CHOISISSEZ L'ACTIVATION PAR NOYAU DE BÉTON

dEfis sous contrOle, les avantages mis en valeur

'activation du noyau de béton (ANB) est devenu peu à peu un concept chez les professionnels du secteur de la climatisation. Comme certains malentendus et 'mythes' circulent encore sur cette matière, il nous paraît bon d'évoquer l'un ou l'autre aspect de ce système de climatisation permettant aussi bien de refroidir que de chauffer.

Principe de base

L'activation du noyau de béton (aussi en abrégé ANB ou TABS) est basé sur un principe assez simple que les Romains maîtrisaient déjà nota bene. Dans l'ANB sont intégrées des conduites d'écoulement d'eau en plastique dans la structure du bâtiment, par exemple dans les hourdis ou parois de béton. Quand le bâtiment est achevé et mis en service, l'eau tiède ou fraîche est pompée à travers les conduites, ce qui chauffe ou refroidit la masse du bâtiment. A son tour, un échange d'énergie thermique s'opère dans les locaux du bâtiment, nécessaire pour réaliser un climat intérieur confortable.

Comparable donc au chauffage ou refroidissement par le sol, pour lequel les conduites sont placées dans la chape, mais avec une inertie qui fait plutôt penser au poêle à stéatite. Ce principe permet de chauffer à quelques moments de la journée seulement et, ce qui est peut-être encore plus important, de choisir assez librement le moment de chauffe.

Avantages et applications

Cette flexibilité permet d'augmenter la part renouvelable dans le système d'énergie. De plus, le concept agit avec des températures d'eau très modérées de, disons, 16 à 20 °C en régime refroidissement, et 24 à 30 °C en chauffage. Ce sont ces températures d'eau qui, avec la flexibilité citée, mettent parti­culièrement en valeur la mise en œuvre de technologies de production renouvelables (comme les pompes à chaleur, la quatrième génération de réseaux thermiques, le stockage thermique central, ...). De plus en plus, le concept trouve son application dans les bâtiments basse énergie et BEN.

Points d'attention

L'activation du noyau de béton réclame, du concept à la mise en service, une attention parti­culière des parties impliquées.

Compact et isolé

Bien entendu, l'architecte doit veiller, comme dans chaque projet performant contemporain, à ce que le bâtiment soit suffisamment compact, bien isolé et armé d'un point de vie architectural contre un trop grand impact causé par la chaleur solaire et les conditions estivales sur la maison.

Réglage de la température

TABS (Thermally Activated Building Systems) est un concept de climatisation littéralement intégré qui, au départ des aspects multidisciplinaires, doit grandir en un projet définitif. Il est important de savoir que ce concept réalise un transfert de chaleur uniforme et agréable. Cette part de rayonnement importante fait en sorte qu'on ressent un même confort avec des températures de local plus atténuées. Le réglage de la température peut donc être nettement plus économe en énergie. 

Utilisez un système secondaire

La mise en œuvre d'un système secondaire est préconisé. La lenteur du système lors des journées d'entre-saison typiques, l'ajustement rapide et dynamique dans le cas d'une demande de température qui change rapidement, tout comme la réponse aux pics hivernaux, sont de préférence assurés ou complétés par un petit élément dynamique (un convecteur, un radiateur ou le chauffage de l'air de ventilation).

L'activation du noyau de béton procure en effet un chauffage de base permanent qui peut être alimenté par une technologie très économique, en songeant avant tout à une application de pompe à chaleur (air-eau ou sol-eau). Les collecteurs solaires et un raccordement à un réseau de chaleur, e.a., entrent aussi en considération.

Le refroidissement peut être livré par la mise en œuvre passive du froid du sol, l'utilisation de la température nocturne avec une tour de refroidissement insérée ou l'utilisation d'une pompe à chaleur air-eau réversible. Le refroidissement passif s'effectue dans ce qu'on appelle le concept GEOTABS, de plus amples explications suivent.

Concept

Dans le concept, l'approche devient plus complexe selon les dimensions et l'utilisation du bâtiment à ériger. Vous pouvez vous adresser auprès de divers fournisseurs de réseaux de conduites pour les données d'émission à l'état stationnaire pour des situations d'encastrement typiques. De nombreux fournisseurs disposent d'une bibliothèque de situations qui donnent les bonnes directives pour des applications standard. Dans nos contrées et avec nos conditions climatiques, le chauffage prime dans nos bâtiments. C'est pourquoi la demande de chaleur (ou demande de froid) dans les conditions de conception de base pour projets plus petits est prise en compte de façon normative, on veille à ce que le système secondaire dynamique, avec l'ANB, puisse répondre à la demande de chaleur et à ce qu'environ un quart de la puissance puisse être assuré de façon dynamique (par le radiateur, le convecteur, etc.). Cette part dépend en réalité des propriétés de l'enveloppe du bâtiment et du profil attendu des sources de chaleur qui fonctionnent dans le local. 

Simulations

Des projets plus grands peuvent être pris en charge avec une meilleure optimisation des coûts par la simulation réelle du comportement dynamique. Nous pouvons effectivement 'préparer' l'ANB pendant la nuit pour une 'charge de base' et laisser surtout le système secondaire piloter la production en journée, nous économisons ainsi sur la puissance installée. Nous pouvons aussi déduire de simulations (à l'aide d'un modèle informatique du projet de construction), quel rapport TABS/système secondaire utiliser en fonction de l'utilisation du bâtiment et de la qualité de l'enveloppe du bâtiment. Il est évident que, dans cette phase, nous pouvons inclure la technologie de production thermique et le réglage automatique du système dans la simulation, car le coût d'utilisation représentera une part importante de l'évaluation des coûts. En effet, le concept et le réglage s'influencent fortement. Bien que de nombreux avantages soient liés aux concepts TABS, l'approche dynamique effraie encore quelque peu les concepteurs plus traditionnels.

L'exécution des simulations dynamiques donne une compréhension plus profonde du fonctionnement du concept et permet aussi d'optimiser l'investissement. Le supplément pour cette approche se récupère quasi immédiatement par les investisseurs. De plus en plus, on propose des logiciels de simulation conviviaux associés à une offre étendue de formations qualitatives (voir aussi www.ibpsa-nvl.org).

Exécution technique

Bien entendu, des points d'attention en technique d'exécution spécifiques doivent être pris en compte lors du placement. Par exemple, la direction du chantier (architecte, bureau d'études ou entrepreneur général) doit veiller au traitement respectueux des conduites (tapis de conduites entrelacées préfabriqués ou conduites entrelacées sur site) par les parties présentes. Une fois coulées, elles sont bien protégées et prêtes pour une durée de vie extrêmement longue. Une bonne concordance préalable de l'emplacement des conduites et des barres d'armature doit avoir lieu de préférence avant l'exécution. Des fournisseurs de systèmes de béton intègrent aussi les conduites dans les hourdis préfabriqués ou prédalles dans leurs ateliers. Le risque de dégâts sur le chantier disparaît en grande partie. En tout cas, une surveillance permanente de la pression dans la phase de chantier est préconisée. Pour cela, on peut faire appel à des outils tels que les manomètres et les vannes signalétiques, … Ces accessoires peuvent être obtenus auprès des principaux fournisseurs de conduites. Lors de la finition du bâtiment, il reste crucial de communiquer à toutes les parties les profondeurs de perçage maximales pour la suspension et le montage de l'éclairage, la signalisation, les détecteurs d'incendie, ... Les passages pour le câblage sont généralement pratiqués avant le coulage du béton. En tout cas, un bon rendu du plan et un agencement structuré des réseaux de canalisations restent essentiels.

Mise en service

Suivent alors encore la mise en service et l'aspect technique de réglage pendant la phase d'utilisation du bâtiment. Cette dernière étape est cruciale dans l'obtention des prestations énergétiques visées. Alors que l'obtention du confort thermique pose à peine un problème, nous constatons une grande différence dans les prestations énergétiques des bâtiments selon que le réglage est suffisamment utilisé. Le rôle des bureaux d'études ou des installateurs qui ont une compréhension de la performance du système lors de l'accompagnement dans la phase opérationnelle du bâtiment, donc après la phase de démarrage, ne doit pas être sous-estimé.