Présentation de M. Claude-Alain Roulet, Prof. Hon. EPFL, Président de la commission SIA 180, lors du séminaire Minergie Qualité de l'air intérieur à Fribourg le 8 novembre 2016

1. LA NORME SIA 180
Le but de la norme SIA 180 Protection thermique, protection contre l’humidité et climat intérieur
dans les bâtiments, en vigueur depuis le 1er juillet 2014, est de garantir un climat ambiant confor-
table et de prévenir des dommages à la construction.
Un climat intérieur confortable doit être assuré d'abord à l'aide de différentes mesures construc-
tives. Le bâtiment, installations techniques déclenchées, doit être au moins aussi confortable,
thermiquement, que l'extérieur. Un concept de ventilation précise comment la qualité d'air sera
assurée. On précise de même comment éviter les dommages à la construction résultant
d'influences thermiques ou hydriques. Les exigences en matière d'isolation thermique, en particu-
lier aux ponts thermiques, sont données pour prévenir les moisissures et la condensation.
LA NORME SIA 382/1
La norme révisée Installations de ventilation et de climatisation – Bases générales et performances
requises est en vigueur depuis le 1er juillet 2014. Elle s’adresse sans distinction aux concepteurs
d’installations de ventilation et de climatisation, aux architectes, aux maîtres d’ouvrage ainsi qu’aux
autorités de contrôle.
Elle réunit toutes les spécifications pour que des installations de ventilation et de climatisation
créent toute l’année, pour une consommation énergétique modérée, des conditions ambiantes
agréables, permettant de prévenir des répercussions négatives sur la santé et le bâtiment.
En définissant avec précision le niveau de confort sur la base de l’édition 2014 de la norme SIA
180 (également en vigueur depuis le 1er juillet), les valeurs de consigne et les conditions de récep-
tion des installations, cette norme permet de définir clairement les besoins des utilisateurs, de fixer
les conditions quantitatives pour y satisfaire et de les contrôler.
LA QUALITÉ DE L'AIR SELON SIA 180
Selon l’article 3.1.1 de SIA 180:
La qualité de l'air intérieur dans un bâtiment habité doit être telle qu'elle n'entraine aucune gêne et
aucun risque pour la santé des occupants, et n’endommage pas le bâtiment. En particulier, la con-
centration de polluants dans les espaces occupés ne doit pas dépasser les concentrations maxi-
males légales à la place de travail, les valeurs de l’ordonnance de radioprotection pour le radon et
des valeurs directrices du tableau 4. Les valeurs limite et directrices sont données en valeur ins-
tantanées, moyennes sur une certaine période ou en doses cumulées pendant une certaine pé-
riode. Si plusieurs valeurs limite ou directrices sont données, aucune ne doit être dépassée.
Et, selon l’article 3.1.2:
Claude-Alain Roulet
Prof. Hon. EPFL
Président de la commission SIA 180
claude.roulet@epfl.ch

2. Ces objectifs sont atteints en respectant, dans l'ordre de priorité, les consignes suivantes:
1. Réduire les sources de pollution de l'air à l'intérieur des bâtiments (3.3).
2. Évacuer directement vers l’extérieur les polluants aussi près que possible des sources de pol-
lution (3.4).
3. Amener dans les zones occupées de l'air de qualité suffisante et au débit nécessaire pour éva-
cuer les polluants résiduels inévitables (3.5).
En ce qui concerne les sources de contaminants, la section 3.3 de la norme SIA 180 précise les
points suivants:
Choisir les matériaux de construction (tous les matériaux introduits à la construction ou la trans-
formation, y.c. revêtements, peintures, enduits, etc.) ne présentant pas ou très peu d'émission de
polluants dans l’air des espaces occupés. Des informations sont données par exemple dans les
déclarations de matériaux de construction selon SIA 493 ou les déclarations environnementales de
produit (Environmental Product Declaration EPD).
L'étanchéité des parties enterrées de l'enveloppe des espaces occupés doit être suffisante pour
éviter l'entrée d'eau, de vapeur d'eau et de radon dans le bâtiment.
Dans les nouveaux bâtiments comportant des locaux d’habitation adjacents au terrain ou une cave
à sol brut il faut prendre des mesures constructives préventives qui permettent si nécessaire de
réduire la concentration de radon dans les espaces occupés.
Parois et dalles séparant les espaces avec sources de pollution ou d’humidité (par ex. garages,
caves, espaces à haute concentration de radon) des espaces occupés doivent être aussi étanches
à l'air que possible. Les portes et passages entre ces espaces doivent être exécutés de manière
que le débit d’air sous 50 Pa de pression différentielle, rapporté à l’aire totale des parois de sépa-
ration soit inférieure à 2 m3
/(h·m2
)
Pour l'évacuation des polluants, on précise dans la section 3.4:
Des hottes d'évacuation des gaz et fumées doivent être installées près des sources fixes (cuisi-
nières, machines polluantes). Pour un fonctionnement adéquat, l'apport d'air extérieur doit être
assuré par des dispositifs qui se ferment pendant l’arrêt du ventilateur d’extraction.
Une aération naturelle suffisante au sens du chiffre 3.1.1 doit être assurée dans les locaux inoccu-
pés contenant des sources de pollution (par ex. garages) lorsqu'ils ont une liaison avec les locaux
habités.
Des mesures constructives doivent être prises dans tous les locaux des bâtiments neufs qui sont
occupés durablement ou qui pourraient l'être, pour empêcher durablement que des substances
nocives puissent y pénétrer. Il en va de même pour la réaffectation de locaux inhabités en locaux
occupés durablement.
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Débit d’air par personne
(seules les personnes polluent)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Débitd’airfrais[m³/h·personne]
Malsain
Sent le renfermé
Recommandé SIA 382/1
Réduction autorisée SIA 382/1
Si on examine les normes, le choix est
large entre les débits proposés qui dé-
pendent des sources de pollution et
des concentrations acceptées. Il est
néanmoins dangereux de descendre
en-dessous de 4 m³/h et personne, et
exagéré de dépasser 40 m³/h et per-
sonne s’il n’y a pas d’autres sources
de pollution que les occupants.

3. CONCEPT DE VENTILATION
La nouvelle norme SIA 180 exige qu’un concept de ventilation soit établi au niveau de l’avant pro-
jet. Ce concept tient compte du fait qu'il existe diverses méthodes d'aération:
• Ventilation naturelle, à savoir aération au travers des fenêtres et d'autres ouvertures prati-
quées dans l'enveloppe du bâtiment (dont l'effet peut être renforcé par des cheminées) sous
l'action de l'occupant.
• Ouvertures à réglage automatique (par exemple clapets hygroréglables).
• Ventilation mécanique (installations à double flux ou à extraction avec entrées d'air).
Le concepteur doit donc décider dès l'avant projet comment le bâtiment sera aéré. S'il opte pour
une ventilation mécanique, il doit prévoir de la place pour les installations et les conduites, et déci-
der de l'emplacement de l'entrée d'air et de la sortie de l'air vicié. S'il opte pour une ventilation na-
turelle, il doit prévoir des ouvertures de ventilation dans l'enveloppe, décider du parcours de l'air
dans les locaux et donc prévoir les connexions éventuellement nécessaires. Il peut aussi opter
pour une ventilation mixte, par exemple une ventilation mécanique en saison de chauffage et natu-
relle en dehors cette saison.
Le principe de ventilation doit permettre aux utilisateurs d'obtenir les débits d'air nécessaires par
une utilisation appropriée des ouvertures de ventilation naturelle ou de la ventilation mécanique.
Les utilisateurs doivent être informés.
L’article 3.2.7 précise qu’un principe de ventilation nécessitant l’aération continue par l'ouverture
partielle permanente de fenêtres pendant la saison de chauffage n'est pas admis.
La Palisse aurait pu dire que, pour contrôler les débits d'air, il faut éviter que l'air n'entre ou ne
sorte par des fuites incontrôlées. La maîtrise du débit d'air ne doit pas être laissée aux défauts de
construction que sont les fuites, mais contrôlé par des ouvertures aménagées exprès dans l'enve-
loppe (grilles de ventilation, fenêtres, impostes, etc.), ou par un système de ventilation (canaux,
ventilateurs, etc.). En dehors de ces ouvertures, l'enveloppe du bâtiment doit être raisonnablement
étanche.
Il est de tradition en Suisse d'utiliser les fuites de l'enveloppe pour ventiler, en complétant cette
"ventilation" de base par l'ouverture des fenêtres. Cette tradition ne peut plus s'appliquer, ce pour
deux raisons essentielles :
Une fuite donne plus de débit par temps froid ou venteux, et moins de débit par temps calme et
clément. Ces débits ne correspondent pas aux nécessités. Par exemple, le débit d'air nécessaire à
évacuer l'humidité est très faible par temps froid et peut être très grand par temps clément.
Les occupants des logements sont souvent tous absents pendant la journée. Les fenêtres restent
ouvertes ou fermées pendant ce temps, ce qui provoque soit un gaspillage d'énergie, soit un
manque d'aération.
Les besoins en aération dépendent des exigences de qualité d’air ainsi que des sources de con-
tamination et de leur intensité, qui sont généralement variables. D'autre part, les apports d’air dé-
pendent du vent et des différences de température en ventilation naturelle ou de l’installation et de
ses réglages en ventilation mécanique.
Pour adapter les apports aux besoins il faut contrôler les débits, donc construire une enveloppe
étanche et installer des organes de contrôle. Ces organes font partie de l'installation en ventilation
mécanique, mais doivent être prévus et installés dans l'enveloppe du bâtiment pour contrôler la
ventilation naturelle.
L'aération sert essentiellement à évacuer les polluants. Pour assurer une bonne qualité de l'air tout
en évitant le gaspillage de nos ressources, il convient d'éviter des sources de polluants inutiles, et
de contrôler l'aération le mieux possible. Pour cela, une enveloppe étanche est indispensable, l'aé-
ration étant assurée par des ouvertures ou des installations ad hoc. L'ère de l'aération par les
fuites est révolue.

4. Aereco s/fenêtre Aereco s/canal Renson s/fenêtre
Ouvertures d'aération
On trouve dans le commerce de nombreuses ouvertures d’aération permettant d’obtenir les débits
nécessaires et suffisants par une ventilation naturelle contrôlée. Ces ouvertures sont souvent mu-
nies de grilles contre les insectes, d’atténuateurs acoustiques, voire de régulation de débit.
LE CONFORT THERMIQUE
Les habitants aiment adapter les conditions climatiques intérieures à leurs besoins et réciproque-
ment, ils adaptent leur habillement et leur activité aux conditions ambiantes. De plus, ils acceptent
des variations de températures différentes suivant leur environnement.
Des données observées dans 160 bâtiments dans le monde entier ont été compilées dans le cadre
du projet de recherche ASHRAE 884. Ces bâtiments ont été classés en deux catégories : les bâti-
ments à ventilation naturelle et les bâtiments avec air conditionné.
Figure 1: Températures observées et prédites dans des bâtiments avec air conditionné (à gauche) et à venti-
lation naturelle (à droite). Les lignes en trait point sont ajustées sur les points expérimentaux. D'après [9].
Dans ces derniers, les températures observées correspondent à celles que l'on peut prédire à
l'aide du modèle de Fanger repris dans la norme ISO 7730 (Figure de gauche).
Par contre, dans les bâtiments avec ventilation naturelle, le modèle ne prédit pas la température
idéale correcte. Il semble que les habitants s'adaptent aux conditions locales en utilisant des
moyens qui ne sont pas pris en compte dans le modèle ISO 7730. (Figure de droite).
Ces résultats ayant été confirmés par plusieurs chercheurs, le modèle de confort adaptatif a été
repris dans la norme ISO 13786, et donc dans SIA 180.
La nouvelle version de la norme SIA 180 a donc des exigences différentes pour les locaux condi-
tionnés (par exemple les locaux climatisés en été ou chauffés en hiver et ceux qui ont une ventila-
tion essentiellement mécanique) et les locaux à ventilation essentiellement naturelle et non condi-
tionnés, notamment ceux dans lesquels les installation de chauffage et, le cas échéant, les instal-
lation de refroidissement son déclenchées.
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Températureintérieure[°C].
Température extérieure [°C]
Air conditionné
Observé
Prédit
Ajusté
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Températureintérieure[°C].
Température extérieure [°C]
Ventilation naturelle
Observé
Prédit
Ajusté

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Températureopérativeintérieure
Température extérieure en moyenne courante sur 48 heure
Limites du confort acceptable en activité sédentaire
Pour les locaux non condi-
tionnés, la température
opérative idéale est sim-
plement fonction de la
température extérieure
moyenne sur 48 heures.
Si on tient compte de la
variabilité des besoins des
humains et d’une marge
acceptable de tolérance,
des domaines de confort
peuvent être tracés autour
des lignes optimales. Le
domaine jaune élargi est
valable pour un espace non
conditionné.
Le domaine orange est celui de EN ISO 7730, si on tient compte de l’adaptation de l’habilement à
la saison. Ce domaine satisfait 90% des occupants d’un espace conditionné en activité sédentaire.
Pour les locaux conditionnés, la température idéale de confort et la tolérance sont les mêmes que
dans la version précédente de la norme.
LE CONFORT D'ÉTÉ
Selon la norme SIA 180 art. 5.1:
Le bâtiment doit être conçu et construit de manière à satisfaire les exigences de confort sans re-
froidissement artificiel tant que la charge thermique interne spécifique journalière reste modérée, et
que les protections solaires mobiles et la ventilation naturelle sont utilisées de manière adéquate.
Par refroidissement artificiel on entend toute forme de refroidissement liée à une consommation
supplémentaire de courant électrique (y compris l’évacuation de la chaleur par des sondes géo-
thermiques, dans l’eau souterraine, un cours d’eau ou un lac si une pompe est nécessaire).
Les exigences de protection thermique mentionnées ci-dessus valent aussi pour les locaux refroi-
dis artificiellement. En d'autres termes, un local à fortes charges thermique, donc qui nécessite un
refroidissement, doit être aussi bien protégé du rayonnement solaire et de la chaleur externe.
Les exigences mentionnées sous 5.1.1 ne s’appliquent pas aux piscines couvertes et aux locaux
dans lesquels les occupants ne font qu'un court passage (moins d'une heure par jour).
Le domaine de température acceptable dépend donc du concept de ventilation.
• Pour une activité sédentaire, le domaine orange s'applique aux locaux dans lesquels la plus
grande partie du débit d'air est contrôlé par une installation de ventilation mécanique.
• Le domaine jaune élargi est valable pour un espace dans lequel la majorité de l'air est obte-
nu par ventilation naturelle.
On voit immédiatement l’avantage énergétique important que l’on peut tirer de cette réalité: Si un
bâtiment permet de maintenir une température acceptable sans conditionnement, point n’est be-
soin de l’installer.
Ainsi, un bâtiment Minergie® - donc en principe avec une ventilation mécanique - doit rester à
l’intérieur du domaine orange tant que la ventilation mécanique fonctionne. En été toutefois, il est
possible (et même recommandée pour économiser de l’énergie électrique) d’aérer les locaux par
une ventilation naturelle. Si les fenêtres sont ouvrantes, c’est alors le domaine élargi jaune qui

6. s’applique. Il est parfaitement possible de concevoir le bâtiment et les locaux pour qu’ils restent à
l’intérieur de ce domaine si les protections solaires et la ventilation nocturne sont utilisées.
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Humidité d’air en hiver sia 382/1
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-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35
Débitenm³/(h·personne)
Température extérieure
Afin d’éviter un trop faible taux
d’humidité en hiver (température
de l’air externe inférieure à 0°C) et
des apports de chaleur indésirable
en été (température de l’air exté-
rieur supérieures à 25°C) ainsi
que pour réduire la puissance
maximale de chauffage ou de re-
froidissement, il est conseillé de
réduire le débit d’air lors de basse
et à haute température extérieure
jusqu'à 50 %. La valeur minimale
est 15 m³/(h personne).
SIA 180 précise, à l’article 3.5.1.3, que:
Dans les espaces chauffés ou ventilés mécaniquement, et jusqu’à une altitude de 800 m,
l’humidité de l’air intérieur en hiver ne peut être inférieure à 30 % que pendant au maximum 10%
de la durée d’occupation annuelle. Au-dessus de 800 m d’altitude, cette limite est réduite de
1 % H.R. pour 100 m supplémentaires. Par exemple, la limite est de 20% à 1800 m d’altitude.
Cette limite est valable à la température de dimensionnement de l’air intérieur en hiver
Cette exigence doit être satisfaite sans humidification artificielle. Les exceptions ne sont ad-
mises que si l’humidité reste trop basse lorsque toutes les mesures suivantes sont prises:
• La ventilation est adaptée aux besoins et réduite par basses températures extérieures. Dans
les installations de ventilation mécanique, le débit d’air neuf est réduit selon SIA 382/1,
chiffre 2.2.6.5.
• Le chauffage est adapté aux besoins avec une température de consigne de l’air selon SIA
2024.
• Récupération de chaleur sur l’air extrait avec transfert d’humidité.
• Augmenter les sources d’humidité dans le local.
Un chauffage à température trop élevée augmente la consommation d’énergie et réduit l’humidité
relative intérieure. En conséquence, les températures trop élevées en saison de chauffage sont à
éviter.
Cette exigence est relativement facile à remplir. ll suffit d'adapter le débit d'air aux sources de pol-
lution et de ne pas surchauffer. Si les occupants sont la seule source de pollution et d'humidité, la
production d'humidité de ces occupants suffit pour assurer une humidité relative suffisante à une
température confortable avec un débit d'air correct.
Par exemple à la Chaux-de-Fonds, la température extérieure est supérieure à -2 °C pendant 90%
du temps d'occupation (SIA 2028 page 40). En hiver, cet air extérieur contient au moins 3.73 g de
vapeur d'eau par mètre cube. A 21 °C (température de confort en hiver) un air à 30% d'humidité
contient 5,18 g/m³ de vapeur d'eau. Comme une personne produit environ 70 g de vapeur d'eau
par heure, un débit d'air inférieur à 48 m³/h et par personne permet de garder les 1,45 g/m³ qui
manquent et d'assurer une humidité suffisante. Si on admet que l'air extérieur ne contient que 1
g/m³ (ce qui n'est pratiquement jamais le cas), un débit d'air de 15 m³/h et par personne, comme
indiqué par SIA382/1 en saison très froide, suffit encore pour assurer une humidité relative de
34%.

7. EN RÉSUMÉ
Selon la norme SIA 180, le bâtiment doit être conçu pour être, sans chauffage ni refroidissement,
au moins aussi confortable que l’extérieur, et plus de préférence. Ceci exige que l’architecture soit
adaptée au climat. Dans les climats européens, une bonne conception permet de fortement ré-
duire la durée de la saison de chauffage et d’éviter presque partout le refroidissement.
Pour obtenir une bonne qualité d’air, l’aération doit être contrôlée et le concept de ventilation (na-
turelle, mécanique ou hybride) fait partie du projet.
La norme SIA 382/1 permet de déterminer si une ventilation mécanique, voire un refroidissement
est souhaité ou nécessaire. Le cas échéant, il donne les informations utiles pour une bonne concep-
tion, pour le dimensionnement et la mise en service.