3 éq.toluène) et Nombre de particules (0,1-20 µm) 20000 Figure 7-5 – Teneurs en CO2 (ppm), en COVT (µg/m3 éq. toluène) et nombre de particules en suspension (1-20µm) mesurées pendant l’enquête en situation d’inoccupation dans le séjour ouvert sur la cuisine de PAS3 7.2 QUALITE D’AIR INTERIEUR Les statistiques descriptives des indicateurs de pollution d’air intérieur sont présentées ci-dessous mis à part le CO2 mesuré pour déceler une présence humaine dans les bâtiments normalement inoccupés. En l’absence de données disponibles de qualité d’air intérieur dans des bâtiments récents, les résultats ont été comparés, à titre d’information, aux concentrations médianes des polluants mesurés dans le cadre de la campagne nationale Logements de l’OQAI (Kirchner et al., 2006) dont la moitié du parc de logement a été construit avant 1968. 7.2.1 LES COMPOSES ORGANIQUES VOLATILS ET LES ALDEHYDES En phase VID, les concentrations médianes des composés organiques volatils totaux varient entre moins de 20 µg/m3 (BBC3) à plus de 3000 µg/m3 (PAS3) (Tableau 7-3). En l’absence de valeurs réglementaires ou de valeurs guides françaises pour les COVT, ces résultats sont comparés avec la valeur cible (300 µg/m3) définie par la Commission « Hygiène de l’air intérieur » de l’Agence fédérale allemande pour 41/117 l’environnement1. Les bâtiments BBC2 et BBC3 sont en dessous de cette valeur alors que les autres présentent des concentrations environ 2 fois (PAS2), 4 fois (PAS1) et 10 fois supérieures (PAS3). Enfin les valeurs maximales sont observées pour PAS1 et PAS3 où les concentrations médianes sont les plus élevées. Tableau 7-1 – Statistiques descriptives des concentrations en COVT (µg/m3 éq. Toluène) mesurés en phase VID selon les bâtiments Code bâtiment Pièce de mesure Min Moyenne Médiane Max BBC2 48 129 130 186 BBC3 < LD 68 15 473 132 1602 1042 4858 PAS2 427 523 525 636 PAS3 < LD 2711 3087 4987 PAS1 Séjour ouvert sur la cuisine (C_US) Les concentrations hebdomadaires des composés organiques volatils et des aldéhydes détectés et quantifiés sont présentés dans le Tableau 7-2. Au total, douze familles de composés ont été identifiées et plusieurs composés restent inconnus (1 composé inconnu pour BBC2, 12 pour PAS3, et 13 pour PAS1). Une vingtaine de composés différents sont dénombrés pour BBC2, PAS2 et PRI2, une trentaine pour BBC3, une quarantaine pour PAS1 et une cinquante pour PAS3. Sur les douze familles, sept sont identifiés dans un ou deux bâtiments par la présence d’un seul voir de deux composés quantifiables (fréquence de quantification ≤ 33%). Ces familles de composés (composés organiques très volatils, alcool, alcool aromatique, esters et lactones, cétones, acides, amide cyclique) ont été écartées de la suite de l’exploitation des données. Les cinq familles de composés restantes regroupent le plus de composés présents et quantifiables au moins dans la moitié des bâtiments (fréquence de quantification ≥ 50%) (Figure 4). Les 26 composés quantifiés sont les : hydrocarbures aliphatiques et cycliques (n-décane, n-undécane, nonane, cyclohexane, alcanes C10 et C11), - terpènes (alpha-pinène, béta-pinène, camphène, limonène, 3-carène), aldéhydes (isovaléraldéhyde, acéthaldéhyde, formaldéhyde, hexaldéhyde, acroléine), hydrocarbures aromatiques (alkylbenzènes, 1,2,4-triméthylbenzène, benzène, éthylbenzène, styrène, toluène, m+p-xylène, o-xylène), 1 glycols (1,2-propanediol). http://www.umweltbundesamt.de/gesundheit/innenraumhygiene/richtwerte-irluft.htm 42/117 Tableau 7-2 - Concentrations hebdomadaires (µg/m3) des composés organiques volatils et des aldéhydes mesurées et identifiés en phase VID dans les bâtiments Famille de composé et composés identifiés alcanes C5 alcanes C8 alcanes C9 alcanes C10 alcanes C11 alcanes C12 alcène alkylcyclopentane alkylcyclohexanes cyclohexane méthylcyclohexane nonane (alcane C9) n-décane n-undécane alpha-pinène beta-pinène camphène limonène mélange de terpènes 3-carène 4-carène benzaldéhyde isovaléraldéhyde nonanal acétaldéhyde formaldéhyde hexaldéhyde acroléine alkylbenzènes 2-méthyldécahydronaphtalène 1,2,4-trimethylbenzène benzène ethylbenzène styrène toluène m+p-xylène o-xylène 1,2-propanediol 2-phénoxy-éthanol acétone éthylacétate alcool n-butylacétate Alcools aromatiques phénol Etalonnage Fréquence quantification (%) BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI2 <LD <LD <LD 61,2 88,6 <LD <LD 9,7 196,1 <LD <LD 30,1 192,1 127,7 7,8 <LD <LD 44,6 22,7 <LD <LD <LD <LD <LD <LD 12,2 57,4 27,4 <LD 11,5 49,2 52,9 46,2 15,6 16,2 <LD 107,0 16,8 <LD 16,7 101,8 93,4 <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD 246,9 313,2 56,4 35,4 5,8 24,5 <LD 22,5 <LD 10,1 <LD <LD 9,2 <LD <LD <LD 294,4 84,7* 23,7 92,3 11,2 48,6 6,5 47,4 <LD 10,1 <LD <LD <LD <LD <LD 4,4 <LD 6,9 61,3 170,1 2,1 <LD <LD <LD 26,4 6,1 69,7 1,6 23,6 13,1 <LD 30,8 21,7 684,9 3,1 24,9 <LD <LD 59,3 31,6 856,2 4,8 25,9 5,8 92,1 <LD 4,6 <LD <LD <LD spé. 100 7,4 5,4 17,8 spé. 83 0,8 1 <LQ spé. 83 <LQ 3,6 5,2 spé. 67 <LQ 5 <LD spé. 100 2 11 19,6 spé. 83 <LQ 10,7 15,3 spé. 100 4,9 5,4 5,8 Glycols, éthers de glycol, esters de glycol éq. tol. 50 9,9 <LD 17,6 éq. tol. 17 <LD <LD <LD Composés organiques très volatils éq. tol. 33 4,7 <LD <LD éq. tol. 17 5,3 <LD <LD Alcool éq. tol. 33 <LD <LD 16,3* Esters et lactones éq. tol. 33 <LD 6,5 <LD 11,8 1,9 3,1 1,4 5,6 10,9 5,4 1,4 1 222,4 7,2 36,7 569,3 163,6 160,2 1,1 83,2 4,4 552,4 733,8 355,6 <LD <LD 3,5 5,5* <LD <LD <LD <LD 6,5 <LD <LD <LD <LD 10,8 <LD <LD 108,2 <LD éq. tol. Hydrocarbures aliphatiques et cycliques éq. tol. 33 <LD 5,6 éq. tol. 17 <LD <LD éq. tol. 17 <LD <LD éq. tol. 50 <LD <LD éq. tol. 50 <LD <LD éq. tol. 17 <LD <LD éq. tol. 17 <LD <LD éq. tol. 17 <LD <LD éq. tol. 33 <LD <LD éq. tol. 50 4,6 2,5 éq. tol. 17 <LD 5,6 éq. tol. 50 <LD <LD spé. 100 2,2 24,1 spé. 100 7,2 37,9 Terpènes éq. tol. 100 19,0 43,2 éq. tol. 67 5,0 6,8 éq. tol. 83 2,9 8,2 éq. tol. 83 5,5 18,3 éq. tol. 17 <LD <LD éq. tol. 50 <LD 6,6 éq. tol. 17 <LD <LD Aldéhydes éq. tol. 50 <LD 3,6 éq. tol. 67 5,7 6,0 éq. tol. 33 5,3 4,0 spé. 100 5 16,1 spé. 100 12 48,3 spé. 100 83,7 111,7 spé. 100 0,6 2,8 Hydrocarbures aromatiques éq. tol. 67 <LD 19,0 éq. tol. 2-butanone Acides acide éq. tol. éq. tol. 1-méthyl-2-pyrrolidinone éq. tol. 17 17 Cétones 17 <LD <LD <LD 4,9 <LD <LD <LD <LD 5,1 <LD <LD <LD <LD <LD 17 <LD Amide cyclique 17 <LD 7,3 <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD 14,0* <LD 43/117 Parmi les 26 composés quantifiés dans au moins la moitié des bâtiments, 10 sont systématiquement présents dans les bâtiments (fréquence de quantification = 100%). Ces composés classés par ordre décroissant de concentration médiane calculée sur les six bâtiments, sont l’hexaldéhyde (141 µg/m3), le n-undécane (80 µg/m3), le décane (66 µg/m3), l’alpha-pinène (45 µg/m3), le formaldéhyde (27 µg/m3), l’acétaldéhyde (21 µg/m3), le toluène (15 µg/m3), le 1,2,4 triméthylbenzène (10 µg/m3), l’o-xylène (6 µg/m3) et l’acroléine (2 µg/m3). Les bâtiments PAS3 et PRI2 présentent les concentrations de composés organiques les plus élevées parmi les 6 bâtiments ; Cette particularité est vraisemblablement liée à l’absence de ventilation pendant la semaine d’enquête du à l’arrêt des systèmes de VMC double flux des deux bâtiments ayant entrainé l’accumulation de la pollution émise par les sources intérieures. Sur les 4 bâtiments restants, le bâtiment PAS1 présente les concentrations les plus élevées possiblement du fait des travaux de peinture réalisés pendant l’enquête. Enfin le bâtiment BBC2 présente les concentrations les plus faibles des six bâtiments possiblement car l’enquête a été réalisée plus de 13 mois après son achèvement alors qu’elle est intervenue bien plus tôt pour les autres bâtiments (1 et 4 mois) où des travaux étaient en cours de finalisation. Parmi les composés détectés, quelques spécificités sont observées. Le bâtiment PAS1 présente les valeurs les plus élevées en alcanes C10 et C11, le bâtiment PAS3 en terpènes (alpha-pinène, limonène, 3- caréne) et le bâtiment PRI2 en hydrocarbures aromatiques (m+p-xylène, toluène, o-xylène, 124 triméthylbenzene) et aliphatiques et cycliques (n-décane et n-undécane). Bien que la comparaison des résultats avec les concentrations médianes de la campagne nationale logements (CNL) soit critiquable, elle est intéressante (Tableau 7-3). Pour la majorité des bâtiments, la quasi-totalité des composés dépassent les valeurs mesurées dans la CNL hormis pour le benzène pour lequel aucun dépassement n’est observé. Pour le bâtiment BBC2, 4 composés (hexaldéhyde, 124-triméthylbenzène, n-undécane, o-xylène) dépassent la concentration médiane de la CNL alors que pour les cinq autres bâtiments, ce dépassement est quasi-systématique. Les dépassements sont moins nombreux pour BBC2 (enquête réalisée 13 mois après l’achèvement du bâtiment) que pour BBC3, PAS1 et PAS2 où les enquêtes ont été réalisées moins d’un mois après l’achèvement des bâtiments. Un bâtiment fraichement achevé présentera des niveaux de COV forcément plus élevés qu’un bâtiment construit il y a 1 an du fait des émissions plus importantes des matériaux neufs mis en œuvre et des émissions liés notamment aux travaux réalisés avant l’emménagement (peinture, vernis,…). 44/117 Tableau 7-3 – Concentrations hebdomadaires (µg/m3) des composés organiques volatils et des aldéhydes cibles de l’OQAI quantifiés en phase VID dans les bâtiments et indication des concentrations médianes mesurées dans les logements de la campagne nationale logements de l’OQAI Composés organiques volatils et aldéhydes cibles de l’OQAI BBC2 124-trimethylbenzène acétaldéhyde BBC3 PAS1 7,4 5,4 17,8 5 16,1 6,9 acroléine 0,6 2,8 2,1 benzène 0,8 1 ethylbenzène <LQ formaldéhyde PAS2 Concentration médiane Campagne nationale logements (OQAI) PAS3 PRI2 11,8 1,4 160,2 4,1 26,4 30,8 59,3 11,6 1,6 3,1 4,8 1,1 <LQ 1,9 1 1,1 2,1 3,6 5,2 3,1 222,4 83,2 2,3 12 48,3 61,3 6,1 21,7 31,6 19,6 hexaldéhyde 83,7 111,7 170,1 69,7 684,9 856,2 13,6 m+p-xylène <LQ 10,7 15,3 10,9 569,3 733,8 5,6 n-décane 2,2 24,1 192,1 57,4 101,8 246,9 5,3 n-undécane 7,2 37,9 127,7 27,4 93,4 313,2 6,2 o-xylène 4,9 5,4 5,8 5,4 163,6 355,6 2,3 styrène <LQ 5 <LD 1,4 7,2 4,4 1,0 toluène 2 11 19,6 5,6 36,7 552,4 12,2 7.2.2 LES PARTICULES EN SUSPENSION En phase VID, les concentrations massiques des particules PM2,5 sont faibles et varient entre 6,3 µg/m3 (PAS1) à 13,7 µg/m3 (PAS2) (Tableau 7-4). Bien que la comparaison des résultats avec la concentration médiane des particules PM2,5 de la CNL soit critiquable, il apparait que les concentrations mesurées sont inférieures à la valeur médiane de la CNL (19,1 µg/m3) mais également au 25ème percentile (14,2 µg/m3). Tableau 7-4 – Concentrations massiques des particules PM2,5 (µg/m3) mesurées en phase VID dans les bâtiments et indication de la concentration médiane mesurée dans les logements de la campagne nationale logements de l’OQAI Concentration PM (µg/m3) 2,5 BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 Concentration médiane PM2,5 Campagne nationale logements (OQAI) 11,9 7,4 6,3 13,7 12,1 19,1 Les statistiques descriptives des nombres de particules inframicroniques [0,31µm] et microniques [1-20µm] sont présentées dans le Tableau 7-5. 45/117 Il apparait que le nombre médian de particules inframicroniques varient entre plus de 11 000 (PAS1) à plus de 62 000 particules/litre (PAS2). PAS1 présente la concentration minimale la plus faible et BBC3 la concentration maximale la plus élevée. Les particules microniques sont peu nombreuses puisque leur nombre médian varie de 30 (PAS1) à 275 particules/litre (BBC3) ce qui semble cohérent car elles n’ont pas été remises en suspension du fait de l’absence des occupants la majeure partie du temps. Les concentrations maximales traduisent une présence humaine ponctuelle. Tableau 7-5 – Concentrations en nombre des particules (particules/litre) inframicroniques [0,3-1µm] et microniques [1-20µm] mesurées en phase VID dans les bâtiments Code Nombre de particules Nombre de particules bâtiment [0,3-1 µm[ [1-20 µm] Min Moyenne Médiane Max Min Moyenne Médiane Max BBC2 5396 58117 38790 216733 22 217 113 4685 BBC3 13071 37590 33225 2529936 70 329 275 8723 PAS1 5141 12080 11070 143094 5 66 30 3010 PAS2 14115 67647 62206 154192 1 252 56 10881 PAS3 15819 57159 40827 156941 1 641 38 18342 46/117 7.3 CONFORT ACOUSTIQUE Les niveaux sonores moyens mesurés avec une précision de ±1,5 dB(A) sont présentés selon la vitesse de fonctionnement du système de ventilation pour chaque pièce de chaque bâtiment dans les Figure 7-6 et Figure 7-7. BBC2 (extérieur : 40 dBA) Niveau sonore (dBA) 70 60 53 50 40 34 37 38 56 59 41 30 30 31 35 30 30 34 33 31 30 30 32 32 32 30 30 30 32 30 32 30 20 10 0 C_US SDB1 WC1 LOC1 CHB1 CHB2 CHB3 BBC3 (extérieur : 36 dBA) Niveau sonore (dBA) 70 56 52 60 50 40 41 39 34 3030 30303031 C_US SDB1 34 3030 38 30 39 35 3030 47 42 3030 48 41 3030 42 35 3030 30 20 10 0 SDB2 LOC1 CHB1 CHB2 CHB3 BUR1 PAS1 (extérieur : 41 dBA) Niveau sonore (dBA) 70 55 50 50 60 50 40 43 41 36 31 43 41 36 37 SBD1 SDB2 41 37 35 31 41 WC1 LOC1 32 33 32 33 32 33 30 20 10 0 C_US CHB1 CHB2 CHB3 Figure 7-6 - Mesures des niveaux sonores moyens (dB(A)) dans chaque pièce des bâtiments selon les vitesses de fonctionnement des systèmes de VMC 47/117 PAS2 (extérieur : 38 dBA) 70 Niveau sonore (dBA) 60 50 50 40 41 37 37 37 33 30 30 30 30 30 30 30 42 42 38 35 35 34 30 33 33 30 30 SDB1 SDB1 37 36 36 34 34 34 34 33 34 32 32 31 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 33 30 20 10 0 C_US SDB1 SDB1 SDB2 WC1 BUA1 CHB1 CHB2 CHB3 CHB4 BUR1 PAS3 (extérieur : 40 dBA) Niveau sonore (dBA) 70 60 50 40 30 30 30 30 30 20 10 0 CHB1 PRI1 (extérieur : 44 dBA) 70 57 Niveau sonore (dBA) 60 47 50 40 37 36 34 37 33 38 36 SDB1 SDB2 40 36 34 33 31 30 31 30 30 30 30 30 CHB1 CHB2 CHB3 CHB4 30 20 10 0 C_US WC1 WC2 LOC1 Figure 7-7 - Mesures des niveaux sonores moyens (dB(A)) dans chaque pièce des bâtiments selon les vitesses de fonctionnement des systèmes de VMC Les niveaux sonores de PAS3 sont étrangement identiques (proches de 30 dB(A)) et ne sont pas pris en compte par la suite du fait du mauvais réglage du système de VMC double flux démontré précédemment par les mesures de TRA et des débits d’air extraits. 48/117 Il faut noter que les mesures indiquant des niveaux sonores inférieurs à 30 dB(A) (limite inférieure de la gamme de mesure du sonomètre) ont été prieses par défaut égale à 30 dB(A) Pour les cinq bâtiments, il apparaît que : - - Le niveau sonore augmente en général avec la vitesse de fonctionnement du système de VMC double flux, le local technique (LOC) où se situe le dispositif de ventilation est la pièce où les niveaux sonores sont les plus élevés (valeur comprise entre 30 et 59 dB(A)) par rapport à ceux mesurés dans les autres pièces du bâtiment, le niveau sonore des pièces de service (C_US, WC, SDB hors LOC) semble plus élevé (entre 30 et 50 dB(A)) que celui des pièces principales (CHB, BUR) (entre 30 et 37 dB(A)) sauf pour BBC3. Pour ce bâtiment, le niveau sonore peut atteindre 48 dB(A) dans les pièces principales alors qu’il n’excède pas 41 dB(A) dans les pièces de service. A titre d’information, les mesures sonores ont été comparées aux niveaux maximaux de pression acoustique recommandés par l’arrêté du 30 juin 1999 et engendrés par une installation de ventilation mécanique en position de débit minimal. Les niveaux sonores mesurés dans le séjour ouvert sur la cuisine et dans les chambres pour la petite vitesse de fonctionnement de la VMC double flux ne dépassent pratiquement jamais les niveaux sonores réglementaires (30 dB(A) dans les pièces principales et 35 dB(A) dans les cuisines). Par contre, à des vitesses de fonctionnement plus élevées, les niveaux sonores sont trop élevés (par exemple, jusqu’à 47 dB(A) dans les chambres 2 et 3 du bâtiment BBC3). En tenant compte des imprécisions de mesures, il apparaît que les niveaux sonores maximum réglementaires engendrés par une installation de ventilation mécanique en position de débit minimal sont respectés pour les bâtiments. Toutefois, à ces vitesses et à fortiori à des vitesses de fonctionnement plus élevées, les occupants pourraient être gênés par les niveaux sonores (exemple de CHB2 et CHB3 de BBC3). 49/117 8. RESULTATS DES MESURES EN OCCUPATION (ETE ET HIV) 8.1 FONCTIONNEMENT DES SYSTEMES DE VMC DOUBLE FLUX 8.1.1 INTERVENTIONS SUR LES SYSTEMES Plusieurs types d’interventions sur les systèmes de VMC double flux se sont succédé pendant les périodes d’interphase et à la suite de la dernière enquête (Tableau 8-1). Tableau 8-1 – Principales interventions effectuées sur les systèmes de VMC double flux au cours des suivis expérimentaux Interphase VID/ETE ou VID/HIV Lieu Interphase ETE/HIV ou HIV/ETE - BBC2 - Changement des filtres - - Après la dernière enquête Deuxième réglage des débits suite à la plainte de l’occupant (températures trop chaudes) Remplacement de l’échangeur de chaleur d’origine par un échangeur de « dernière génération » Changement de tous les filtres par des filtres de meilleure capacité de rétention (filtres plissés) Actions correctives visant à réduire le niveau sonore - Deuxième réglage des débits suite à dérèglement de bouches Mise en dépression de l’étage pour éviter surchauffe (demande de l’occupant) Nettoyage des bouches Changements de 2 des 3 filtres BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 - Changement de tous les filtres Nettoyage des bouches encrassées Actions correctives visant à réduire le niveau sonore - Premier réglage des débits - Nettoyage de tous les filtres - Mise en marche de la VMC Premier réglage des débits à l’installation Deuxième réglage des débits suite à nos mesures et aux plaintes des occupants - Changement de tous les filtres Changement du moteur - Changement du compresseur - - PRI1 - Changement de tous les filtres Modification du panneau de commande afin de gérer indépendamment les T du RDC et du 1er étage En règle générale, les interventions liées à la mise en œuvre du système ont été réalisées avant les enquêtes en situation d’inoccupation sauf pour PAS2 et PAS3. Elles concernent la mise en fonctionnement du système, le premier réglage et l’équilibrage des débits. En situation d’occupation, des interventions liées à l’entretien et à la maintenance des systèmes sont effectuées (changement régulier des filtres à poussières, nettoyage des bouches encrassées). Par contre, les occupants 50/117 s’interrogent sur la possibilité d’effectuer le nettoyage des conduits du système du fait de l’absence d’entreprises spécialisées dans le domaine. Des interventions liées à une plainte des occupants ont également eu lieu et révèlent des dysfonctionnements plus ou moins graves du système. Parmi ces derniers, figurent le dérèglement (BBC3) ou le mauvais réglage des débits (BBC2, PAS3), des niveaux sonores élevés (BBC2, PAS1) mais aussi des pannes nécessitant le remplacement d’une partie du système (moteur, compresseur, échangeur de chaleur) dans 2 bâtiments (BBC2 et PRI2). 8.1.2 UTILISATION DES SYSTEMES L’utilisation du système de VMC double flux par les occupants pendant les deux enquêtes en phase d’occupation est reportée dans le Tableau 8-2. Il apparait que quelque soit la saison, la moitié des logements (BBC2, PAS3 et PRI1) utilise le plus fréquemment la plus petite vitesse de la VMC et l’autre moitié (BBC3, PAS1, PAS2) la vitesse moyenne. Sur les 4 habitations équipées d’un système de VMC avec programmation, 3 ne l’utilisent jamais : - BBC3 du fait de la complexité du manuel d’utilisation et de la programmation, - PAS1 par manque d’intérêt - PAS2 volontairement afin d’évaluer ses besoins pour une programmation adéquate ultérieure Une seule habitation (PAS3) utilise le programmateur mais ses occupants trouvent le programme inadapté par rapport à leur mode de vie. Pour BBC2, l’occupant se plaint de ne pas disposer du manuel d’utilisation. Tableau 8-2 – Utilisation du système de VMC double flux pendant les enquêtes en phase d’occupation (ETE et HIV) Lieu Vitesse de la VMC la plus utilisée Utilisation du mode programmation ETE HIV BBC2 petite petite Pas de programmation possible BBC3 moyenne donnée manquante non PAS1 moyenne donnée manquante non PAS2 moyenne moyenne non PAS3 petite petite oui PRI1 normale normale Pas de programmation possible 51/117 8.1.3 CONTROLE DES DEBITS D’AIR EXTRAIT Les débits d’air extrait ont été contrôlés en quelques points en situation d’occupation pour 3 bâtiments et sont comparés avec ceux mesurés en situation d’inoccupation (Tableau 8-3). Tableau 8-3 - Comparaison des débits d’air extrait mesurés dans quelques pièces selon la vitesse de la VMC en situations d’inoccupation et d’occupation Lieu Pièce SDB1 BBC2 WC1 BBC3 CHB1-Douche PAS2 C_US VMC Débit d'air extrait (m3/h) En inoccupation En occupation petite 24±3,6 25#±3,6 moyenne 26±3,6 27#±3,6 petite 11±3,6 11#±3,6 moyenne 11±3,6 12#±3,6 petite 10±3,6 moyenne 20±3,6 13 ±3,6 petite 42±3,6 35#±3,6 moyenne 50±3,6 47#±3,6 0 # # phase HIV Il apparaît que pour BBC2, les débits restent inchangés alors que pour BBC3 et PAS2, ils sont plus faibles en situation d’occupation. Pour BBC2, le remplacement de l’échangeur thermique et des filtres intervenu entre les deux périodes de mesure n’a pas eu d’incidence sur les débits d’air extrait. Pour BBC3, la diminution importante des débits serait probablement due à un déréglage de certains types de bouches au cours du temps. Les occupants ont fait remarquer que les débits se déréglaient très facilement sur certains types de bouches. En effet les modifications de débits s’effectuent directement sur la bouche simplement en la tournant, et à plusieurs reprises les occupants ou des personnes extérieures (électricien, femme de ménage) ont ainsi malencontreusement modifié les débits. Les occupants ont même décidé de faire une marque au feutre afin de retrouver la position initiale en cas de déréglage. Suite aux enquêtes en phase d’occupation, les propriétaires ont demandé à l’installateur de revenir afin d’apporter des mesures correctives. Pour PAS2, les écarts observés ne sont pas explicables au regard des informations fournies par l’occupant. 8.2 CONFINEMENT DE L’AIR Les statistiques descriptives des teneurs en CO2 mesurés dans la chambre du ménage et dans le séjour ouvert sur la cuisine des habitations lors des deux saisons (été et hiver) sont présentées dans le Tableau 8-4. Les distributions des concentrations sous forme de boites à moustaches (annexe 1) sont présentées en annexe 2. 52/117 Tableau 8-4 – Durée de suivi et données statistiques descriptives des concentrations en CO2 (ppm) mesurées dans chaque bâtiment, selon deux saisons et dans deux pièces Lieu Saison Pièce ETE BBC2 HIV ETE BBC3 HIV ETE PAS1 HIV ETE PAS2 HIV ETE PAS3 HIV ETE PRI1 HIV CHB1 Durée observée (en h) Moyenne 165 695 min P25 Médiane P75 max 372 911 1840 463 578 C_US 163 525 309 429 508 616 834 CHB1 163 788 378 684 811 883 1207 C_US 163 714 426 651 689 766 1769 CHB1 166 381 291 314 351 413 861 C_US 167 403 362 381 400 417 562 CHB1 165 722 467 595 701 823 1257 CHB2* 165 752 444 610 716 848 1683 C_US 165 623 457 539 601 699 961 CHB1 175 879 366 501 656 1371 1942 C_US 178 594 403 520 588 661 919 CHB1 168 920 415 586 778 1320 1679 C_US 167 668 403 518 619 751 1607 CHB1 168 738 331 367 449 1293 1829 C_US 167 510 335 422 492 570 1027 CHB1 163 1013 430 484 768 1654 2030 C_US Données manquantes CHB1 168 451 361 379 406 471 1229 C_US 165 363 326 348 356 367 651 CHB1 167 622 360 475 573 701 1263 C_US 167 567 407 495 557 640 870 CHB1 166 504 355 409 460 527 1032 C_US 165 479 355 399 477 548 823 CHB1 169 633 415 521 642 705 1115 C_US 167 566 384 484 561 637 1145 * mesure réalisée à la demande des occupants La durée de suivi des concentrations en CO2 est proche de la durée théorique correspondant à 7 jours de mesure soit 168 heures. Pour PAS2, les données hivernales du séjour sont manquantes suite à une panne d’alimentation électrique de l’appareil de mesure. Il apparaît que les concentrations médianes varient en fonction des pièces et des habitations entre 351 ppm (BBC3) et 811 ppm (BBC2). En ce qui concerne les valeurs extrêmes, les concentrations minimales sont faibles et homogènes quelle que soit l’habitation et voisines des concentrations habituellement mesurées à l’extérieur (aux alentours de 380 à 400 ppm). En revanche, les valeurs maximales sont inférieures ou égales à 2000 ppm. Il existe une différence significative (p-value < 0,0001) entre les concentrations mesurées au cours des deux saisons quelque soit la pièce. Les concentrations mesurées en été sont plus faibles que celle mesurées 53/117 en hiver. Ceci est probablement lié à la modification du comportement des occupants vis-à-vis de l’ouverture des fenêtres de leur logement hors période de chauffe (Tableau 8-5). En effet la durée d’ouverture des fenêtres en été est supérieure à une demi-heure par jour, pour la majorité des occupants le jour et pour la moitié la nuit. Par contre, en hiver, l’ouverture des fenêtres est rarement voire jamais pratiquée de jour comme de nuit. Cette constatation a également été faite lors de la campagne nationale Logements de l’OQAI (Lucas et al., 2009) Tableau 8-5 – Comportement des occupants par rapport à l’ouverture de la fenêtre de leur logement selon la saison et les périodes jour/nuit Lieu Durée d’ouverture des fenêtres de votre logement En été En hiver Le jour La nuit Le jour La nuit BBC2 Plus d’une ½ h Rarement ou jamais Rarement ou jamais Rarement ou jamais BBC3 Plus d’une ½ h Plus d’une ½ h PAS1 Moins d’une ½ h Rarement ou jamais PAS2 Plus d’une ½ h Rarement ou jamais Rarement ou jamais Rarement ou jamais PAS3 Plus d’une ½ h Plus d’une ½ h Rarement ou jamais Rarement ou jamais PRI1 Plus d’une ½ h Plus d’une ½ h Rarement ou jamais Rarement ou jamais réponse manquante Il existe également une différence significative (p-value < 0,0001) entre les concentrations mesurées dans les deux pièces quelque soit la saison (hormis pour PAS2 et PRI1 en été). Les concentrations mesurées dans la chambre sont plus élevées que celles mesurées dans le séjour ouvert sur la cuisine. Les concentrations moyennes hebdomadaires du CO2 mesurées dans la chambre du ménage ont été superposées aux distributions des concentrations des logements de la campagne nationale Logements (CNL) de l’OQAI (Figure 8-1) : - En hiver, la majorité des habitations présente des concentrations moyennes de CO2 comprises entre le 1er et le 3ème quartile de la CNL (sauf PRI1). - En été, deux groupes d’habitations se distinguent : le premier (BBC3, PAS3, PRI1) présente des teneurs moyennes inférieures au 1er quartile de la CNL, le second (BBC2, PAS1, PAS2) dépasse la concentration médiane de la CNL. Il est possible que l’ouverture des fenêtres du logement au cours de la nuit (Tableau 8-5) puisse avoir une importance car pour le premier groupe, la durée d’aération nocturne est de « plus d’une demiheure » alors que pour le second, elle est faible voire nulle (« rarement ou jamais »). Les occupants de BBC3 et PAS3 pratiquent la sur-ventilation nocturne en été par ouverture des fenêtres et sont satisfaits du rafraichissement induit. Toutefois ils trouvent qu’elle est difficile à réaliser du fait de l’absence de moustiquaires et de moyens d’anti-intrusion pour les animaux errants (chats). 54/117 Les concentrations médianes hebdomadaires du CO2 mesurées dans les habitations ont été comparées aux recommandations du règlement sanitaire département type (RSDT, 1985). Ces concentrations médianes dont la valeur maximale atteint 811 ppm ne dépassent pas les valeurs de 1 000 ppm ou de 1 300 ppm recommandées par le RSDT. Figure 8-1 – Superposition des concentrations moyennes hebdomadaires du CO2 (ppm) mesurées dans la chambre des habitations (en couleur) sur la distribution des concentrations des logements de la campagne nationale Logements de l’OQAI représentée par la boite à moustaches En conclusion, l’air est bien renouvelé (concentration médiane de CO2 inférieure à 1000 ppm) dans ces habitations qui présentent néanmoins la particularité d’avoir une densité d’occupation faible. Les concentrations sont plus faibles en été qu’en hiver du fait de l’ouverture plus fréquente et prolongée des ouvrants pendant cette période. Elles sont plus élevées dans la chambre que dans le séjour ouvert sur la cuisine. 8.3 QUALITE D’AIR INTERIEUR Les statistiques descriptives des indicateurs de pollution d’air intérieur mesurés lors des deux enquêtes en phase d’occupation (ETE et HIV) sont présentées ciaprès. Les résultats ont été comparés : - 2 aux valeurs françaises de références2 par l’Agence Nationale de sécurité sanitaire, de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES) ou le Les concentrations des polluants mesurés ici sont considérées comme représentatives d’une exposition de longue durée des occupants. C’est pourquoi elles sont mises en perspectives avec les valeurs guides et les valeurs repères de qualité d’air intérieur disponibles pour de telles durées d’exposition (exposition à long terme) sauf pour le monoxyde de carbone du fait de sa dangerosité. Pour ce polluant, les mesures sont comparées aux valeurs de référence pour des expositions aigues ou à court terme. 55/117 Haut Conseil de la Santé Publique (HCSP) et à défaut par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) ou à l’échelle européenne par le groupe d’experts INDEX ; - aux concentrations médianes pour les polluants mesurés dans le cadre de la campagne nationale Logements de l’OQAI (Kirchner et al., 2006). 8.3.1 LES COMPOSES ORGANIQUES VOLATILS TOTAUX Les statistiques descriptives des teneurs en COVT mesurées dans le séjour ouvert sur la cuisine des habitations lors des deux saisons (été et hiver) sont présentées dans le Tableau 8-6. Les distributions des concentrations sous forme de boites à moustaches sont présentées en annexe 3. La durée de suivi des concentrations en COVT est proche de la durée théorique correspondant à 7 jours de mesure soit 168 heures sauf pour PAS3 où l’appareil a été arrêté par l’occupant suite au déclenchement inexpliqué d’une alarme sonore. Pour PAS2, les données hivernales sont manquantes suite à une panne d’alimentation électrique de l’appareil de mesure. Il apparaît que les concentrations médianes varient en fonction des bâtiments et des saisons entre 6 µg/m3 (BBC3) et 570 µg/m3 (PAS3).Dans deux cas (BBC2 HIV et PAS1 HIV), les niveaux des COVT étaient très faibles et le plus souvent en dessous de la limite de détection de l’appareil. En ce qui concerne les valeurs extrêmes, les concentrations minimales sont inférieures à 150 µg/m3 et les valeurs maximales peuvent atteindre 2900 µg/m3. Tableau 8-6 - Durée de suivi et données statistiques descriptives des concentrations en COVT (µg/m3 équivalent toluène) mesurées le séjour de chaque bâtiment, selon deux saisons Lieu BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 Saison Durée observée (en h) Moyenne min ETE 163 239 < LD HIV 163 66 < LD ETE 167 16 < LD HIV 164 164 2 ETE 177 332 < LD HIV 167 17 < LD ETE 166 95 < LD 46 ETE 167 32 < LD HIV 148 598 ETE 159 HIV 167 Médiane P75 115 169 262 2262 < LD < LD 25 1894 < LD 6 27 1233 82 128 180 898 209 276 419 2873 < LD < LD 2 515 92 138 383 2 17 61 142 146 540 569 617 1268 46 < LD < LD 12 57 772 105 13 69 96 134 611 HIV P25 max données manquantes 56/117 Une différence significative (p-value < 0,0001) entre les concentrations mesurées au cours des deux saisons a été mise en évidence pour tous les bâtiments sauf pour PAS2 pour lequel le test statistique n’a pas été réalisé. Le calcul des moyennes des concentrations en fonction des saisons semble montrer que les teneurs des COVT sont plus élevées en hiver qu’en été. En l’absence de valeurs de référence sanitaires françaises, les teneurs de COVT mesurés ont été comparés, à titre d’information, à la valeur cible définie par la Commission « Hygiène de l’air intérieur » de l’Agence fédérale allemande pour l’environnement3 (Figure 8-2). La majorité des concentrations médianes sont inférieures à la valeur cible de 300 µg/m3 pour laquelle aucun impact sanitaire n’est décelé. Seule la mesure effectuée en HIV pour PAS3 (569 µg/m3) dépasse cette valeur mais reste inférieure à 1000 µg/m3. A ce niveau, aucun impact sanitaire spécifique n’est à déplorer. Teneurs hebdomadaires médianes COVT (µg/m3 éq. toluène) 700 ETE HIV 569 600 500 400 Valeur cible : 300 µg/m3 276 300 200 169 128 96 92 100 < LD 6 < LD nm 17 12 0 BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 Figure 8-2 – Concentrations hebdomadaires médianes des COVT (µg/m3 équivalent toluène) mesurés dans le séjour des habitations en fonction des saisons et comparaison avec la valeur cible allemande (Les tirets représentent les incertitudes de mesure de l’appareil) 8.3.2 LES COMPOSES ORGANIQUES VOLATILS ET LES ALDEHYDES Les concentrations hebdomadaires des COV et des aldéhydes sont présentés dans le Tableau 8-7. Onze familles de composés ont été identifiées et plusieurs composés restent inconnus (1 composé inconnu pour PAS1, PAS3, 4 pour PRI1, 10 pour BBC2 et PAS2). De vingt à trente composés différents sont quantifiés par habitation. 3 http://www.umweltbundesamt.de/gesundheit/innenraumhygiene/richtwerte-irluft.htm 57/117 Tableau 8-7 - Concentrations hebdomadaires (µg/m3) des composés organiques volatils et des aldéhydes mesurées et identifiés en phase ETE et HIV dans les bâtiments occupés (LD : limite de détection, LQ : limite de quantification, LI : limite d’identification fixée à 1 µg/m3) Famille de composé et composés identifiés Etalonnage Fréquence Fréquence BBC2 BBC3 quantification en quantification ÉTÉ HIV ÉTÉ HIV été (%) en hiver (%) Hydrocarbures aliphatiques et cycliques alcanes C5 alcane C6 alcanes C9 alcanes C10 alcanes C11 alcène alkylcyclohexanes nonane (alcane C9) n-décane n-undécane éq. tol. éq. tol. éq. tol. éq. tol. éq. tol. éq. tol. éq. tol. éq. tol. spé. spé. 50% 17% 17% 17% 17% 17% 17% 17% 100% 100% alkylbenzènes 1,2,4-trimethylbenzène benzène ethylbenzène styrène toluène m+p-xylène o-xylène éq. tol. spé. spé. spé. spé. spé. spé. spé. 50% 100% 67% 100% 83% 83% benzaldéhyde isovaléraldéhyde nonanal acétaldéhyde formaldéhyde hexaldéhyde acroléine éq. tol. éq. tol. éq. tol. spé. spé. spé. spé. 33% 83% 50% 100% 100% 100% 100% éq. éq. éq. éq. éq. éq. 100% 33% 50% 0% 83% 33% alpha-pinène beta-pinène camphène eucalyptol limonène 3-carène tol. tol. tol. tol. tol. tol. 100% 100% 83% <LI 13.8 17% 3.7 <LI 17% 6.9 <LI 17% 18.7 <LI 17% 9.4 <LI 0% <LI <LI 17% <LI 5.7 0% 2.2 <LI 100% 7.5 4.6 100% 8.4 16.5 Hydrocarbures aromatiques 100% <LI 25.1 100% 4.7 5.2 83% 1.3 5 100% 1.9 1.8 100% <LD 1.9 100% 15.6 20 83% 5 5 100% 3.8 3.8 Aldéhydes 33% <LI 7.0 50% 3.2 <LI 0% 5.8 <LI 100% 6.6 5.8 100% 28.5 12.3 100% 44.9 14.6 83% 0.9 <LD Terpènes 100% 16.4 13.7 17% 3.9 <LI 83% <LI <LI 17% <LI <LI 100% 6.3 9.2 17% <LI <LI PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 ÉTÉ HIV ÉTÉ HIV ÉTÉ HIV ÉTÉ HIV 10.4 <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI 41.4 27.9 5.5 <LI 2.4 <LI 11.6 <LI 43.0 <LI 39.0 <LI <LI <LI 15.8 <LI <LI <LI 67.6 13.8 39.2 26.4 3.7 <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI 6.5 5.7 3.3 <LI <LI <LI <LI 3.4 <LI <LI 2 3.1 93.1 <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI 6.8 21.8 <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI 15.9 23.9 <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI 3.4 3.4 15.4 <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI 5.1 12.6 5.4 <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI 2.1 2.7 <LI 4.7 1.2 1.7 1.8 14.7 7.3 1 1.3 1.3 29.0 30.4 25.7 <LI 27.6 20.2 32.9 2.9 17.4 12.3 7.8 7.9 4.3 5.6 1.7 <LD 1.2 <LQ 1.8 <LQ 5.8 1.3 1.9 2.2 5.1 6.8 1.5 4.5 1.2 1.8 1.6 0.2 0.8 1.8 5.4 5.4 3.7 2 9.8 4.7 1.8 13.2 4 6.2 38.4 13.4 <LI <LI <LI 7.9 19.9 29.1 0.9 5.4 <LI <LI 22.1 31.1 36.1 2.4 12.7 <LI <LI <LI 6.6 <LI 9.0 <LI 2.6 <LI 4.7 <LI 5.1 2.9 3.1 4.2 2 1.9 <LQ 16.7 5.1 5.3 4.7 6.2 <LQ 22.3 3.8 3.8 5.4 8.4 6.5 3 2.5 <LI <LI <LI <LI <LI 2.0 3.7 7.5 4.0 8.7 4.5 7.3 5.0 3.9 4.8 <LI <LI <LI <LI <LI 3.7 22.9 18.2 16.3 26.0 23.2 29.4 7.8 41.4 39.7 13.1 11.8 16.8 19.7 20.5 104.9 48.8 77.7 93.1 96 88.1 57.7 4.1 1.7 1.5 1.3 1.6 2.9 1 25.0 5.8 4.9 <LI 13.5 8.1 13.6 2.3 5.3 2.6 9.4 4.5 6.4 <LI 3.4 <LI <LI 2.3 6.6 <LI 4.2 <LI 7.1 <LI 17.7 <LI <LD <LI 11 <LI 6.8 <LI 3.2 <LI 9.2 <LI 5.8 <LI 4.5 <LI 2.9 <LI 16.9 12.1 2.6 <LI <LI <LI 11.5 19.1 43 0.8 13.0 <LI 7.9 <LI 11.0 <LI 58/117 Tableau 8-7 – Suite et fin Famille de composé et composés identifiés Etalonnage 2-butoxyéthanol 1,2-propanediol 2-butoxy éthanol /EGBE spé. éq. tol. spé. chloroalcane tétrachloroéthylène trichloroéthylène 1,4-dichlorobenzène éq. tol. spé. spé. spé. acétone éthylacétate éq. tol. éq. tol. dibutyldécanedioate n-butylacétate 1-méthoxy-2-propylacétate éq. tol. éq. tol. éq. tol. Acide acétique éq. tol. phénol éq. tol. 6-méthyl-5-heptèn-2-one *coélution avec composé inconnu éq. tol. Fréquence Fréquence BBC2 BBC3 PAS1 quantification en quantification en été (%) hiver (%) ÉTÉ HIV ÉTÉ HIV ÉTÉ HIV Glycols, éthers de glycol, esters de glycol 17% 0% <LD <LD <LD <LD <LD <LD 17% 17% <LI <LI <LI <LI 13.7 3.1 33% 0% <LD <LD <LD <LD 4.2 <LD Hydrocarbures halogénés 17% 0% 8.3 <LI <LI <LI <LI <LI 17% 0% <LD <LD <LD <LD <LD <LD 33% 17% <LD <LD 2.1 <LD <LD <LD 17% 0% <LD <LD <LD <LD <LD <LD Composés organiques très volatils 17% 0% 3.5 <LI <LI <LI <LI <LI 17% 33% <LI <LI <LI 6.6 <LI 2.4 Esters et lactones 17% 0% <LI <LI <LI <LI <LI <LI 0% 33% <LI <LI <LI 548.1 <LI <LI 0% 17% <LI <LI <LI <LI <LI <LI Acides 50% 50% <LI <LI <LI 3.2 13.5 15.4 Alcools aromatiques 33% 33% 4.7 15.1 <LI <LI <LI <LI Cétones 17% 0% <LI <LI <LI <LI <LI <LI PAS2 ÉTÉ HIV PAS3 ÉTÉ PRI1 HIV ÉTÉ HIV <LD <LD <LD <LD <LI <LI <LI <LI <LD <LD <LD <LD 1.3 <LI 1.3 <LD <LI <LD <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LD <LD <LD <LD 1.4 <LD <LD <LD <LD <LD 3.4 5.7 5.8 <LD <LD <LD <LD <LD <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI 2.0 <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI <LI 2.5 0.4* 9.2 <LI <LI <LI <LI <LI 5.6* <LI <LI 5.4 2.0* <LI <LI 10.1 <LI <LI 2.7 <LI <LI <LI <LI <LI 2.0* <LI 59/117 Sur les onze familles, six sont identifiés dans un seul ou deux bâtiments en été ou en hiver (fréquence de quantification ≤ 33%). Ces familles de composés (glycols_éthers de glycol_esters de glycol, hydrocarbures halogénés, composés organiques très volatils, esters et lactones, alcool aromatique, cétones) ont été écartées de la suite de l’exploitation des données. Il faut toutefois remarquer que le n-butylacétate a été mesuré seulement dans deux habitations à une très forte concentration dans BBC3 (548 µg/m3) et à une plus faible dans PAS3 (2,5 µg/m3). Ce composé est principalement utilisé comme solvant dans les produits cosmétiques (laques capillaires, vernis à ongles, parfums), dans l’industrie (pellicules photographiques, cuir artificiel, papier, peinture, vernis,…) mais également comme agent de saveur dans l'industrie alimentaire et comme agent d'extraction dans l'industrie pharmaceutique. Il est possible ici que ce composé soit lié à l’utilisation de produits cosmétiques. En effet les chambres de BBC3 et PAS3 sont des suites parentales disposant d’une salle de bain privée, attenante et communicante avec la chambre à coucher à la différence des chambres des autres bâtiments. Enfin, les occupants de BBC3 ont confirmé l’utilisation quotidiennement de parfum et de laque capillaire dans leur chambre. Les cinq familles de composés restantes regroupent le plus de composés présents et quantifiables au moins dans la moitié des bâtiments en été ou en hiver (fréquence de quantification ≥ 50%) (Figure 8-3 et Figure 8-4). Les 21 composés quantifiés sont les : - hydrocarbures aliphatiques et cycliques (n-décane, n-undécane, alcanes C5) ; - hydrocarbures aromatiques (alkylbenzènes, 1,2,4-triméthylbenzène, benzène, éthylbenzène, styrène, toluène, m+p-xylène, o-xylène) ; - aldéhydes (isovaléraldéhyde, hexaldéhyde, acroléine) ; - terpènes (alpha-pinène, camphène, limonène) ; - acides (acide acétique). nonanal, acéthaldéhyde, formaldéhyde, Parmi les 21 composés quantifiés dans au moins la moitié des bâtiments en été ou en hiver, 9 sont systématiquement présents dans les bâtiments. Ces composés classés par ordre décroissant de concentration médiane calculée sur les six bâtiments, sur l’année et par saison, sont l’hexaldéhyde (53 µg/m3 – 68 en été / 46 en hiver), le formaldéhyde (20 µg/m3 – 25 en été / 18 en hiver), l’acétaldéhyde (17 µg/m3 – 19 en été / 15 en hiver), le n-undécane (15 µg/m3 – 7 en été / 23 en hiver), l’alpha-pinène (13 µg/m3 – 15 en été /11 en hiver), le ndécane (7 µg/m3 – 6 en été / 10 en hiver), le 1,2,4-triméthylbenzène (5 µg/m3 – 6 en été /5 en hiver), le o-xylène (4 µg/m3 – 4 en été /3 en hiver) et l’éthylbenzène (2 µg/m3 – 2 en été /2 en hiver). Le formaldéhyde est le seul composé dont les concentrations sont systématiquement plus élevées en été qu’en hiver. Les composés majoritaires quantifiés dans les habitations quelle que soit la saison sont les aldéhydes (hexaldéhyde, formaldéhyde et acétaldéhyde), l’alphapinène, le n-décane, le n-undécane et les alkylbenzènes. 60/117 140 120 Hydrocarbures aliphaliques et cycliques BBC3 PAS1 PAS2 Aldéhydes Terpènes PAS3 PRI1 Acide Hydrocarbures 100 80 60 40 acide acétique* o-xylène m+p-xylène toluène styrène ethylbenzène benzène 1,2,4-trimethylbenzène alkylbenzènes* acroléine hexaldéhyde formaldéhyde acétaldéhyde nonanal* isovaléraldéhyde* limonène* camphène* alpha-pinène* n-undécane 0 n-décane 20 alcanes C5* Concentration hebdomadaire (µg/m3) ETE BBC2 Figure 8-3 - Concentrations hebdomadaires (µg/m3) des composés organiques volatils et des aldéhydes mesurées en été dans la chambre de chaque bâtiment. (* : concentration exprimée en équivalent toluène, les tirets représentent les incertitudes de mesure estimées à 20%) 140 120 Hydrocarbures aliphaliques et cycliques BBC3 Terpènes PAS1 PAS2 PAS3 Aldéhydes PRI1 Hydrocarbures aromatiques Acide 100 80 60 40 acide acétique* o-xylène m+p-xylène toluène styrène ethylbenzène benzène 1,2,4-trimethylbenzène alkylbenzènes* acroléine hexaldéhyde formaldéhyde acétaldéhyde nonanal* isovaléraldéhyde* limonène* camphène* alpha-pinène* n-undécane 0 n-décane 20 alcanes C5* Concentration hebdomadaire (µg/m3) Hiver BBC2 Figure 8-4 - Concentrations hebdomadaires (µg/m3) des composés organiques volatils et des aldéhydes mesurées en hiver dans la chambre de chaque bâtiment. (* : concentration exprimée en équivalent toluène, les tirets représentent les incertitudes de mesure estimées à 20%) 61/117 En été, BBC2 présente la plus forte concentration en toluène, BBC3 en m+pxylène, éthylbenzène, PAS1 en hexaldéhyde, formaldéhyde, alpha-pinène, alcanes C5 et acide acétique, PAS2 en n-décane, n-undécane et alkylbenzènes, PAS3 en acétaldéhyde. En hiver, BBC2 présente la concentration la plus élevée en toluène et en alcanes C5, PAS1 en formaldéhyde et en acide acétique, PAS2 en n-décane et en n-undécane et PRI1 en alcanes C5 et m+p-xylène. Enfin PAS2 et PAS3 présentent les plus fortes concentrations en hexaldéhyde. Les concentrations des composés organiques volatils et des aldéhydes des habitations ont été comparées aux concentrations des 20 composés organiques cibles de la campagne nationale Logements. Sur les 20 composés, 17 ont été détectés au moins une fois alors que 3 composés ne l’ont jamais été (1méthoxy-2-propanol et son acétate, 2-butoxy éthyl acétate). Les valeurs inférieures à la limite de quantification (LQ) ont été remplacées par la moitié de la valeur de la limite de quantification (LQ/2). Pour les 17 composés cibles : - les concentrations de chaque bâtiment ont été superposées à la distribution des concentrations de la campagne nationale Logements présentée sous forme de boites à moustaches en fonction des saisons (annexe 4), - la concentration médiane calculée pour chaque bâtiment, à partir des mesures effectuées selon les deux saisons a été comparée à la concentration médiane de la campagne nationale Logements (Tableau 8-8). Sur les 17 composés détectés, 16 composés dépassent la concentration médiane de la CNL au moins dans une habitation alors qu’un seul composé ne la dépasse jamais (tétrachloroéthylène). Parmi les 16 composés, 4 composés (1,2,4triméthylbenzène, hexaldehyde, n-undécane, o-xylène) dépassent systématiquement la médiane de la CNL dans toutes les habitations. Le rapport de la concentration médiane mesurée sur la concentration médiane de la CNL par bâtiment, sur chaque composé quantifié, varie de 1 à plus de 10 (Figure 8-5). BBC2 présente globalement les rapports les plus faibles (rapport maximum inférieur ou égal à 2 selon les composés), PAS2 les plus élevés (rapport maximum inférieur ou égal à 10) et les autres habitations des rapports de intermédiaires (rapport maximum compris entre 4 et 7). Les rapports médians de concentration par bâtiment (tous composés confondus) ont été calculés et sont en gras sur la Figure 8-5. Il apparaît que les habitations BBC2, PAS1 et PRI1 présentent des concentrations 1,1 à 1,2 fois plus élevées que celles de la CNL, BBC3 et PAS2, 1,7 fois plus élevés et PAS3, 2,1 plus élevées. 62/117 Tableau 8-8 – Comparaison de la médiane des concentrations des composés organiques volatils et des aldéhydes (µg/m3) mesurées dans la chambre de chaque bâtiment selon deux saisons avec la concentration médiane de la campagne nationale Logements BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 Concentration médiane Campagne nationale logements 124-trimethylbenzène 5,0 4,7 5,1 14,9 7,9 5,0 4,1 1,4-dichlorobenzène <LD 1,1 <LD <LD <LD 4,6 4,2 2-butoxy éthanol <LD <LD 2,1 <LD <LD 0,8 1,6 acétaldéhyde 6,2 15,0 20,6 21,2 26,3 9,7 11,6 acroléine non calculée 1,7 2,9 1,4 2,3 0,9 1,1 benzène 3,2 1,5 1,4 1,2 1,2 3,2 2,1 ethylbenzène 1,9 7,5 1,3 2,1 6,0 3,0 2,3 formaldéhyde 20,4 25,5 40,6 12,5 18,3 19,8 19,6 hexaldéhyde 29,8 32,6 76,9 85,4 92,1 50,4 13,6 m+p-xylène 5,0 21,1 2,5 5,5 11,5 7,6 5,6 n-décane 6,1 9,7 3,6 54,5 10,2 4,4 5,3 n-undécane 12,5 13,7 7,7 33,6 16,1 12,5 6,2 o-xylène 3,8 7,7 2,5 3,8 6,9 2,6 2,3 tétrachloroéthylène <LD <LD <LD <LD <LD 0,7 1,4 styrène 1,0 2,9 1,3 1,7 0,5 3,6 1,0 toluène 17,8 5,8 4,7 8,7 5,2 11,7 12,2 trichloroéthylène <LD <LD <LD 2,9 <LD <LD 1,0 Rapport concentration médiane étude /CNL 11,0 124-trimethylbenzène 1,4-dichlorobenzène 10,0 2-butoxy éthanol 9,0 acétaldéhyde 8,0 acroléine 7,0 benzène ethylbenzène 6,0 formaldéhyde 5,0 hexaldéhyde 4,0 m+p-xylène 3,0 n-décane n-undécane 2,1 2,0 1,7 1,2 1,7 1,2 1,1 1,0 o-xylène styrène 0,0 toluène BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 trichloroéthylène Figure 8-5 – Rapport de la concentration médiane mesurée dans l’étude sur la concentration médiane de la CNL pour chaque composé cible et pour chaque habitation. 63/117 Les concentrations médianes des composés organiques volatils et des aldéhydes mesurées par bâtiment ont été comparées aux valeurs de références pour des expositions à long terme (Tableau 8-9). Les concentrations médianes sont en dessous des valeurs de référence pour la majorité des composés. La valeur guide du benzène (2 µg/m3) est dépassée deux fois (BBC2 et PRI1) alors que la valeur repère (5µg/m3) n’a jamais été atteinte. La valeur repère du formaldéhyde (30 µg/m3) est dépassée une fois (PAS1) mais la valeur d’information et de recommandation n’a jamais été atteinte (50 µg/m3). Tableau 8-9 – Valeur de référence pour les composés organiques volatils et les aldéhydes pour l’air intérieur Composés organiques volatils et aldéhydes Acétaldéhyde Benzène Valeurs de référence pour des expositions de long terme (exposition chronique) Valeur guide : 200 µg/m3 INDEX (2004) Valeur guide : 2 µg/m3 pour une durée d’exposition « vie entière »,correspondant à un excès de risque de 10-5 ANSES (2008) Valeur repère en dessous de laquelle aucune corrective n’est préconisée aujourd’hui : 5 µg/m3 Valeur d’action rapide: 10 µg/m action HCSP (2010b) 3 Valeur guide : 10 µg/m3 pour une exposition long terme Formaldéhyde Référence Valeur repère en dessous de laquelle aucune corrective n’est préconisée aujourd’hui: 30 µg/m3 ANSES (2007a) action Valeur d’information et de recommandation : 50 µg/m3 HCSP (2009) Valeur d’action rapide: 100 µg/m3 m/p-xylènes et o-xylènes Valeur guide: 200 µg/m3 INDEX (2004) Styrène Valeur guide : 250 µg/m3 INDEX (2004) Toluène Valeur guide : 300 µg/m3 INDEX (2004) Trichloréthylène Tétrachloréthylène Valeur guide : 20 µg/m3 pour les effets chroniques cancérogènes et une durée d’exposition vie entière, correspondant à un excès de risque de 10-5 ANSES (2009a) Valeur guide : 250 µg/m3 ANSES (2010b) Valeur repère : 250 µg/m3 Valeur d’action rapide: 1250 µg/m3 HCSP (2010c) 64/117 8.3.3 LES PARTICULES EN MASSE Les concentrations massiques des particules PM2,5 mesurées dans le séjour ouvert sur la cuisine sont présentées dans le Tableau 8-10 pour chaque bâtiment et selon la saison. La mesure de PAS2 en HIV a été invalidée suite au nonrespect des critères de validation du prélèvement. Les concentrations varient entre 7 (PAS3) et 28 µg/m3 (PRI1). Dans la majorité des cas, elles sont plus faibles en été qu’en hiver possiblement du fait d’une aération par ouverture des fenêtres plus importante en période de hors chauffe. Pour PRI1, c’est l’inverse puisque les concentrations sont plus élevées en été. Il est possible qu’une pollution extérieure soit à l’origine de cela. En effet, au cours de l’été, un chantier de construction de maisons individuelles se trouvait à proximité de cette habitation. La comparaison des résultats avec la concentration médiane des particules PM2,5 de la CNL selon les saisons (Tableau 8-10 et Figure 8-6) montre que les concentrations mesurées en été sont inférieures à la médiane de la CNL (sauf PRI1). En hiver, les concentrations de BBC3, PAS1 et PAS3 sont un peu plus élevées que la médiane de la CNL. La médiane des concertations mesurées selon les deux saisons est inférieure à celle de la CNL (ration entre 0,5 et 0,9) sauf pour PAS1 qui la dépasse légèrement (ratio égal à 1,1). Tableau 8-10 - Concentrations massiques des particules PM2,5 (µg/m3) mesurées selon les saisons dans les bâtiments et indication de la concentration médiane mesurée dans les logements de la campagne nationale logements de l’OQAI Concentration PM2,5 (µg/m3) Saison BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 Concentration médiane PM2,5 Campagne nationale logements (OQAI) ETE 8,10 7,82 14,14 9,59 7,06 21,24 15,55 HIV 12,67 27,80 26,03 Prélèvement invalide 23,50 12,69 22 Médiane 10,39 17,81 20,09 Non calculé 15,28 16,97 19,1 65/117 Figure 8-6 - Superposition des concentrations massiques des PM2,5 (µg/m3) mesurées dans le séjour ouvert sur la cuisine des habitations (en couleur) sur la distribution des concentrations des logements de la campagne nationale Logements de l’OQAI représentée par la boite à moustaches En comparaison avec la valeur guide proposée par l’OMS et reprise par l’ANSES (Tableau 8-11), toutes les concentrations médianes dépassent la valeur de 10 µg/m3. Cette valeur est toutefois à prendre avec précaution car peu d’études ont été conduites sur leurs effets sanitaires à court et long terme. De plus, l’impact sanitaire est différent du fait de l’hétérogénéité de leur taille et leur composition chimique et biologique. Tableau 8-11 - Valeur guide des PM2,5 définie par l’ANSES et l’OMS pour l’air intérieur Polluants Valeur de référence pour des expositions de long terme (exposition chronique) Particules (PM2,5) Valeur guide : 10 µg/m3 Référence ANSES (2010) OMS (2006) 8.3.4 LES PARTICULES EN NOMBRE Les statistiques descriptives du nombre de particules par litre d’air mesurées dans le séjour ouvert sur la cuisine des habitations lors des deux saisons (été et hiver) sont présentées dans les Tableau 8-12 et Tableau 8-13. Les distributions des concentrations sous forme de boites à moustaches sont présentées en annexe 5. 66/117 La durée de suivi des concentrations en nombre de particules est proche de la durée théorique correspondant à 7 jours de mesure soit 168 heures. Il manque toutefois des données pour trois enquêtes : BBC3 (HIV) où le prélèvement a été invalidé, PAS1 (ETE) où l’occupant a refusé l’installation de l’appareil trop bruyant à son gout, PAS2 (HIV) où une panne d’alimentation électrique de l’appareil de mesure est survenue au tout début de l’enquête. Tableau 8-12 - Durée de suivi et données statistiques descriptives des concentrations en nombre de particules [0,3-1µm[ (nombre par litre d’air) mesurées le séjour de chaque bâtiment, selon deux saisons Lieu Saison BBC2 BBC2 BBC3 BBC3 PAS1 PAS1 PAS2 PAS2 PAS3 PAS3 PRI1 PRI1 ETE HIV ETE HIV ETE HIV ETE HIV ETE HIV ETE HIV Durée observée (en h) 163 162 167 167 166 167 166 165 167 Moyenne min P25 Médiane P75 max 18622 3001 9662 13790 22298 339976 79967 3987 22955 42335 104381 441785 18125 5975 11243 14105 19321 776800 Prélèvement invalidé Prélèvement non réalisé suite à plainte de l’occupant 150231 10773 28765 45326 74263 13229598 36652 5059 14726 21632 43338 477340 Données manquantes 21553 7961 14264 19245 24382 536054 173794 17722 62119 137339 224381 2090915 85299 11800 22339 43545 89292 5884994 52844 8982 27258 48425 66028 605760 Tableau 8-13 - Durée de suivi et données statistiques descriptives des concentrations en nombre de particules [1-20µm] (nombre par litre d’air) mesurées le séjour de chaque bâtiment, selon deux saisons Lieu Saison BBC2 BBC2 BBC3 BBC3 PAS1 PAS1 PAS2 PAS2 PAS3 PAS3 PRI1 PRI1 ETE HIV ETE HIV ETE HIV ETE HIV ETE HIV ETE HIV Durée observée (en h) Moyenne 163 162 167 784 556 767 167 166 167 166 165 167 min P25 Médiane P75 34 206 557 894 16 112 287 660 21 342 637 1048 Prélèvement invalidé Prélèvement non réalisé suite à plainte de l’occupant 1351 9 64 312 817 706 45 186 455 878 Données manquantes 680 68 372 546 845 873 67 217 432 903 671 25 186 356 568 682 12 79 337 1012 max 7928 8712 22344 127401 6750 2275 22749 58101 4710 67/117 Il apparaît que les concentrations médianes des particules [0,3-1µm[ sont plus élevées (de l’ordre de 100 fois) que celles des particules [1-20µm] (Figure 8-7 et Figure 8-8). Les concentrations médianes des particules [0,3-1µm[ varient entre environ 14 000 et moins de 50 000 particules./litre sauf pour PAS3 où la médiane HIV est de plus de 135 000 particules/litre. Pour les particules [120µm], les concentrations médianes oscillent entre environ 300 et moins de 700 particules/litre. Dans le cas de PAS3, il est intéressant de souligner que l’occupant trouve sa maison « poussiéreuse », ce que confirme les mesures élevées en nombre des particules [0,3-1µm[. Selon l’occupant, cette poussière fine proviendrait des fuites d’isolant (fibres de bois et ouate de cellulose) situées à la base des murs à cause de l’absence actuelle de plinthes et au sommet des murs à cause de l’espace ménagé entre le plafond et le mur. Il est également possible que les niveaux de particules [0,3-1µm[ soient liées aux travaux d’installation de la cheminée réalisés quelques jours avant l’enquête en phase HIV. Du fait des trois séries de données manquantes pour BBC3, PAS1 et PAS2, les concentrations mesurées en été et en hiver ont été comparées statistiquement pour BBC2, PAS3 et PRI1. Il apparaît qu’une différence significative (p-value < 0,0001) entre les concentrations mesurées au cours des deux saisons et pour les deux tranches granulométriques existe pour BBC2 et PAS3 mais pas pour PRI1 (test statistique non significatif). Les concentrations médianes du nombre de particules de BBC2 et PAS3 semblent montrer que les particules [0,3-1µm[ sont plus abondantes en hiver alors que les particules [120µm] sont plus abondantes en été. Les concentrations en nombre de particules n’ont pas été comparées aux données du sous-échantillon de la CNL (actuellement en cours d’exploitation). Par ailleurs, il n’existe pas à notre connaissance de valeur de référence pour ce paramètre de pollution. Concentration médiane du nombre de particules entre 0,3 et 1 µm par litre d'air 160000 ETE HIV 137339 140000 120000 100000 80000 60000 48425 43545 45326 42335 40000 20000 13790 21632 14105 19245 0 BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 Figure 8-7 - Concentrations médianes du nombre de particules [0,3-1µm[ (nombre par litre d’air) mesurés dans le séjour des habitations en fonction des saisons (Les tirets représentent les incertitudes de mesure de l’appareil) 68/117 Concentration médiane du nombre de particules entre 1 et 20 µm par litre d'air 1000 ETE HIV 900 800 700 637 557 600 546 455 500 400 356 337 312 287 300 432 200 100 0 BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 Figure 8-8 - Concentrations médianes du nombre de particules [1-20µm] (nombre par litre d’air) mesurés dans le séjour des habitations en fonction des saisons (Les tirets représentent les incertitudes de mesure de l’appareil) 8.3.5 LE RADON Les résultats des mesures de radon sont présentés dans le Tableau 8-14. Pour chaque bâtiment, le radon a été mesuré dans deux pièces pendant une période d’au moins deux mois entre le 15 septembre et le 30 avril afin de fournir un résultat représentatif des niveaux de concentration moyens rencontrés dans une année. Pour BBC2, une seule mesure est disponible (celle du séjour) du fait de l’invalidité de la mesure réalisée dans la chambre. Tableau 8-14 – Caractéristiques principales des mesures et concentration du radon (Bq/m3) mesuré dans deux pièces de chaque bâtiment début fin Sur l’étude Entre 15/09 et 30/04 27/07/2009 26/01/2010 6 4 27 17 25/08/2009 02/05/2010 43 10 CHB1 25/08/2009 02/05/2010 24 13 C_US 27 20 C_US BBC2 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 Date de mesure CHB1 C_US BBC3 Durée de mesure (mois) Concentration du radon (Bq/m3) Code Lieu de bâtiment mesure Prélèvement invalide 13/10/2009 15/02/2010 CHB1 13/10/2009 15/02/2010 C_US 09/03/2010 17/06/2010 CHB1 09/03/2010 17/06/2010 C_US 26/08/2009 19/02/2010 CHB1 26/08/2009 19/02/2010 C_US 12/01/2010 01/07/2010 12/01/2010 01/07/2010 CHB1 Incertitude (%) 8 8 4 4 3 2 6 5 6 4 9 34 12 32 7 39 52 12 66 11 20 20 16 21 69/117 Les concentrations du radon oscillent entre 7 et 66 Bq/m3. Elles semblent les plus élevées pour BBC3 et PAS3 situées en Pays de Loire et les plus faibles pour PAS1 et PAS2 en Ile de France. Hormis pour BBC2 pour laquelle une seule mesure est disponible, les concentrations sont plus élevées dans la chambre que dans le séjour sauf pour PAS3. Ceci est peut être lié au niveau des pièces par rapport au sol car les chambres de BBC3, PAS1, PAS2, PRI1 sont au premier l’étage alors que celle de PAS3 est au rez de chaussée. Les concentrations en radon mesurées dans les bâtiments ont été superposées aux distributions des concentrations des logements de la campagne nationale Logements (CNL) de l’OQAI (Figure 8-9). Il apparaît que les concentrations sont inférieures à la médiane française sauf pour BBC3 (dans le séjour) et PAS3 (dans le séjour et la chambre). Figure 8-9 - Superposition des concentrations de radon (Bq/m3) mesurées dans le séjour ouvert sur la cuisine et la chambre des habitations (en couleur) sur la distribution des concentrations des logements de la campagne nationale Logements de l’OQAI représentée par la boite à moustaches En comparaison avec les valeurs de référence du radon (Tableau 8-15), aucune mesure ne dépasse l’objectif de précaution actuellement en vigueur dans les établissements recevant du public et les valeurs d’action proposées pour l’habitat neuf ou existant. Tableau 8-15 - Valeurs de référence du radon pour l’air intérieur Polluants Radon Valeur de référence pour des expositions de long terme (expositions chroniques) Objectif de précaution : < 400 Bq/m3 Entre 400 et 1000 Bq/m3, il est nécessaire d'entreprendre des actions correctrices simples de façon à réduire la concentration du radon dans le lieu de vie Au-delà de 1000 Bq/m3, il est impératif d’entreprendre des actions correctives de façon à réduire la concentration du radon dans le lieu de vie Valeurs d’action proposées: 200 Bq/m3 dans l’habitat neuf et 300 Bq/m3 dans l’habitat existant Référence Arrêté du 22 juillet 2004 pour les établissements recevant du public HCSP (2010a) 70/117 8.3.6 LE MONOXYDE DE CARBONE Le monoxyde de carbone a été mesuré uniquement pendant l’enquête d’hiver dans 3 bâtiments (BBC3, PAS2 et PAS3) possédant un système de combustion (poêle-cheminée à bois). Les résultats montrent que les concentrations en CO sont systématiquement nulles pour BBC3 et PAS3. Pour ce dernier bâtiment, les occupants ont indiqué ne pas avoir fait fonctionner leur poêle pendant l’enquête. Pour PAS2, les concentrations sont nulles sauf entre le 12 mars 2010 à 21h29 et le 13 mars 2010 à 3h14 où un pic de concentration à 8 ppm est atteint à 21h44. Les occupants ont indiqué avoir allumé le poêle à partir de 19h40 et l’avoir éteint avant d’aller se coucher. En comparaison avec les valeurs de référence du CO (Tableau 8-16), aucune valeur guide n’a été dépassée pour les 3 bâtiments investiguées. Les niveaux mesurés sont proches de ceux de la campagne nationale Logements (Kirchner et al., 2006) voisins également de zéro. Tableau 8-16 – Valeurs de référence à court terme du monoxyde de carbone proposée par l’ANSES pour l’air intérieur Polluants Valeur de référence pour des expositions aigue ou à court terme Référence Valeurs guides : Monoxyde de carbone - 10 mg/m3 (9 ppm) pour une exposition de 8h - 30 mg/m3 (26 ppm) pour une exposition de 1h - 60 mg/m3 (52 ppm) pour une exposition de 30 minutes - 100 mg/m3 (87 ppm) pour une exposition de 15 minutes Valeur d’intervention : dépassement de 10 mg/m3 pendant plus d’une minute ANSES (2007b) 71/117 8.4 CONFORT THERMIQUE Le confort thermique est évalué, à partir des mesures en continu de la température et de l’humidité relative de l’air dans deux pièces (séjour ouvert sur la cuisine et chambre) au cours des enquêtes, par l’étude dynamique du profil des données, par le calcul des indices de confort global (PMV et PPD) et des critères de confort thermique local. Ces résultats ont été ensuite confrontés à la perception du confort thermique des occupants renseignée par autoquestionnaire pendant les enquêtes. Pour deux bâtiments (BBC3 et PAS3), plusieurs sondes de températures ont été installées dans différentes pièces et à l’extérieur et enregistrent les données au fil de l’eau. Ces données ont permis de suivre l’évolution annuelle de la température dans les différentes pièces et d’appréhender le confort adaptatif (en période estivale). 8.4.1 ETUDE DYNAMIQUE SAISONNIERE DE LA TEMPERATURE ET DE L’HUMIDITE RELATIVE DE L’AIR Les statistiques descriptives de la température et de l’humidité relative de l’air mesurées à 75 cm de hauteur dans la chambre du ménage et à 120 cm dans le séjour ouvert sur la cuisine sont présentées respectivement dans le Tableau 8-17 et le Tableau 8-18 pour chaque habitation lors des deux saisons (été et hiver). Les distributions des concentrations sous forme de boites à moustaches sont présentées en annexe 6 pour la température et en annexe 7 pour l’humidité relative. La perception du confort thermique par les occupants est présentée dans le Tableau 8-23. La durée de suivi de ces deux paramètres est proche de la durée théorique correspondant à 7 jours de mesure soit 168 heures. Par contre les données hivernales sont manquantes pour les deux pièces de BBC3 et PAS3 et pour la chambre de PAS2 du fait de l’invalidité des prélèvements. Il apparaît que les températures médianes varient en fonction des pièces et des habitations entre 18,2°C (PAS2 – HIV) et 26,5 °C (PRI1 -ETE). La valeur minimale du percentile 25 de la température est de 17,6°C (PAS1 – ETE) et la valeur maximale du percentile 75 de 27,5°C (PRI1 – ETE). En ce qui concerne l’humidité relative, sa valeur médiane varie entre 29,3% (PRI1-HIV) et 58,1% (PAS3-ETE). La valeur minimale de son percentile 25 est de 27,9% (PRI1-HIV) et la valeur maximale de son percentile 75 de 64,5% (PAS3-ETE). En ce qui concerne les mesures réalisées dans la chambre 2 de BBC3, il apparait clairement que les températures sont élevées aussi en été qu’en hiver. Il semble que le premier étage de ce bâtiment et en particulier cette chambre présente des températures plus élevées que les pièces du rez-de-chaussée (observation confirmée par les occupants) du fait du mouvement ascendant de l’air chaud. En hiver, lorsque le poêle cheminée au rez-de-chaussée fonctionne, l’occupant de la chambre 2 rapporte qu’il est souvent obligé d’ouvrir sa fenêtre. Les occupants rapportent que les convecteurs électriques des salles de bains de l’étage ne sont 72/117 jamais utilisés. En été, des surchauffes interviennent en particulier en fin de journée dans la chambre 2 (et CHB3) du fait de l’absence de protections solaires extérieures au niveau des fenêtres exposées à l’ouest. Tableau 8-17 - Durée de suivi et données statistiques descriptives de la température de l’air (°C) mesurée dans chaque bâtiment, selon deux saisons et dans deux pièces Lieu Saison ETE BBC2 HIV ETE BBC3 Pièce Durée observée (en h) Moyenne CHB1 164 C_US 164 CHB1 163 min P25 Médiane P75 max 25,2 23,2 24,6 25,1 25,7 27,1 24,3 21,9 23,5 24,3 25,8 26,6 20,5 14,2 20,0 20,5 21,0 22,6 C_US 165 20,1 17,9 19,4 20,3 21,6 22,3 CHB1 166 24,2 19,8 23,1 24,2 25,4 28,0 CHB2* 166 25,2 21,6 24,1 25,1 26,3 29,6 C_US 167 23,4 18,6 22,1 23,6 26,4 28,2 22,3 23,2 26,1 CHB1 HIV CHB2*# données manquantes 165 21,9 C_US ETE PAS1 HIV ETE PAS2 HIV ETE PAS3 HIV ETE PRI1 HIV 15,6 20,7 données manquantes CHB1 178 20,6 19,3 19,8 20,3 21,1 25,0 C_US 177 20,7 18,8 19,9 20,5 22,7 24,9 CHB1 168 19,7 16,8 19,2 19,5 19,8 26,7 C_US 167 18,4 16,9 17,6 18,4 20,0 21,3 CHB1 167 21,9 18,7 21,2 21,6 22,7 25,1 C_US 167 21,9 19,3 21,2 22,0 23,9 24,5 CHB1 données manquantes C_US 163 18,5 17,0 17,9 18,2 20,3 21,3 CHB1 167 21,6 17,9 21,1 22,0 22,4 23,2 C_US 168 22,7 17,4 21,9 22,8 25,1 25,7 CHB1 données manquantes C_US données manquantes CHB1 166 25,7 24,6 25,3 25,7 26,0 27,2 C_US 165 26,3 23,2 25,8 26,5 27,5 28,1 CHB1 168 21,8 19,1 21,1 21,6 22,2 33,6 C_US 168 20,1 18,6 19,7 20,1 21,2 22,3 * mesure supplémentaire réalisée dans la chambre à l’étage ayant un de ses murs au niveau du grand volume du séjour ouvert sur la cuisine #du fait du dysfonctionnement de la sonde de T et d’HR placée à 75cm du sol, les valeurs présentées ici sont celles de la sonde placée à 20 cm du sol 73/117 Tableau 8-18 - Durée de suivi et données statistiques descriptives de l’humidité relative de l’air (°C) mesurée dans chaque bâtiment, selon deux saisons et dans deux pièces Lieu Saison ETE BBC2 HIV ETE BBC3 Pièce Durée observée (en h) Moyenne min P25 CHB1 164 47,4 39,2 45,1 47,4 49,8 57,9 C_US 164 48,9 34,3 46,1 49,3 51,6 61,0 CHB1 163 30,8 21,3 28,4 30,0 33,0 41,2 C_US 165 31,5 24,9 28,5 30,6 34,2 45,3 CHB1 166 46,3 26,0 42,7 46,2 51,4 64,9 CHB2* 166 42,9 26,6 39,1 42,4 48,9 66,2 C_US 167 46,8 22,9 42,1 47,1 52,8 67,9 32,1 33,5 39,9 CHB1 HIV CHB2*# données manquantes 165 32,2 C_US ETE PAS1 HIV ETE PAS2 HIV ETE PAS3 HIV ETE PRI1 HIV Médiane P75 max 23,8 30,6 données manquantes CHB1 178 44,9 33,2 42,6 45,1 47,0 53,4 C_US 177 42,8 34,0 40,0 42,3 45,4 51,7 CHB1 168 34,7 24,1 32,7 34,3 37,0 41,2 C_US 167 33,6 27,2 31,5 32,9 35,5 51,0 CHB1 167 47,9 38,2 45,7 48,3 50,2 59,4 C_US 167 48,6 39,3 46,4 49,2 50,6 59,0 CHB1 C_US CHB1 C_US données manquantes 163 36,2 28,7 32,5 36,8 39,7 47,0 167 58,1 34,4 52,7 58,1 64,5 75,9 168 53,4 25,4 49,2 53,0 59,3 74,4 CHB1 données manquantes C_US données manquantes CHB1 166 46,9 36,6 43,8 45,9 48,9 62,1 C_US 165 45,2 35,5 40,7 43,9 47,5 70,0 CHB1 168 30,5 14,4 27,9 29,3 33,2 45,3 C_US 168 36,4 30,5 32,8 34,3 39,5 51,4 * mesure supplémentaire réalisée dans la chambre à l’étage ayant un de ses murs au niveau du grand volume du séjour ouvert sur la cuisine #du fait du dysfonctionnement de la sonde de T et d’HR placée à 75cm du sol, les valeurs présentées ici sont celles de la sonde placée à 20 cm du sol Il existe une différence significative (p-value < 0,0001) entre les températures et les humidités relatives de l’air mesurées au cours des deux saisons quelque soit la pièce. Le calcul des médianes de ces deux paramètres en fonction des saisons semble montrer que la température et l’humidité relative sont plus élevées en été qu’en hiver. Il existe également une différence significative (p-value < 0,0001) entre ces paramètres mesurées à une même hauteur dans les deux pièces quelque soit la saison pour la majorité des cas (hormis pour PAS2 en été pour la température, BBC3 en hiver, PAS2 en été et en hiver pour l’humidité relative). Le calcul des médianes de ces deux paramètres en fonction des pièces 74/117 semble montrer que la température et l’humidité relative sont plus élevées dans la chambre que dans le séjour ouvert sur la cuisine. Les valeurs moyennes hebdomadaires de température et d’humidité relative de l’air mesurées dans la chambre du ménage ont été superposées aux distributions des concentrations des logements de la campagne nationale Logements (CNL) de l’OQAI (Figure 8-10 et Figure 8-11). Figure 8-10 - Superposition des températures moyennes hebdomadaires (°C) mesurées dans la chambre des habitations (en couleur) sur la distribution des concentrations des logements de la campagne nationale Logements de l’OQAI représentée par la boite à moustaches Figure 8-11 - Superposition des humidités relatives moyennes hebdomadaires (°C) mesurées dans la chambre des habitations (en couleur) sur la distribution des concentrations des logements de la campagne nationale Logements de l’OQAI représentée par la boite à moustaches 75/117 Il apparaît que les températures mesurées sont proches de la moyenne de la CNL en hiver alors qu’elles sont plus dispersées autour de la moyenne et proches du 1er et 3ème quartile en été. Pour cette saison, deux groupes de bâtiments se distinguent : PAS1, PAS2 et PAS3 avec des températures moyennes inférieures à 22°C et BBC2, BBC3 et PRI1 avec des températures moyennes supérieures à 24°C. Au niveau de l’humidité relative de l’air, les valeurs mesurées sont quasisystématiquement inférieures ou égales au 1er quartile de la CNL pour les deux saisons sauf pour PAS3 en été (valeur au-dessus du 3ème quartile de la CNL). Ceci semble indiquer que l’air est plus sec que celui des bâtiments de la CNL. Ceci est peut être lié à la sous-occupation de ces habitations mais également à la prédominance du bois agissant comme régulateur d’humidité. 8.4.2 ETUDE DYNAMIQUE ANNUELLE DE LA TEMPERATURE DE L’AIR POUR BBC3 ET PAS3 Pour deux bâtiments (BBC3 et PAS3), des sondes de températures ont été installées à l’extérieur et dans trois pièces intérieures : le séjour ouvert sur la cuisine, une chambre (différente de celle du ménage), un bureau. A l’aide de ces données, le température par rapport à un uniquement sur les plages de 18h-22h la semaine, 8h-22h le 9h-23h le WE). Il a été décidé d’hiver à 16°C. pourcentage mensuel de dépassement de la seuil de confort a été calculé sur l’année 2010 présence des occupants (pour BBC3 : 6h-8h et WE ; pour PAS3 : 7h-9h et 19h-23h la semaine, de fixer le seuil d’inconfort d’été à 27°C et celui Les résultats du bâtiment BBC3 présentés dans la Figure 8-12 montrent que les dépassements des seuils d’inconfort en présence des occupants sont plus fréquents et étalés dans le temps en été qu’en hiver. En été, les dépassements peuvent être fréquents (88% au maximum) et s’étalent de mai à octobre alors qu’en hiver, ils ne dépassent pas 30% et sont observées de novembre à février. Les pourcentages de dépassement les plus élevées et les plus fréquents sont observées en été dans la chambre 2 et en hiver dans le bureau. En été les dépassements de température dans la chambre 2 et le séjour ouvert sur la cuisine sont liés aux rayonnements directs du soleil sur les surfaces vitrées exposées à l’ouest et à l’absence de protections solaires extérieures. Les dépassements observés au bureau semblent plutôt liés au transfert de chaleur du séjour vers cette pièce plutôt qu’au rayonnement direct du soleil, les fenêtres étant exposées à l’est. Il faut noter qu’en hiver, la température de la chambre 2 a dépassé 5% du temps la valeur de 27°C à cause de la convection naturelle de l’air chauffé par le poêle cheminée du rez de chaussée. En hiver, les dépassements de température dans le bureau sont possiblement liés à l’éloignement de cette pièce par rapport à l’emplacement du poêle cheminée. Les occupants trouvent cette pièce peu chauffée et envisagent d’installer les convecteurs électriques se trouvant dans les salles de bains du premier étage puisque ces derniers n’ont jamais été utilisés en hiver. Au mois de février, le pourcentage de dépassement élevé (27%) dans la chambre 2 et dans le bureau est vraisemblablement lié à l’absence des occupants pendant les vacances scolaires (donc absence de chauffage) concomitant à l’absence possible de soleil entrainant la chute des températures intérieures du bâtiment. 76/117 100% Pourcentage de dépassement du seuil d'inconfort d'hiver en 2010 90% 80% 70% 60% 50% 40% 27% 27% 30% 20% 10% 7% 6% 8% 2% 1% 0% janvier février mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre 100% Pourcentage de dépassement du seuil d'inconfort d'été en 2010 88% 90% 80% 77% 70% 60% 57% 54% 57% 50% 43% 40% 30% 33% 30% 23% 20% 14% 14% 8% 10% 25% 5% 3% 1% 1% 5% 0% janvier février mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre Figure 8-12 – Pourcentage mensuel de dépassement de la température mesurée en présence des occupants dans trois pièces ( ) de BBC3 en 2010 par rapport au seuil d’inconfort d’hiver (graphique du haut) et au seuil d’inconfort d’été (graphique du bas). 77/117 100% Pourcentage de dépassement du seuil d'inconfort d'hiver en 2010 90% 80% 70% 57% 60% 50% 40% 33% 33% 30% 25% 25% 23% 19% 20% 13% 10% 7% 5% 6% 3% 4% 0% janvier février mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre 100% Pourcentage de dépassement du seuil d'inconfort d'été en 2010 90% 80% 70% 60% 50% 40% 31% 30% 20% 9% 10% 4% 1% 0% janvier février mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre Figure 8-13 - Pourcentage mensuel de dépassement de la température mesurée en présence des occupants dans trois pièces ( ) de PAS3 en 2010 par rapport au seuil d’inconfort d’hiver (graphique du haut) et au seuil d’inconfort d’été (graphique du bas). 78/117 Les résultats du bâtiment PAS3 présentés dans la Figure 8-13 montrent, à la différence de BBC3, que les dépassements des seuils d’inconfort en présence des occupants sont plus fréquents et plus étalés dans le temps en hiver qu’en été. En hiver ils peuvent atteindre 57% des cas et s’étaler de novembre à mars alors qu’en été, ils ne dépassent pas 31% et sont observés entre août et octobre. En hiver, les dépassements de température dans la chambre 2 et le bureau sont probablement liés à la limitation volontaire du chauffage du poêle cheminée par les occupants mais également à leur possible absence (absence de chauffage) notamment en décembre. En l’absence de chauffage, la chambre 2 présente le pourcentage de dépassement le plus fort du fait de l’absence de rayonnements directs solaires (fenêtre exposée au nord) à la différence du bureau et du séjour ouvert sur la cuisine bénéficiant d’une grande surface vitrée exposée au sud. Au cours de l’été, des dépassements sont observés rarement probablement du fait de la présence de protections solaires extérieures sur les baies vitrées exposées au sud. Un dépassement important est toutefois noté en août pour le séjour ouvert sur la cuisine mais correspond certainement à la période d’absence des occupants (absence de sur-ventilation nocturne pour rafraichir le bâtiment ?). 8.4.3 EVALUATION DU CONFORT GLOBAL Le confort thermique global a été déterminé à partir du calcul du PMV et du PPD en période d’occupation (ETE et HIV) dans une seule pièce (séjour ouvert sur la cuisine) pour chaque bâtiment uniquement sur les plages de présence des occupants (19h-22h en semaine, 12h-22h le week-end). Ce calcul a nécessité au préalable la mesure ou l’estimation de plusieurs variables d’entrées. La température moyenne de rayonnement, la température et l’humidité relative de l’air ambiant, la vitesse d’air ont été mesurées, l’isolement thermique vestimentaire et le métabolisme énergétique des occupants ont été évalués par auto-questionnaire. 8.4.3.1 Température moyenne de rayonnement La température moyenne de rayonnement a été mesurée ponctuellement dans deux pièces de chaque bâtiment en période d’occupation et a été comparée à la température de l’air ambiant (Figure 8-14). Il apparaît que pour les deux pièces, la température moyenne de rayonnement est proche de celle de l’air ambiant (différence inférieure à 0,5°C) ce qui semble lié à la bonne isolation des parois. Ainsi la température moyenne de rayonnement a été prise égale à la valeur de température de l’air ambiant. 79/117 Figure 8-14 – Mesures ponctuelles de température (°C) dans 2 pièces de chaque bâtiment selon les périodes d’occupation ( ) 8.4.3.2 Température et humidité relative de l’air Ces paramètres ont été mesurés en continu dans le séjour ouvert sur la cuisine à 120 cm de hauteur en phase d’occupation (ETE et HIV). 8.4.3.3 Vitesse de l’air Les vitesses d’air ont été mesurées ponctuellement, en période d’inoccupation, dans chaque bâtiment pour chaque vitesse de VMC au centre du séjour ouvert sur la cuisine, à 1,20 m de hauteur (Figure 8-15). La valeur moyenne des vitesses d’air prise en compte pour le calcul du confort global dans tous les bâtiments est de 0,07 m/s. Figure 8-15 – Mesure de la vitesse d’air (m/s) au centre du séjour ouvert sur la cuisine à 1,20m de hauteur pour différentes vitesses de la VMC double flux 8.4.3.4 Résultats Les valeurs médianes prévisibles de sensation thermique (PMV) indiquent que la sensation thermique est légèrement fraiche à fraiche pour la grande majorité des bâtiments sans montrer de différence importante entre la semaine et le weekend et les saisons (Tableau 8-19). Les bâtiments BBC2 et PRI1 se distinguent des autres par une ambiance neutre à légèrement tiède. 80/117 Tableau 8-19 - Valeur médiane prévisible de sensation thermique (PMV) par bâtiment selon la saison, en semaine et en week-end. Lieu BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 Eté Hiver Semaine Week-end -0,7 légèrement frais -0,5 légèrement frais -2,3 frais -1,5 frais -1,2 légèrement frais 0,2 neutre -0,2 neutre -0,8 légèrement frais -1,6 frais -1,2 légèrement frais -1,0 légèrement frais 0,5 légèrement tiède Semaine -0,2 neutre -0,6 légèrement -0,9 légèrement -0,6 légèrement -0,8 légèrement -0,4 neutre Week-end frais frais frais frais -0,4 neutre -0,6 légèrement -0,7 légèrement -1,0 légèrement -1,1 légèrement -0,4 neutre frais frais frais frais Le pourcentage médian prévisible d’insatisfaits (PPD) varie entre plus de 5% jusqu’à près de 90% (Tableau 8-20). Ce pourcentage est élevé pour PAS1, PAS2 et PAS3 par rapport aux autres bâtiments pour lesquels les pourcentages sont inférieurs à 20%. Il est plus élevé en été qu’en hiver, la semaine en période estivale et le week-end en période hivernale. Tableau 8-20 - Pourcentage médian prévisible d’insatisfaits (PPD) par bâtiment selon la saison, en semaine et en week-end. Lieu Eté Hiver Semaine Week-end Semaine Week-end BBC2 15% 7% 6% 8% BBC3 10% 17% 12% 13% PAS1 87% 54% 21% 15% PAS2 51% 37% 13% 25% PAS3 34% 27% 19% 29% PRI1 6% 10% 8% 9% Ces résultats sont en décalage avec les valeurs médianes des températures de l’air mesurées dans la même pièce notamment en été qui varient entre 20 et 26°C selon les bâtiments. Ce décalage peut être lié l’imprécision de certaines données d’entrée telles que la vêture. Ce paramètre est difficile à renseigner par les occupants et a été considéré comme constant sur l’ensemble de la journée le week-end et en soirée la semaine. 8.4.4 EVALUATION DU CONFORT LOCAL D’après le Tableau 8-21, il apparaît une absence de gênes locales liées à la présence de courants d’air en hiver, dans les bâtiments, dans les deux pièces instrumentées (chambre et séjour ouvert sur la cuisine), en semaine et le weekend. De même, aucune gêne n’est ressentie par rapport à la différence verticale de température de l’air entre la tête et les pieds. Cette différence est 81/117 systématiquement significative (p<0,05) hormis dans un seul cas (chambre de PAS1 en été). Il apparaît également que la température de l’air au niveau de la tête est systématiquement supérieure à celle mesurée au niveau des pieds. Tableau 8-21 – Pourcentages prévisibles de population gêné par la présence de courant d’air en hiver et la différence verticale de température (tête-pied) dans le séjour de chaque bâtiment Différence verticale de température dans le séjour Courant d’air en hiver Lieu Chambre semaine Séjour WE semaine Eté WE semaine Hiver WE semaine < 1% 2% WE aucune gêne < 1% aucune gêne < 0,5 % < 0,5 % non calculé non calculé aucune gêne aucune gêne BBC3 2% 2% aucune gêne PAS1 3% 3% non calculé 3% < 0,5 % < 0,5 % < 0,5 % < 0,5 % aucune gêne non calculé < 0,5 % < 0,5 % non calculé non calculé non calculé BBC2 aucune gêne PAS2 non calculé non calculé PAS3 non calculé non calculé non calculé non calculé < 0,5 % < 0,5 % non calculé PRI1 aucune gêne aucune gêne aucune gêne aucune gêne < 0,5 % < 0,5 % 1% 1% 1% 8.4.5 EVALUATION DU CONFORT ADAPTATIF L’évaluation du confort thermique selon le modèle adaptatif a été réalisée en période estivale 2010 (entre 1er juin et 30 septembre), en présence des occupants des bâtiments BBC3 et PAS3. Ces bâtiments disposent de sondes de température à l’extérieur et de plusieurs à l’intérieur (notamment dans le séjour ouvert sur la cuisine, une chambre, un bureau). Les résultats obtenus à partir de ce modèle sont présentés dans la Figure 8-16 pour trois pièces de chaque bâtiment. Par ailleurs, ils figurent les quatre classe de confort définis selon la norme EN15251 (AFNOR, 2007) comme ci-après : - Limite I : niveau élevé recommandé pour les espaces occupés par des personnes très sensibles et fragiles - Limite II : niveau normal qu’il convient d’utiliser dans les bâtiments neufs ou rénovés - Limite III : niveau modéré acceptable qui peut être utilisé dans les bâtiments existants - Limite IV : valeurs en dehors des critères des catégories ci-dessous / niveau acceptable pour une partie restreinte de l’année Au niveau des classes de confort, il apparait que le confort thermique est élevé à normal (limites I et II) dans 87 à 89% du temps dans le séjour des deux bâtiments et le bureau de BBC3. Dans ces pièces, le confort est modéré en moyenne 9% du temps et en dehors des plages de confort moins de 3% du temps. Pour les autres pièces (Chambre 2 de BBC3 et Pas3, Bureau de Pas3), des problèmes d’inconfort apparaissent entre 7 et 16% du temps. 82/117 BBC3 PAS3 Séjour ouvert sur cuisine Chambre 2 Bureau Figure 8-16 – Application du confort adaptatif selon la norme EN 15251 dans différentes pièces des bâtiments BBC3 et PAS3 en période estivale (juinseptembre 2010) et en situation d’occupation et indication des classes de confort 83/117 Pour les trois pièces instrumentées dans BBC3, il apparaît que le séjour est la seule pièce présentant à la fois des températures au-delà des limites supérieures et inférieures de confort (I et II) traduisant des températures élevées (au-dessus de 27°C) à moins élevés (en dessous de 20°C). La chambre 2 présente quant à elle des températures intérieures très souvent au-delà aux limites supérieures de confort (I et II), largement au-dessus de 27°C traduisant une surchauffe de cette pièce en été. Par contre les températures intérieures du bureau sont systématiquement en deçà des limites inférieures de confort (I et II), entre 20 et 21°C. Ces particularités peuvent être expliquées par la localisation, l’orientation principale de chacune des pièces et par l’absence de protections solaires extérieures. La chambre 2 connait des surchauffes de température car elle est au premier étage et possède une baie vitrée orientée à l’ouest alors que le bureau est au rez-de-chaussée, a trois parois exposées aux conditions extérieures et sa baie vitrée est orienté à l’est. Comme pour BBC3, le séjour de PAS3 présente à la fois des températures audelà des limites supérieures et inférieures de confort (I et II) traduisant des températures élevées (au-dessus de 27°C) à moins élevés (en dessous de 20°C). Par contre, la chambre 2 et le bureau de PAS3 présentent des températures intérieures systématiquement en deçà des limites inférieures de confort (I et II). La chambre et le bureau sont exposés au nord ce qui semble expliquer les résultats observés. 8.4.6 PERCEPTION DU CONFORT THERMIQUE PAR LES OCCUPANTS Les réponses au questionnaire perceptif permettant notamment de connaitre la perception du confort thermique par les occupants âgés de plus de 10 ans sont synthétisées, par bâtiment et selon les saisons, dans le Tableau 8-22 pour le confort thermique global et les gènes locales et dans le Tableau 8-23 pour la température et l’humidité relative de l’air. La majorité des occupants des bâtiments sélectionnés ont complété et rendu leurs questionnaires sauf ceux de PAS1 sur les deux saisons et BBC3 en hiver. Les occupants de PAS3 n’ont pas souhaité s’exprimer sur la température et d’humidité relative de l’air en hiver car le système de chauffe (poêle cheminée) n’avait pas encore été installé. Le confort thermique global est considéré par la quasi-totalité des occupants de « confortable » jusqu’à « très satisfaisant » en été et entre « confortable » et « satisfaisant » en hiver. Par contre, des inconforts thermiques sont ressentis en été dans BBC3 et en hiver dans BBC2, PAS3 et PRI1. Les gènes sont de plusieurs types : - température des chambres trop élevée (en été pour BBC3 et en hiver pour PRI1) - température du sol trop froide (BBC2, PAS3) - température du séjour trop froide le matin en l’absence de soleil et de moyen de chauffage (PAS3 en hiver) - différence verticale de température entre les pieds et la tête (PAS3) - courants d’air (PRI1) 84/117 Il apparaît que les occupants de BBC2 et PAS3 sont satisfaits de la température et de l’humidité relative de l’air de leur habitation puisqu’ils le qualifient de « confortable ». Pour les autres bâtiments des températures élevées sont signalées par tous les occupants de BBC3 (température chaude dans CHB1, très chaude dans CHB2 et CHB3) et par un des deux occupants de PAS2 et PRI1. Une seule personne se plaint de température froide (PAS2). L’air est sec selon les occupants de PAS2 sur les deux saisons et pour PRI1 en hiver. Tableau 8-22 - Perception du confort thermique global et des gènes locales par les occupants âgés de plus de 10 ans de tous les bâtiments selon la saison Lieu BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 Perception du confort thermique par les occupants > 10 ans En été En hiver Confort Confort thermique Gènes locales thermique Gènes locales globale globale Code individu 01 02 01 satisfaisant satisfaisant plutôt satisfaisant aucune gène aucune gène aucune gène T élevées dans chambres le soir T élevée dans CHB3 satisfaisant satisfaisant température sol froide aucune gène 02 plutôt satisfaisant 03 01 02 01 02 très insatisfaisant confortable satisfaisant aucune gène aucune gène plutôt insatisfaisant confortable 01 très satisfaisant aucune gène plutôt insatisfaisant 02 satisfaisant aucune gène Insatisfait 01 plutôt satisfaisant aucune gène confortable 02 plutôt satisfaisant aucune gène plutôt insatisfaisant données manquantes données manquantes PAS3 PRI1 aucune gène aucune gène différence T pieds/tête température sol froide T froide matin sans soleil et sans chauffage T élevée dans chambres T élevée dans chambres / courants d’air Tableau 8-23 – Perception de la température et de l’humidité relative de l’air par les occupants âgés de plus de 10 ans de tous les bâtiments selon la saison Lieu BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 Code individu 01 02 01 02 03 01 02 01 02 01 02 01 02 1 dans CHB2 et CHB3 2 dans CHB1 3 au rez de chaussée Perception du confort thermique par les occupants > 10 ans En été En hiver Température Humidité relative Température Humidité relative confortable confortable plutôt chaude1 très chaude1 / chaude2 confortable3 chaude confortable confortable plutôt sec confortable confortable confortable confortable données manquantes confortable confortable données manquantes confortable plutôt chaude confortable confortable confortable plutôt chaude plutôt sec plutôt sec confortable confortable confortable confortable froide confortable plutôt sec sec refus de répondre confortable trop chaude plutôt sec plutôt sec 85/117 8.5 CONFORT ACOUSTIQUE Des mesures de contrôle du niveau sonore ont été systématiquement réalisées en situation d’occupation dans une chambre pour chaque vitesse de fonctionnement de la VMC double flux. Ces mesures sont comparées à celles réalisées en situation d’inoccupation (Tableau 8-24) et montrent que les écarts sont faibles pour les bâtiments sauf pour BBC3 en moyenne et grande vitesse. Pour ce bâtiment et comme mentionné plus haut, le dérèglement des bouches d’extractions a entrainé une diminution des débits d’air extraits mais possiblement une diminution du niveau sonore. Il apparait que les niveaux sonores de PAS3 n’ont pas bougé malgré les deux réglages successifs des débits d’air du système de ventilation par l’installeur après l’enquête en phase d’inoccupation. Tableau 8-24- Comparaison des niveaux sonores mesurés dans la chambre selon la vitesse de la VMC en situations d’inoccupation et d’occupation Lieu BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 Pièce VMC CHB1 CHB1 Niveau sonore (dBA) En inoccupation En occupation petite 30±1,5 30#±1,5 moyenne 35±1,5 30#±1,5 grande 39±1,5 33#±1,5 petite - 30*±1,5 moyenne 32±1,5 30*±1,5 grande - 30*±1,5 très grande 33±1,5 32*±1,5 petite 30±1,5 30*±1,5 CHB1 CHB1 moyenne 30±1,5 30*±1,5 grande 30±1,5 33*±1,5 petite 30±1,5 30*±1,5/ 30#±1,5 moyenne 30±1,5 30*±1,5/ 30#±1,5 grande 30±1,5 32*±1,5 / 30#±1,5 * phase ETE, # phase HIV L’appréciation globale de l’ambiance sonore des logements par les occupants est décrite entre « plutôt agréable » et « extrêmement agréable » quelle que soit la saison (Tableau 8-25). Par contre les occupants expriment des gênes sonores ponctuelles liées le plus souvent aux bruits des équipements de l’habitation en particulier du système de ventilation (BBC2, BBC3, PAS2, PRI1). Le bruit du « moteur » de la VMC est perceptible lorsque tout est calme, au moment de se coucher (BBC3), pendant la nuit (BBC2, PAS2) ou en l’absence de bruit intérieur lié à l’activité humaine (télévision, radio,…) (BBC3). D’autres bruits intérieurs sont évoqués tel que celui lié au démarrage de la pompe à chaleur (PRI1) ou le bruit d’impact des gouttes d’eau sur le carrelage de la douche (PAS3). Enfin le bruit extérieur peut être source de gêne (PRI1 : chantier de construction et aérodrome à proximité). 86/117 Tableau 8-25 – Appréciation individuelle de l’ambiance sonore de chaque adulte selon les logements et les saisons au cours de la phase d’occupation Lieu Appréciation de l’ambiance sonore du logement au cours de l’enquête En été En hiver Individu_1 Individu_2 Individu_1 Individu_2 BBC2 agréable agréable BBC3 très agréable très agréable plutôt désagréable* PAS1 plutôt agréable plutôt agréable données manquantes données manquantes PAS2 plutôt agréable plutôt agréable agréable plutôt agréable PAS3 très agréable agréable très agréable agréable PRI1 plutôt agréable plutôt agréable extrêmement agréable agréable * Avec le système de VMC en fonctionnement en vitesse moyenne 87/117 8.6 CONSOMMATION D’ENERGIE 8.6.1 PAR RELEVE DE FACTURES D’ENERGIE Les occupants des habitations étudiées ont été sollicités afin de fournir leurs factures d’électricité et d’eau sur une période d’un an et au mieux, depuis leur date d’emménagement. Afin de mieux estimer leur consommation d’eau, des détails sur leur utilisation (hors eau potable et eau sanitaire) ont été demandés (quantité d’eau et fréquence d’utilisation pour le lavage des voitures, l’arrosage du jardin, le remplissage d’un aquarium, d’une piscine…). Pour ceux disposant d’un système de chauffage au bois (BBC3, PAS2 et PAS3), il leur a été demandé de quantifier leur consommation de bois pendant la dernière période de chauffe et d’indiquer la nature du bois et le pouvoir calorifique. Le recueil de ces informations a été laborieux et a nécessité plusieurs mois et de très nombreuses relances (téléphoniques et par courrier électronique) car la demande leur a été adressée en février 2010 et les dernières données ont été reçus en mars 2011. La qualité des données recueillies est extrêmement variable d’une habitation à l’autre puisque certains occupants nous ont fait parvenir la totalité de leurs factures sous format électronique ou papier alors que d’autres ont communiqué simplement des consommations annuelles sans qu’aucune validation puisse être apportée. Les calculs des consommations d’électricité et d’eau sont basés sur les relevés d’index et non sur les estimations mensuelles. Comme ces relevés d’index sont réalisés, au mieux, par semestre et au pire, par an, il n’a pas été toujours possible de disposer de la consommation annuelle. Pour obtenir de façon certaine les index relevés sur une période d’un an, il aurait été nécessaire de recueillir respectivement 18 mois et 24 mois de factures. La consommation annuelle a toutefois été calculée en extrapolant les consommations relevés par index. Cette méthode est peu précise mais permet d’avoir une estimation grossière des consommations de l’année. Les consommations d’énergie annuelles en énergie finale pour tous les usages confondus sont présentées par bâtiment et par m2 SHAB dans la Figure 8-17 et comparées à la consommation annuelle des résidences principales françaises estimée à 196 kWh/m2.an d’énergie finale en 2008 (ADEME, 2010). Il apparaît que les 6 bâtiments étudiés ont une consommation totale d’énergie finale inférieure à 100 kWh/m2 SHAB.an ce qui représente la moitié de la consommation d’énergie nationale actuelle. Deux des six bâtiments présentent une consommation d’énergie finale inférieure à 43 kWh/m2SHAB.an soit le quart de la consommation d’énergie nationale actuelle. Les disparités observées entre les bâtiments sont difficilement explicables du fait de la méthode d’évaluation des consommations par relevés de facture (consommation globale et non par poste, relevés semestriel ou annuel et non mensuel,…). Toutefois les bâtiments BBC2 et PRI1 présentent des consommations élevées alors qu’elles sont plus faibles et du même ordre de grandeur pour les quatre autres bâtiments. Il est possible que cela soit lié aux dysfonctionnements des 88/117 systèmes de ventilation mécanique double flux ayant eu lieu dans ces deux habitations durant les premiers mois d’occupation (remplacement de l’échangeur pour BBC2, changement du moteur, du compresseur et du panneau de commande pour PRI1).De plus PRI1 est le seul bâtiment à disposer d’une climatisation. Les bâtiments BBC3, PAS2 et PAS3 disposent d’un système de chauffage au bois mais la consommation de bois est réduite pour PAS3 par rapport aux deux autres. Il semble que les occupants de PAS3 utilisent moins leur chauffage au bois du fait de leur comportement économe et en l’absence de jeunes enfants à la différence des occupants de BBC3 et PAS2. Consommation annuelle tous usages (kWh/m2/an en énergie finale) 200 Tous Usages (kWhef/m²SHAB/an) Moyenne ADEME 2010 (196 kWhef/m2/an) 150 100 98 88 68 63 42 50 29 0 BBC2 BBC3 PAS1 PAS2 PAS3 PRI1 Figure 8-17 – Consommations annuelles d’énergie finale par m2 SHAB (tous usages confondus) par relevé de factures pour chaque bâtiment et comparaison avec la consommation annuelle en énergie finale des résidences principales françaises (ADEME, 2010) 8.6.2 PAR SUIVI PAR POSTE Les données de consommations par poste des deux habitations instrumentées à cet effet (BBC3 et PAS3) ont été récupérées quotidiennement par le CSTB sous forme de fichier texte. Un programme a été développé sous Visual Basic for Application sous Microsoft Excel pour permettre l’exploitation de ces données dans le cadre d’un stage de Master 2 « Matériaux, Management de projet et qualité, Energies renouvelables » de l’Université de Poitiers (Rupin, 2010). Les consommations mensuelles en énergie primaire par poste pour BBC3 et PAS3 exprimées en kWh/m2 SHON sont présentées sur les Figure 8-18 et Figure 8-19. 89/117 BBC3 - Année 2010 20 Energie Energie Energie Energie Energie Energie Consommation par poste (kWh/m2 SHON en énergie prinaire) 18 16 14 Autres usages (kWh) Eclairage (kWh) VMC (kWh) ECS electrique (kWh) Chauffage Bois (kWh) coeff. 0,6 Chauffage electrique (kWh) 12 10 8 6 4 2 0 janv.-10 févr.-10 mars-10 avr.-10 mai-10 juin-10 juil.-10 août-10 sept.-10 oct.-10 nov.-10 déc.-10 Figure 8-18 – Consommations par poste mesurées en 2010 pour BBC3 et exprimées en kWh/m2 SHON en énergie primaire PAS3 - Année 2010 Consommation par poste (kWh/m2SHON en énergie prinaire) 20 Energie Autres usages (kWh) 18 Energie Eclairage (kWh) Energie VMC (kWh) 16 Energie ECS electrique (kWh) 14 Energie Chauffage Bois (Wh) coeff. 0,6 Energie Chauffage electrique (kWh) 12 10 8 6 4 2 0 janv.-10 févr.-10 mars-10 avr.-10 mai-10 juin-10 juil.-10 août-10 sept.-10 oct.-10 nov.-10 déc.-10 Figure 8-19 - Consommations par poste mesurées en 2010 pour PAS3 et exprimées en kWh/m2 SHON en énergie primaire 90/117 Pour BBC3, les consommations les plus élevées sont observées sur les 3 premiers mois (janvier, février, mars) puis sur les deux derniers mois (novembre et décembre) de l’année 2010 ce qui correspond approximativement à la période de chauffe. Pendant cette période, le poste de consommation « énergie chauffage bois » apparaît puisque les occupants utilisent leur poêle cheminée bois pour se chauffer. Ce poste représente le tiers des consommations annuelles en début d’année et moins d’un quart en fin d’année. Il apparait que le chauffage électrique (convecteurs dans salles de bain) est très peu utilisé ce qui est conforté par les occupants (du fait du mouvement ascendant de l’air chauffé par le poêle, les pièces de l’étage sont chauffés et il n’est pas utile d’utiliser les convecteurs électriques). Les consommations des autres usages (électroménagers, hifi, bureautique, prises électriques,…) représente le second (voir le premier) poste de consommation en période de chauffe et le premier en période de hors chauffe. La variation de ces consommations induit que certains usages sont plus fréquents en période de chauffe. Du fait de l’inertie du chauffage au bois et en cas d’absence prolongée (et donc absence de chauffage au bois), les occupants utiliseraient régulièrement des radiateurs mobiles à bain d’huile dans le séjour. Ils souhaitent d’ailleurs déplacer les convecteurs des salles de bains vers le séjour et le bureau situés au rez-de-chaussée. En juillet et août 2010, les consommations sont les plus faibles du fait de l’absence des occupants pendant une partie des vacances scolaires d’été. La consommation du poste « éclairage » diminue avec l’augmentation de la durée des jours et de l’ensoleillement. Il en est de même pour le poste « consommation d’eau chaude sanitaire » car les apports solaires deviennent plus importants en période estivale. La consommation de la VMC est faible par rapport aux autres postes et semble un peu plus importante en période estivale. Pour PAS3, les consommations mensuelles ne sont disponibles qu’à partir du mois d’avril. Comme précédemment, les consommations sont les plus fortes sur les deux derniers mois de l’année (novembre et décembre) c'est-à-dire pendant la période de chauffe. Cela est lié à l’augmentation de la consommation du chauffage électrique et la consommation de bois pour le poêle cheminée, absente le reste de l’année. A noter que la consommation de chauffage bois est réduite par rapport à BBC3 probablement du fait du comportement économe des occupants de PAS3. Enfin, du fait de l’inertie du chauffage au bois, les occupants utilisent les convecteurs électriques placés dans le coin cuisine et la salle de bain principale. La production électrique d’eau chaude sanitaire est le premier poste de consommation sur toute l’année et la consommation est constante toute l’année. Il était initialement prévu de disposer d’un système de production d’eau chaude sanitaire solaire avec un appoint électrique mais à cause de règles d’urbanisme, les panneaux solaires n’ont pas pu être installés sur le toit terrasse (dépassement de la hauteur maximale autorisée). De fait de l’amélioration des techniques de panneaux solaires, un système solaire a été installé en mai 2011 et devrait logiquement abaisser les consommations électriques de production d’eau chaude sanitaire. 91/117 La consommation d’énergie des autres usages est constante sur l’année et représente le deuxième poste de consommation en période hors chauffe. La consommation d’énergie pour l’éclairage augmente en hiver alors que celle de la VMC reste constante toute l’année. La répartition annuelle par poste des consommations d’énergie primaire de BBC3 et PAS3 pour l’année 2010 (Figure 8-20) montre que le chauffage n’est plus le principal poste de consommation puisqu’il contribue entre 17 et 23% à la consommation d’énergie totale. Ce sont les consommations d’énergie des autres usages qui sont les plus élevées pour BBC3 et celles de la production électrique d’eau chaude sanitaire pour PAS3. Les consommations d’éclairage varient entre 6 et 12% et celles de la VMC entre 3 et 5%. Consommations annuelles d'énergie primaire en kWh par m2 SHON par usages pour l'année 2010 120 100% 90% 100 80 80% 12 40 21 60% 4 3 50% 40% 5 19 40 30% Energie Autres usages Energie Eclairage 6% 3% Energie VMC 12% 5% 49% 18% Energie ECS electrique Energie Chauffage Bois 20% 20 22 0 42% 70% 44 60 25% 2 BBC3 En kWh/m2SHON/an 4 9 PAS3 10% 21% 0% 2% BBC3 5% 12% Energie Chauffage electrique PAS3 En pourcentage Figure 8-20 - Consommations d’énergie primaire de BBC3 et PAS3 par poste sur l’année 2010 exprimées en kWh/m2SHON et en pourcentage 8.6.3 COMPARAISON DES DEUX METHODES D’EVALUATION DES CONSOMMATIONS D’ENERGIE ET D’EAU Dans le but de comparer les deux approches d’évaluation de la consommation d’énergie, les données recueillies quotidiennement par nos moyens de mesure (mesure en énergie électrique) ont été mises au regard des index de compteurs relevés par le fournisseur d’électricité. Il est apparu également intéressant de suivre la même démarche pour la consommation d’eau (comparaison des mesures de l’énergie thermique sur l’eau chaude sanitaire et des index de compteurs relevés par le fournisseur d’eau). 92/117 8.6.3.1 Consommation d’énergie Pour BBC3, la comparaison a été réalisée sur la période incluant les mois d’avril à septembre 2010 pour laquelle des index de relevés étaient disponibles. La consommation électrique estimée par facture présente un total de 2020 kWh et la consommation mesurée, un total de 2027 kWh. L’écart entre consommation électrique mesurée/consommation relevée est donc très faible compte tenu de l’incertitude liée à la méconnaissance de l’horaire auquel le fournisseur d’électricité a effectué son relevé et aux 3% d’incertitudes annoncés par le fabricant des transformateurs d’intensité utilisés pour la mesure de l’énergie électrique. Pour PAS3, les seuls index relevés disponibles l’étaient pour la période allant de septembre 2009 à janvier 2010. Du fait que les suivis des consommations d’énergie n’ont été opérationnels sur ce site qu’à partir d’avril 2010, il ne nous a pas été possible d’effectuer le même recoupement que pour BBC3. 8.6.3.2 Consommation d’eau Pour BBC3, la consommation d’eau froide par relevé d’index pour la période allant du 03/09/2009 au 06/09/2010 est de 172 m3. Etant admis que la consommation moyenne d’eau froide par personne est de 44m3 par an (communication personnelle Claude François, CSTB, mars 2011), les occupants de BBC3 au nombre de quatre devrait consommer 168 m3. Cette estimation est assez proche de la consommation d’eau froide relevée. Il aurait également été intéressant d’utiliser la méthode TH BCE 2012 pour l’estimation des besoins en eau chaude sanitaire mais cela n’a pas été réalisé dans cette étude. Concernant l’eau chaude sanitaire, en prenant par défaut une température d’eau froide du réseau à 15°C, une consommation moyenne journalière par personne de 55 litres d’eau mitigée (communication personnelle Claude François, CSTB, mars 2011) et une température d’eau chaude produite de 48°C (mesure effectuée le 25/11/2011), l’énergie de production d’eau chaude sanitaire est évaluée à 2988 kWh. Les mesures en sortie de production d’eau chaude sanitaire (origine solaire + appoint électrique) pour l’année 2010 sont de 2451 kWh. La comparaison de l’énergie de production d’eau chaude sanitaire montre que les consommations mesurées sont plus faibles que les consommations escomptées. Ceci peut être lié au comportement économe des occupants mais également à la température de chauffe de l’eau trop basse par rapport à la température couramment admise de 55°C évitant la prolifération des légionnelles. A noter que la consommation de production d’eau chaude sanitaire pourrait être diminuée en passant l’appoint électrique du ballon d’eau chaude en heure creuse (actuellement il est en heure pleine). Pour PAS3, la consommation d’eau froide par relevé d’index pour la période allant du 08/07/2009 au 04/10/2010 est de 86 m3, soit 69 m3 ramenés sur une année. Etant donné que les usages WC, lave-linge et arrosage sont assurés par de l’eau de pluie récupérée, il convient d’ajouter à la consommation d’eau froide 25% de plus correspondant à l’usage WC seul (le plus impactant en terme de consommation par rapport aux autres usages). La consommation d’eau froide de 93/117 ce ménage est par conséquent de 85 m3. Etant donné que la consommation théorique annuelle est de 88 m3 (le ménage étant composé de 2 personnes), l’écart entre consommation mesurée et estimée est faible. Concernant l’eau chaude sanitaire, en utilisant les mêmes postulats que précédemment et en utilisant la température d’eau chaude maximale mesurée in-situ le 26/01/2010 (67 °C), l’énergie de production d’eau chaude sanitaire est évaluée à 2428 kWh. Les mesures de l’énergie électrique utilisée pour le ballon d’eau chaude sanitaire atteignent 2191 kWh pour la période allant d’avril à décembre 2010, ce qui ramené sur une année donne une consommation annuelle d’ECS de 2921 kWh. La comparaison de l’énergie de production d’eau chaude sanitaire montre que les consommations mesurées sont plus élevées que les consommations escomptées. Ceci peut être lié à la température de chauffe de l’eau trop élevée par rapport à la température couramment admise de 55°C évitant la prolifération des légionnelles qui entraine une surconsommation électrique et un surcout financier. 8.6.4 COMPARAISON DES CONSOMMATIONS D’ENERGIE MESUREES PAR RAPPORT AUX EXIGENCES ENERGETIQUES DES LABELS VISES Il est paru intéressant de comparer les consommations d’énergie réellement mesurées avec les critères de performance des labels énergétiques visés c’est-àdire BBC-Effinergie pour BBC3 et Passivhaus pour PAS3. Cette comparaison est à considérer avec précaution car les mesures ont été réalisées au cours de la première année après la construction des bâtiments et il est habituel d’observer des consommations énergétiques en général plus élevées les deux premières années. Le label BBC Effinergie exige une consommation maximale de 50 kWh/m2 SHON.an en énergie primaire, pour la région nantaise, pour le chauffage, le refroidissement, la ventilation, les auxiliaires, la production d'eau chaude sanitaire et l'éclairage. La consommation d’énergie primaire mesurée pour BBC3 sur ces postes est égale à 60 kWh/m2 SHON.an ce qui représente un dépassement de 20% par rapport aux exigences. En général, les consommations sont les plus élevées lors de la première année après la construction du bâtiment du fait notamment du réglage pas forcément optimal des systèmes, de la méconnaissance des systèmes par les occupants, de l’évaporation de l’humidité de la structure. Le label Passivhaus exige une consommation maximale tous usages confondus à 120 kWh/m2 SHAB.an en énergie primaire. Pour PAS3, les mesures indiquent une consommation globale de 116 kWhep/m2 SHAB.an qui respecte l’exigence. 94/117 9. CONCLUSION L’outil méthodologique élaboré dans le cadre de cette étude est, à notre connaissance, le premier permettant d’évaluer à la fois, la qualité d’air intérieur, le confort des occupants et les consommations énergétiques réelles des bâtiments d’habitation performants en énergie. Malgré les contraintes et difficultés techniques associées à sa mise en œuvre, cet outil expérimental a été testé sur 7 bâtiments d’habitation français labélisés, en cours de labellisation ou conformes aux exigences énergétiques des labels BBC-Effinergie ou PassivHaus. Ces bâtiments récemment construits et précurseurs des bâtiments basse consommation ou BBC d’aujourd’hui ont été conçus et sont occupés pour la plupart par des militants acteurs motivés ayant également souhaité réduire la pollution intérieure en sélectionnant au mieux des matériaux de construction, d’isolation et de décoration faiblement émissifs en composés organiques volatils. Les mesures de perméabilité à l’air recueillis auprès des propriétaires montrent qu’il est aujourd’hui possible de concevoir des bâtiments très faiblement perméables à l’air pour lesquels la perméabilité à l’air de l’ensemble de la construction respecte les exigences des labels visés (perméabilité à l’air inférieure ou égale à 0,6 m3/h/m2 sous 4Pa pour BBC-Effinergie ou 0,6 vol/h sous 50 Pa pour Passivhaus). Ces mesures ont été réalisées à l’achèvement de la construction mais il pourrait être intéressant de les refaire en situation d’occupation mais également au cours de la vie du bâtiment afin de s’assurer du maintien dans le temps de son étanchéité. Les systèmes spécifiques de ventilation mécanique double flux équipant les bâtiments étudiés semblent être des systèmes peu robustes vis-à-vis de l’occupant et complexes à l’usage. En effet, certains systèmes ont nécessité plusieurs interventions du professionnel suite au déréglage des débits mais aussi suite à des pannes nécessitant le changement d’une partie du système. A l’usage, la programmation du système n’est pas aisée même en disposant du mode d’emploi. L’entretien et la maintenance du système posent également problème en l’absence d’entreprises spécialisées dans le domaine bien que les occupants se chargent de changer périodiquement les filtres. Les mesures de débits d’air ont permis de montrer que leur modulation n’est pas toujours pertinente en fonction des vitesses de fonctionnement de la VMC. Enfin les débits ne sont pas systématiquement conformes aux débits réglementaires dans toutes les pièces des bâtiments. Ces premiers résultats mettent en évidence une première piste de vigilance relative au fonctionnement des systèmes de ventilation mis en œuvre. Il semble nécessaire d’effectuer après le réglage des systèmes, des mesures de contrôles à réception des bâtiments afin de s’assurer de leur bon fonctionnement. Il serait également nécessaire de contrôler périodiquement et d’assurer la maintenance des systèmes (nettoyage, changement d’éléments défaillants…) par des entreprises spécialisées. Entre la phase d’inoccupation et les phases d’occupation, les teneurs intérieures médianes en CO2, en particules en masse (PM2,5) et en nombre ont augmenté du fait de la présence humaine (CO2 émis lors de la respiration, remobilisation des particules déposées au sol, sources intérieures de particules liées aux activités humaines,….). En terme de confinement de l’air, la concentration médiane de CO2 en situation d’occupation est au maximum de 811 ppm et par conséquent reste inférieure aux deux seuils (1000 et 1300 ppm) recommandés par le 95/117 règlement sanitaire départemental type. Les concentrations en polluants chimiques (COVT, COV et aldéhydes) semblent globalement plus faibles en phases d’occupation qu’en phase d’inoccupation. Cette différence est très marquée pour PAS3 où l’arrêt du système de ventilation pendant la semaine de mesure en inoccupation a entrainé l’augmentation de la pollution chimique. Elle est moins marquée pour BBC2 où les mesures ont été réalisées plus d’un an après son achèvement. Ces observations conduisent à exprimer une seconde piste de vigilance relative à la nécessité de maintenir systématiquement en fonctionnement le système de ventilation. Cela est valable aussi bien avant l’emménagement des occupants de façon à abaisser les niveaux de pollution intérieur qu’au cours de l’occupation, même en période d’absence prolongée (vacances scolaires) ou non (week-end) des occupants. Il est à noter que les principaux composés détectés quelle que soit la phase sont les aldéhydes (hexaldéhyde, formaldéhyde et acétaldéhyde), l’alpha-pinène, le n-décane, le nundécane. La détection simultanée de l’hexaldéhyde et de l’alpha-pinène semble liée à la présence de matériaux de construction en bois. Les sources d’alcanes et en particulier de n-décane et le n-undécane sont nombreuses (peintures, solvants, essence, sources de combustion, colles, adhésifs, produits de calfeutrage,…). Des variations saisonnières ont été observées pour le CO2, les COVT et les PM2,5 et les concentrations plus faibles en été seraient liés au comportement d’aération par ouverture de fenêtres des occupants pendant cette saison. Les résultats de mesure en phase d’occupation des paramètres de qualité d’air intérieur ont été comparés avec ceux mesurés dans le cadre de la campagne nationale logements. Cette comparaison aurait dû être réalisée uniquement avec les constructions neuves (moins d’un an) enquêtées à l’époque de la campagne nationale mais l’effectif était trop réduit (un seul logement avait moins d’un an lors de son enquête). Ainsi les bâtiments neufs étudiés dans cette étude ont été comparés à l’ensemble des logements français qui sont anciens (la moitié a été construite avant 1968). Il en ressort que l’air est bien renouvelé, que la qualité de l’air intérieur est proche de celle mesurée dans les logements français (PM2,5, radon) alors que la situation est plus contrastée pour la pollution chimique. En effet les concentrations des COV et des aldéhydes cibles de l’OQAI peuvent, selon les composés considérés, être jusqu’à 10 plus élevées que celle de la campagne nationale. Ceci pourrait être lié au caractère récent des constructions étudiées dans cette étude. La médiane des rapports des concentrations (bâtiment/CNL) de tous les composés (COV et aldéhydes) confondus est comprise entre 1,1 et 2,1 fois selon les bâtiments. Au niveau du confort thermique, les mesures de la température et de l’humidité relative de l’air au cours des enquêtes ont permis de montrer que l’air est sec aussi bien en été qu’en hiver possiblement du fait de la prédominance du bois (matériaux de construction et d’isolation) agissant comme régulateur d’humidité et de la sous-occupation de ces bâtiments. L’évaluation du confort global par les indices de Fänger ne reflète pas le ressenti des occupants qui jugent le confort thermique « satisfaisant à confortable ». Ce décalage semble lié à l’imprécision de certaines données d’entrée. Par contre l’étude dynamique des paramètres de confort sur un an et l’utilisation du confort adaptatif en saison estivale (pour deux bâtiments) permettent de mieux qualifier les ambiances thermiques, d’identifier les zones et moments d’inconfort et d’identifier, avec l’aide des occupants, les causes. Ainsi il apparaît que la présence de protections solaires 96/117 extérieures permet de réduire drastiquement les surchauffes en été et que le chauffage avec un poêle cheminée au bois n’est pas adapté pour ce type d’habitat. En effet du fait de sa trop forte inertie, il existe un déphasage temporel entre la température de confort souhaitée et la température réelle instantanée ce qui nuit au confort des occupants. De plus il est difficile de régler l’apport calorifique avec des bûches alors que ce problème serait résolu avec un dispositif à vis sans fin à pellets ou à granulés asservi à une régulation. Par ailleurs, la répartition de l’air chaud ne s’effectue par de façon homogène dans toutes les pièces. Pour finir, il n’est pas possible de chauffer le bâtiment en l’absence des occupants (la journée, le week-end, pendant les vacances) ce qui peut devenir inconfortable en période hivernale. Au niveau du confort acoustique, les niveaux de bruit liés au fonctionnement du système de ventilation au débit minimal sont conformes aux niveaux réglementaires dans tous les bâtiments à leur réception. Les occupants qualifient leur ambiance sonore entre « plutôt agréable » et « extrêmement agréable » mais expriment ponctuellement des gênes liées le plus souvent au bruit du système de ventilation lorsque tout est calme. Il est à noter que le déréglage des débits de ventilation au cours du temps peut entrainer l’apparition des nuisances sonores. Concernant les consommations d’énergie, des deux méthodes d’évaluation (par relevé de facture, par mesure en continu par poste) ont été utilisées, comparées pour un bâtiment et donnent les mêmes résultats. La consommation annuelle globale en énergie finale des 6 bâtiments évaluée par relevé d’index sur factures d’énergie représente la moitié voire même le quart dans certains cas, de la consommation actuelle des résidences principales françaises. Par rapport aux exigences énergétiques des labels visés et selon les consommations mesurées en continu au moyen des dispositifs de suivi, PAS3 satisfait à l’exigence du label Passivhaus de consommation maximale tous usages en énergie primaire alors que BBC3 ne satisfait pas à l’exigence du label BBC-Effinergie de consommation maximale en énergie primaire des 5 usages réglementaires. L’exploitation fine des consommations mesurées dans deux habitations mettent en évidence que les consommations d’énergie sont les plus élevées en période de chauffe du fait de l’utilisation des moyens de chauffage (électrique, à bois). En dehors de cette période, ce sont les consommations des autres usages qui prédominent pour BBC3 et celle de la production d’eau chaude sanitaire pour PAS3. 97/117 10. BIBLIOGRAPHIE ADEME (2010) : Chiffres clés du bâtiment – Evolution des consommations unitaires des résidences principales par usage à climat normal en kWh/m2 – Source CEREN- 113 pages. AFNOR (2006) : NF EN ISO 7730 - Mars 2006 - Détermination analytique et interprétation du confort thermique par le calcul des indices PMV et PPD et par des critères de confort thermique local, 61 pages. 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Journal officiel °163 du 17 juillet 1999, page 10658 (http://www.legifrance.gouv.fr/affichTexte.do;jsessionid=48AC54AEE4D79 8DBF69226F111728A8B.tpdjo15v_1?cidTexte=JORFTEXT000000211449&d ateTexte=20110217) Arrêté du 22 juillet 2004 relatif aux modalités de gestion du risque lié au radon dans les lieux ouverts au public paru au Journal officiel de la république française le 11 aout 2004. 98/117 Balvers, JR, Boxem, G et de Wit, MH (2008). Indoor air quality in low-energy houses in the Netherlands: Does mechanical ventilation provide a healthy indoor environment? 11th Indoor air, Copenhagen, Denmark, 17-22 august 2008: ID 719. Dalang, F et Bianco, M-A (2006). Pour un air sain dans des bâtiments durables Pollution intérieure dans trois maisons familiales - Etude pilote pour la surveillance de la qualité de l'air dans des habitations. Octobre 2006. Service cantonal de toxicologie industrielle et de protection contre les pollutions intérieures. Genève, Suisse. 10 p. 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Etat de la ventilation dans le parc de logements français, N°DESE/SB - 2009-37. Juin 2009 CSTB : 84 pages. OMS (2006) - Lignes directrices OMS relatives à la qualité de l’air: particules, ozone, dioxyde d’azote et dioxyde de soufre, Synthèse de l’évaluation des risques, 27 p. RSDT (1985). Titre 3 : Dispositions applicables aux bâtiments autres que ceux à usage d’habitation. Hygiène et Santé Publique. Journal officiel de la République Française. Edition 1985. Rupin F. Consommations énergétiques réelles et confort des occupants des bâtiments performants en énergie, N°ESE-SB / 2010-059, Août 2010, Rapport de stage, CSTB, 134 pages. Zeiler, W (2008). Active house: An all active eco-architecture building envelope concept. VDI Berichte, 2043: 259-270. Zgraggen, J-M, Barthassat, M, Haefeli, P, Lachal, B, Schmid, B et Weber, W (2006). Case study of a low-energy (Minergie®) multifamily complex in Switzerland. First appraisal after two years of exploitation. PLEA2006, 23rd Conference on Passive and Low Energy Architecture, Geneva, Switzerland, 6-8 September 2006. 100/117 ANNEXES 101/117 ANNEXE 1 : LECTUDE MOUSTACHES D’UNE DISTRIBUTION EN BOITE A On repère sur la boîte à moustaches d’une variable : • L’échelle des valeurs de la variable, située sur l’axe vertical. • La valeur de la moyenne correspondant à la petite croix. • La valeur du 1ier quartile Q1 (25% des effectifs), correspondant au trait inférieur de la boîte. • La valeur du 2ième quartile Q2 (50% des effectifs), représentée par un trait horizontal gras à l’intérieur de la boîte. • La valeur du 3ième quartile Q3 (75% des effectifs), correspondant au trait supérieur de la boîte. • Les 2 « moustaches» inférieure et supérieure. Ces 2 moustaches, délimitent les valeurs dites adjacentes qui sont déterminées à partir de l’écart interquartile (Q3-Q1). Voir ci-après les détails. • Les valeurs dites extrêmes, atypiques, exceptionnelles, (outliers) situées au-delà des valeurs adjacentes sont individualisées. Elles sont représentées par des marqueurs (carré, ou étoile, etc.) qui peuvent être différents selon les valeurs des valeurs extrêmes. Voir ci-après les détails. La moustache 1 est la valeur de l’échantillon la plus petite parmi les valeurs supérieures à Q1 – 1.5 × (Q3-Q1). La moustache 2 est la valeur de l’échantillon la plus grande parmi les valeurs inférieures à Q3 + 1.5 × (Q3-Q1). Les outliers sont les valeurs qui sont au-delà des moustaches ou de manière équivalente au-delà des valeurs Q1 – 1.5×(Q3-Q1) et Q3 + 1.5×(Q3-Q1). La valeur « 1.5 » est une valeur arbitraire par défaut discutable et déterminée par Tukey. Certains logiciels proposent de différencier la représentation des outliers s’ils dépassent les moustaches avec un coefficient 1.5 et la représentation des outliers s’ils dépassent les moustaches avec un coefficient 3. Certaines représentations en boîtes à moustaches changent le coefficient ou remplacent même les moustaches par les valeurs minimale et maximale de l’échantillon. 102/117 ANNEXE 2 : DISTRIBUTION EN BOITE A MOUSTACHES DES CONCENTRATIONS EN CO2 PAR PHASE D’OCCUPATION (ETE ET HIV) POUR DEUX PIECES DE CHAQUE HABITATION BBC2 BBC3 PAS1 103/117 PAS2 données non disponibles pour la cuisine américaine PAS3 PRI1 104/117 ANNEXE 3 : DISTRIBUTION EN BOITE A MOUSTACHES DES CONCENTRATIONS EN COVT MESUREES DANS LE SEJOUR DE CHAQUE HABITATION EN PHASE D’OCCUPATION (ETE ET HIV) BBC2 BBC3 PAS1 105/117 PAS2 PAS3 PRI1 106/117 ANNEXE 4 : SUPERPOSITION DES CONCENTRATIONS HEBDOMADAIRES DES COV ET ALDEHYDES SELON LES SAISONS ET LES BATIMENTS (EN COULEUR) SUR LA DISTRIBUTION DES CONCENTRATIONS DES LOGEMENTS DE LA CAMPAGNE NATIONALE LOGEMENTS DE L’OQAI REPRESENTEE PAR LA BOITE A MOUSTACHE 124-TRIMETHYLBENZENE 1,4-DICHLOROBENZENE 2-BUTOXYETHANOL 107/117 ACETHALDEHYDE ACROLEINE BENZENE 108/117 ETHYLBENZENE FORMALDEHYDE HEXALDEHYDE 109/117 M+P-XYLENES N-DECANE N-UNDECANE 110/117 O-XYLENE STYRENE TETRACHLOROETHYLENE 111/117 TOLUENE TRICHLOROETHYLENE 112/117 ANNEXE 5 : DISTRIBUTION EN BOITE A MOUSTACHES DES CONCENTRATIONS EN NOMBRE DES PARTICULES PAR LITRE D’AIR MESUREES DANS LE SEJOUR DE CHAQUE HABITATION EN PHASE D’OCCUPATION (ETE ET HIV) BBC2 Particules [0,3 et 1 µm[ Particules [1 et 20 µm] BBC3 Particules [0,3 et 1 µm[ Particules [1 et 20 µm] PAS1 Particules [0,3 et 1 µm[ Particules [1 et 20 µm] 113/117 PAS2 Particules [0,3 et 1 µm[ Particules [1 et 20 µm] PAS3 Particules [0,3 et 1 µm[ Particules [1 et 20 µm] PRI1 Particules [0,3 et 1 µm[ Particules [1 et 20 µm] 114/117 ANNEXE 6 : DISTRIBUTION EN BOITE A MOUSTACHES DE LA TEMPERATURE DE L’AIR INTERIEUR MESUREE DANS LA CHAMBRE ET DANS LE SEJOUR DE CHAQUE HABITATION EN PHASE D’OCCUPATION (ETE ET HIV) BBC2 BBC3 PAS1 115/117 PAS2 PAS3 PRI1 116/117 ANNEXE 7 : DISTRIBUTION EN BOITE A MOUSTACHES DE L’HUMIDITE RELATIVE DE L’AIR INTERIEUR MESUREE DANS LA CHAMBRE ET DANS LE SEJOUR DE CHAQUE HABITATION EN PHASE D’OCCUPATION (ETE ET HIV) BBC2 BBC3 PAS1 117/117 PAS2 PAS3 PRI1
