L'amélioration de la ventilation dans les combles est une étape cruciale lors de la rénovation d'une maison, particulièrement lorsque l'on envisage de remplacer l'isolant existant. L'installation d'une VMC double flux, même dans un espace non chauffé comme les combles perdus, présente des défis spécifiques mais offre des avantages considérables en termes de récupération d'énergie et de qualité de l'air intérieur. Ce processus, bien que potentiellement réalisable par soi-même, exige une attention méticuleuse aux détails pour garantir son efficacité et sa durabilité.
Le cœur d'une VMC double flux réside dans son échangeur thermique air-air. Ce dispositif ingénieux permet de récupérer les calories présentes dans l'air extrait de l'habitation pour réchauffer l'air neuf qui y est introduit. L'objectif est double : assurer un renouvellement d'air constant, essentiel pour la santé et le confort, tout en minimisant les pertes d'énergie, particulièrement en hiver.
Cependant, l'installation dans des combles perdus, qui sont par définition des espaces non chauffés, soulève une problématique majeure. Durant la saison hivernale, la température y est significativement plus basse que dans les pièces de vie. L'air neuf entrant, bien que préchauffé par l'échangeur, risque de se refroidir considérablement lors de son parcours à travers les gaines qui serpentent dans ces combles. Ce phénomène annule une partie, voire la totalité, des bénéfices caloriques apportés par l'échangeur, réduisant ainsi l'efficacité globale du système. Inversement, en été, l'air entrant pourrait se réchauffer inutilement dans ces gaines exposées à la chaleur.
Face à ce défi, la solution préconisée est l'isolation rigoureuse de l'ensemble des conduits de distribution d'air. Cette étape est fondamentale pour préserver les gains énergétiques obtenus grâce à l'échangeur. Une isolation performante des gaines garantit que l'air circulant conserve sa température le plus longtemps possible, assurant ainsi une efficacité optimale du système de ventilation. Tous les circuits doivent faire l'objet d'un soin particulier pour éviter la formation de ponts thermiques et les déperditions.
Le modèle d'occasion choisi pour ce projet est l'ORION IRY-200, avec des dimensions de 80cm x 52cm x 28cm et des entrées/sorties d'air en diamètre 125mm. Ce modèle intègre un système de by-pass automatique, essentiel pour optimiser le confort en été. En effet, lors des nuits plus fraîches, ce système permet de court-circuiter l'échangeur thermique. Un servomoteur actionne une trappe qui dévie l'air entrant afin qu'il ne passe plus par l'échangeur, permettant ainsi d'apporter de l'air extérieur plus frais directement dans l'habitation.
L'unité est pilotée par un écran tactile déporté, offrant une interface conviviale pour le paramétrage des automatismes. Il permet de régler la vitesse de ventilation par paliers de 5%, d'accéder aux menus de configuration, de programmer des modes temporisés (par défaut 10 minutes), et de gérer une consigne pour un réchauffeur d'air optionnel. L'écran affiche également les quatre températures relevées au niveau de l'échangeur thermique, offrant un aperçu précis de son fonctionnement.
Un aspect particulièrement intéressant de ce modèle est sa capacité à être étendu. Il est possible d'ajouter des capteurs d'humidité (hygro) et de CO2, à condition qu'ils soient équipés de sorties 0/10V. Ces capteurs peuvent ensuite être configurés via les menus "mode installateur" pour ajuster les vitesses de ventilation en fonction des niveaux détectés. Cette fonctionnalité est précieuse pour une gestion dynamique et réactive de la qualité de l'air intérieur.
Lors de l'examen de la carte électronique pour l'ajout d'un capteur d'hygrométrie, une divergence a été constatée : la tension présente sur la carte était de 33V, alors que les spécifications annonçaient du 24V. Cette tension supérieure, bien que compensée par une diode Zener de 33V, présentait une marge faible avec les condensateurs de filtrage de 35V, risquant d'entraîner un vieillissement prématuré des composants.
Pour pallier ce problème et garantir une alimentation stable et propre, une modification a été apportée. Un module abaisseur de tension DC/DC de type buck, basé sur le circuit XL7015 capable d'accepter jusqu'à 75V en entrée, a été intégré. Ce module a été réglé pour fournir une tension de 25V, assurant ainsi une alimentation fiable pour l'afficheur externe et les futurs capteurs.
De plus, un "hack" de la carte a permis de rendre possible la gestion simultanée des capteurs d'humidité et de CO2. Initialement, la configuration ne permettait de gérer qu'un seul type de capteur à la fois. Désormais, la vitesse des ventilateurs peut être ajustée en fonction des données combinées de ces deux capteurs, avec une action proportionnelle et paramétrable individuellement. Dans cette optique, deux capteurs avec sorties 0-10V ont été commandés : un capteur hygro pour la salle de bain et un capteur CO2 (0-2000 ppm) pour la chambre parentale.
La conception du réseau de gaines a été pensée pour une efficacité maximale et une maintenance facilitée. L'aspiration de l'air se fera depuis la cuisine (bouche réglable 125mm avec préfiltre), la salle de bain (bouche réglable 90mm avec capteur d'humidité), et les WC de l'étage (bouche réglable 80mm).
Le rejet de l'air neuf et réchauffé sera dirigé vers la chambre parentale (où se trouve la sonde CO2), la chambre 2, la chambre 3, et le bureau/dressing, via quatre bouches réglables de 80mm.
Pour la distribution, des tuyaux en polyéthylène de 90mm de diamètre extérieur (80mm intérieur) ont été sélectionnés. La gaine TPC rouge, grâce à sa double peau intérieure, offre une surface lisse facilitant le nettoyage en cas de besoin.
La distribution s'organise autour d'un bloc répartiteur. Pour assurer une connexion étanche et fiable entre les gaines TPC et les bouches d'aspiration/répartition, des adaptateurs imprimés en 3D ont été conçus. L'étanchéité finale et la fixation sont assurées par du scotch aluminium et des brides en feuillard percé. Le profil des adaptateurs épouse parfaitement le tube PE, garantissant une bonne étanchéité initiale. Pour la bouche de 125mm de la cuisine, deux tuyaux TPC de 90mm sont nécessaires.
Les travaux d'installation ont bien progressé. Les bouches et les tuyaux de soufflage d'air frais ont été posés dans les quatre pièces de l'étage (trois chambres et un bureau). La bouche d'aspiration de 125mm avec ses deux tuyaux de 90mm a été installée dans la cuisine au rez-de-chaussée. La canalisation de 125mm pour l'aspiration de l'air frais a également été mise en place.
Parallèlement, le soufflage de 30cm de fibre de bois a été effectué sur une surface de 50 m² dans les combles, une opération réalisée avec une machine DIY. Le résultat est satisfaisant, avec une bonne capacité de soufflage même sur une hauteur de 7 mètres. Quelques bourrages à l'entrée de la gaine TPE de 90mm ont été rencontrés, principalement dus à un raccordement mal fait entre le souffleur et la gaine. Ces problèmes ont été résolus en utilisant les raccords imprimés en 3D.
La fibre de bois a ensuite été égalisée pour atteindre une densité de 30 kg/m³. La visualisation de la fibre de bois dans les combles avant égalisation montre une couverture homogène.
Il est à noter que tous les tuyaux de distribution d'air circulant dans les combles sont isolés et recouverts d'environ 15 cm de fibre de bois. Cette isolation thermique est primordiale pour limiter les pertes de chaleur et prévenir la condensation dans les gaines.
Après plusieurs mois de fonctionnement, la VMC double flux s'avère très performante. L'air rejeté dans les chambres est significativement réchauffé, avec un différentiel de température d'environ 5°C relevé, et potentiellement plus par temps très froid. Une amélioration est attendue une fois la zone d'installation de la VMC elle-même isolée.
Le seul point faible identifié est l'absence d'une commande de marche forcée facilement accessible dans la cuisine, l'afficheur tactile étant situé à l'étage. Pour remédier à cela, une commande déportée en Zigbee est en cours de développement. Le principe consiste à "tromper" la VMC en modifiant le signal du capteur, grâce à une petite carte à base d'ESP32. Cette carte permet également de récupérer diverses données (humidité, CO2, températures via sondes DS18B20) pour les transmettre à un système domotique (HA).
La modification a également nécessité l'ajout d'un amplificateur opérationnel monté en suiveur. En effet, le signal CO2max envoyé à la carte de la VMC était atténué par un diviseur de tension. L'impédance d'entrée de la VMC étant faible (10k Ohms), le signal de 10V était réduit de 50% par les résistances du diviseur. L'amplificateur permet de corriger cette atténuation et d'assurer une mesure fiable.
Les combles jouent un rôle essentiel dans l'équilibre thermique et la santé d'une maison. Agissant comme une zone tampon entre l'intérieur et l'extérieur, ils sont soumis à de fortes variations de température et d'humidité. Sans une circulation d'air adéquate, la vapeur d'eau issue des pièces de vie peut se condenser sur les parois froides, fragilisant l'isolation et la charpente. En été, la chaleur s'y accumule, rendant le dernier étage inconfortable et augmentant la consommation énergétique. Une ventilation bien conçue permet d'évacuer l'humidité en hiver comme la chaleur en été, tout en prolongeant la durée de vie de la structure du bâtiment.
Les besoins en ventilation diffèrent selon la configuration des combles. Pour les combles perdus, non chauffés et non habités, la ventilation a un rôle principalement préventif : elle empêche la stagnation de l'air humide et maintient la charpente au sec. Une ventilation naturelle peut souvent suffire à créer un flux d'air continu.
Dans les combles aménagés, l'espace est chauffé et utilisé comme une pièce de vie. La ventilation doit être mécanique pour assurer un air sain et éviter toute accumulation d'humidité dans les rampants, garantissant ainsi un confort thermique stable et une toiture durable.
L'installation d'une VMC dans les combles n'est pas systématique, mais elle est fortement recommandée dans plusieurs cas :
Si l'installation d'une VMC n'est pas envisagée, d'autres solutions existent pour assurer une circulation d'air dans les combles :
Il est crucial de ne pas confondre un problème d'air avec un problème d'eau. Si l'humidité persiste malgré une bonne ventilation, il peut s'agir d'une tuile fissurée, d'un pare-vapeur mal posé, ou d'un défaut d'étanchéité. Dans ce cas, un contrôle de la toiture et de l'isolant par un professionnel est nécessaire.
L'installation d'une VMC dans les combles, qu'ils soient perdus ou aménagés, est une démarche qui contribue significativement à la préservation du bâti et à l'amélioration du confort intérieur. Le choix d'une VMC double flux, comme dans le cas présenté, permet de concilier performance énergétique et qualité de l'air. L'attention portée à l'isolation des gaines, l'optimisation de l'alimentation électrique et l'intégration de capteurs intelligents témoignent de l'importance d'une installation soignée. Bien que complexe, ce type de projet, lorsqu'il est mené à bien, assure une ventilation efficace et durable, essentielle pour le bien-être des occupants et la longévité de la maison.
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