La concentration de dioxyde de carbone (CO2) à l’extérieur grimpe, année après année. Ce phénomène s’explique par l’activité humaine et une consommation énergétique toujours plus grande. Pourtant, cette hausse en plein air reste dérisoire comparée à l’explosion des taux de CO2 à l’intérieur des bâtiments.
Autrefois, les maisons bénéficiaient d’une ventilation naturelle, générée par des systèmes de chauffage locaux et de multiples petites fuites : l’air circulait, renouvelant en continu l’atmosphère intérieure. Le passage progressif au chauffage central, l’amélioration de l’isolation, le remplacement des menuiseries anciennes… Tout cela a transformé nos habitats en cocons étanches, éliminant la plupart des courants d’air.
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La fréquence de renouvellement de l’air est passée d’une dizaine de fois par heure à environ la moitié aujourd’hui. Cette réduction ne suffit plus à garantir un apport suffisant d’air neuf. Résultat : les polluants et le CO2 s’accumulent, atteignant des niveaux qui ne devraient jamais être tolérés dans un espace de vie.
Les réglementations d’hygiène et de construction imposent une limite maximale de CO2 à 1 500 ppm (parties par million), tandis que la valeur recommandée plane autour de 1 000 ppm. Bonne nouvelle : il existe des moyens simples de mesurer ce taux chez soi.
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Voici des illustrations qui offrent un aperçu visuel des systèmes et appareils permettant de surveiller et d’agir sur la qualité de l’air intérieur :
Effet de la concentration de CO2 sur l’homme
La qualité de l’air intérieur mérite une attention de tous les instants lors de la conception des bâtiments. Avec près de 90 % de notre temps passé entre quatre murs, la vigilance s’impose : notre santé dépend directement de l’environnement dans lequel nous évoluons. Le CO2 n’est qu’un polluant parmi d’autres, mais il en dit long sur notre façon de vivre et de construire.
L’air intérieur peut également concentrer des éléments comme le formaldéhyde (issus de certains matériaux, mobiliers ou tapis), le monoxyde de carbone (produit lors de combustions incomplètes), les composés organiques volatils (issus par exemple de peintures, désodorisants ou tabac), le radon, l’amiante, les particules fines, ou encore divers micro-organismes.
La plupart de ces polluants restent invisibles, indétectables à l’œil nu ou par l’odorat. Pour y remédier, de plus en plus de bâtiments sont équipés de capteurs mesurant la température, l’humidité et le taux de CO2. Grâce à ces outils, la ventilation peut être automatisée à partir de données fiables, sans intervention permanente des occupants.
Dans les bâtiments anciens, ou même certains neufs, l’absence d’un système de ventilation contrôlée laisse les usagers seuls face au problème. Au mieux, une alerte signale la nécessité d’aérer ; mais cette approche reste limitée, ne garantissant pas une qualité d’air constante.
Figure 1 Graphique montrant l’effet de la concentration de CO2 sur les humains | Possibilités de réduction de la concentration de substances nocives dans les bâtiments
Pour garantir un air sain, il faut une ventilation adaptée, capable d’apporter suffisamment d’air neuf et d’évacuer l’air vicié. Les fuites à travers les murs ou les fenêtres ne suffisent plus à assurer ce renouvellement.
Ouvrir les fenêtres reste la première idée qui vient à l’esprit. Pourtant, cette méthode ne permet ni de surveiller précisément la qualité de l’air, ni de réagir à temps. Son efficacité dépend aussi d’éléments extérieurs : possibilité de courant d’air traversant, météo, différences de températures, etc.
La ventilation naturelle a ses limites : en hiver, elle fait chuter la température intérieure, obligeant à consommer plus d’énergie pour se chauffer. En été, elle introduit parfois un air extérieur étouffant, accentuant la surchauffe des pièces.
La solution durable consiste à automatiser la ventilation, en s’appuyant sur des systèmes contrôlés par capteur. Grâce à la récupération de chaleur, les pertes d’énergie sont limitées. L’air frais circule en continu, indépendamment des conditions climatiques ou des oublis des utilisateurs.
La ventilation mécanique bien conçue fonctionne sans courants d’air désagréables, sans bruit venu de la rue, sans variation brutale de température. Lorsque le système détecte que le seuil de CO2 approche des 1 500 ppm, il ajuste précisément le débit d’air, ne ventilant que les espaces réellement occupés.
Mesure de la concentration de CO2 dans les écoles primaires en République tchèque
Pour comprendre l’ampleur du phénomène, des mesures ont été réalisées dans quarante classes, sur au moins deux semaines. Un atelier pédagogique a permis aux élèves d’utiliser eux-mêmes des compteurs numériques pour suivre la qualité de l’air dans leur salle.
Grâce à ces appareils, ils pouvaient suivre le taux de CO2, la température et l’humidité, jour après jour. La première semaine, les mesures étaient gérées par les enseignants, la seconde par les élèves, qui notaient aussi le nombre de personnes présentes et la fréquence d’ouverture des fenêtres.
Appareils de mesure
Deux types d’appareils ont servi à mesurer la concentration de CO2, selon que la classe était équipée du WIFI ou non. Le tableau 1, non reproduit ici, proposait un comparatif des caractéristiques techniques pour chaque modèle.
Méthodologie de la mesure
Avant de démarrer, chaque enseignant recevait l’instrument ainsi que des consignes précises sur son usage et son emplacement. Voici ce que ces instructions comportaient :
Pour assurer la pertinence de la mesure, il était recommandé de choisir une salle très fréquentée, idéalement celle qui accueille le plus d’élèves sur la journée. Lorsque les classes ou les enseignants changeaient fréquemment, il était conseillé de transmettre les informations de mesure à toute l’équipe pédagogique concernée.
L’appareil devait être branché à une prise de courant, à hauteur d’élève (sur un bureau, une armoire ou une étagère), mais éloigné des fenêtres ouvertes, de préférence sur le mur opposé.
Le cours de la concentration de CO2 sur Ecoles de mesure
Les relevés présentés dans les graphiques 4 et 5 montrent l’évolution du CO2 dans les salles mesurées. Les fenêtres étaient ouvertes principalement pendant les pauses. Sur ces courbes, la barre des 1 000 ppm (recommandée) et celle des 1 500 ppm (maximale) sont bien indiquées.
Résultat : la plupart du temps, les valeurs dépassent la recommandation, et franchissent même la limite tolérée. Dans certains cas extrêmes, le CO2 avoisine les 5 000 ppm : rester longtemps dans ce contexte devient risqué.
Autre constat frappant, la concentration ne baisse parfois pas, même la nuit, lorsque la classe est vide. Conséquence : dès le matin, les élèves évoluent dans une atmosphère déjà saturée. Sur le terrain, cela se traduit par une baisse de vigilance, une fatigue accrue, des difficultés de concentration, tout ça, simplement parce que l’air n’est pas assez renouvelé.
La conclusion
Ce projet avait un double objectif : mesurer le CO2 dans les écoles, mais aussi sensibiliser élèves, enseignants et parents à l’enjeu de la ventilation, grâce à des ateliers interactifs.
Les données recueillies plaident pour une action rapide des collectivités, responsables d’écoles et de bâtiments publics. Installer une ventilation contrôlée avec récupération de chaleur, pilotée par des capteurs de CO2, s’impose comme une priorité.
Un système bien pensé réduit la facture énergétique liée au chauffage, accroît le confort des occupants (pas de bruit de la rue, pas de courants d’air ni de variations de température, sécurité garantie, tranquillité d’esprit).
7 avantages de la ventilation forcée avec récupération de chaleur
Voici les bénéfices concrets d’une telle installation : substances nocives et odeurs réduites, air frais garanti sans que le taux de CO2 ne dépasse jamais 1 500 ppm, évacuation continue de l’humidité pour prévenir les moisissures, confort thermique sans courants d’air, filtration efficace contre poussières et pollens, ventilation silencieuse (fenêtres fermées), économies d’énergie de 75 à 90 %.
Libor Brut, ingénieur au Passive House Center, publiait initialement cet article dans la revue TZB Haustechnik 1/2019.
Un bâtiment n’est pas qu’un abri ou un lieu d’apprentissage : c’est aussi une enveloppe vivante, qui mérite mieux que l’air vicié et la fatigue chronique. À chaque respiration, c’est un choix de société qui se joue.
