L'humidité de l'air intérieur est souvent associée à divers problèmes et à des coûts d'exploitation et d'entretien élevés. Le contrôle de l'humidité est souvent lié à l'élimination de l'humidité du bâtiment, et non à son contrôle. Dans certaines applications spécifiques, il est nécessaire de maintenir l'humidité à un certain niveau défini par les exigences liées à l'utilisation du bâtiment, comme les musées, les archives, les laboratoires ou divers processus. Qu'en est-il de nous - nous, les humains - et de l'humidité de l'air intérieur ?
Les ingénieurs et les scientifiques spécialisés dans la qualité de l'air intérieur ont tendance à conclure que l'humidité a un faible impact sur le bien-être humain et la qualité de l'air intérieur (QAI) perçue. Les communautés de recherche se concentrent rarement sur l'humidité de l'air intérieur. Souvent, l'humidité n'est même considérée que comme un des aspects du confort thermique dans les évaluations de la QAI. L'humidité a effectivement certains effets sur le confort thermique, mais son importance dans la QAI globale est plus significative que celle d'un simple élément du confort thermique. En fait, l'humidité de l'air intérieur est une dimension propre au paysage de la QAI.
Faibles taux d'humidité
Lorsque la température extérieure descend en dessous de 0°C, l'humidité intérieure descend à 20% HR. Dans le nord, le centre et l'est de l'Europe, ainsi qu'à des altitudes plus élevées, la température de l'air extérieur peut rester sous 0°C pendant de plus longues périodes. L'analyse des données des bâtiments montre que, par exemple, en Finlande, plus de 2/3 du temps pendant les 4 mois d'hiver, les niveaux d'humidité intérieure restent inférieurs à 20% HR. Un tiers du temps, l'humidité relative est inférieure à 15 % et un dixième du temps, elle est inférieure à 10 %. On trouve également des données similaires en Suède et en Norvège. La sécheresse de l'air intérieur n'est donc pas un problème occasionnel et aléatoire, elle est présente tout l'hiver.
Notre saison hivernale annuelle de grippe pourrait-elle avoir un rapport avec la sécheresse de l'air intérieur ? Qu'en est-il de la sécheresse de la peau, des lèvres, de la gorge et des yeux ?
La résolution des problèmes liés à l'enveloppe du bâtiment, aux coûts d'humidification et à l'impact sur les humains est un problème d'optimisation. Jusqu'à présent, l'optimisation se fait principalement, à quelques exceptions près, en optimisant les coûts énergétiques et le risque de dommages éventuels aux enveloppes des bâtiments. Nous, les humains, ne jouons qu'un rôle mineur dans cette équation.
Que peut-on faire pour améliorer les niveaux d'humidité relative intérieure ?
On dit souvent que l'on peut augmenter l'humidité relative en abaissant la température ambiante. Malheureusement, cela n'a qu'un impact marginal lorsque l'air est sec. Avec une HR de 15 %, le fait de faire passer la température ambiante de 20°C à 18°C aura un impact sur le taux d'HR de moins de 2 %. Même avec une HR de 20%, l'impact est inférieur à +3% d'HR. Une baisse trop importante de la température compromettra le confort thermique.
La récupération d'humidité avec des échangeurs à roue à sorption (roue de récupération d'humidité à hautes performances) a une efficacité de récupération d'humidité de 60-90%. Elle reste assez constante dans toutes les conditions. L'humidité peut être récupérée même pour de très faibles différences de taux d'humidité. Les roues à sorption sont principalement utilisés dans les environnements chauds et humides pour la récupération du froid, mais ils présentent également des avantages majeurs dans les climats froids.
La récupération d'humidité peut réduire considérablement les coûts d'exploitation et d'investissement pour l'humidification. Avec une récupération d'humidité efficace, l'humidité sera réutilisée 3 à 10 fois avant d'être perdue dans l'air évacué. Nous devons considérer l'humidité comme un atout en hiver et agir en conséquence.
Dans les bâtiments résidentiels, nous disposons de certaines sources d'humidité naturelles (cuisine, lessive, douches, etc.) qui augmentent le taux d'humidité et résolvent le problème de la sécheresse extrême de la maison.
Dans les bâtiments non résidentiels, les seules sources d'humidité sont les humains, les plantes et l'éventuelle humidité accumulée à l'intérieur et dans les matériaux de construction, mais elles ne sont généralement pas suffisantes pour faire une réelle différence.
Il est également possible d'augmenter l'humidité grâce aux plantes et à la végétation. Les murs végétaux sont installés de plus en plus fréquemment dans les bâtiments. Un mur végétal de 1,5 à 3 % de la surface au sol peut augmenter l'humidité de l'air intérieur de 6 à 12 % en utilisant la récupération d'humidité.
Le développement ultérieur des murs végétaux sont des unités avec circulation d'air par les racines. Un élément de mur végétal de 2,3 m2 de surface peut évaporer jusqu'à 400 g/h d'eau. Ces unités peuvent être utilisées comme humidificateurs avec leur propre contrôle de l'humidité.
Le moyen le plus courant d'augmenter le taux d'humidité dans le bâtiment est l'utilisation d'humidificateurs fixes ou portables à vapeur ou adiabatiques.
Il est souvent indiqué que 30-40 % d'humidité relative devrait être le taux d'humidité minimum. Dans les climats modérés, l'objectif d'une humidité relative de 40 % ou plus n'est pas difficile à atteindre et peut être justifié. En matière d'humidification, l'impact financier des niveaux d'humidification requis est souvent sous-estimé. L'impact sur les coûts énergétiques d'une augmentation de 5 % du point de consigne de l'humidité relative peut doubler le coût de l'humidification. Dans les climats les plus froids, les risques pour l'enveloppe du bâtiment augmentent également.
Il serait raisonnable d'éviter les périodes les plus sèches de l'hiver, c'est-à-dire les niveaux d'humidité intérieure inférieurs à 20-25 %. Si nous limitons nos exigences à une HR de 25-35% pendant les périodes les plus froides et les plus sèches, nous pourrions y parvenir à des coûts modérés.
Essai sur le terrain en Suède
Au cours des hivers 2021 et 2022, Swegon a effectué une série de tests dans certains de ses bureaux suédois, à savoir Malmö, Umeå, Luleå et Göteborg. Les bureaux ont une surface au sol comprise entre 120 et 500 m2.
L'objectif de cette série de tests était de vérifier certaines hypothèses concernant la dynamique de l'humidification, certaines stratégies de contrôle et l'utilité des murs verts.
En résumé, on peut conclure que la récupération de l'humidité est la technologie clé pour un contrôle de l'humidité rentable. Toute humidité supplémentaire sera efficacement utilisée et recirculée dans le système de ventilation. Cette technologie est déjà disponible aujourd'hui.