Photo ©2018 – Pascal Poggi – AQC

Photo ©2018 – Pascal Poggi – AQC

L’ÉVOLUTIONDES SOLUTIONSDEPUIS 2000

2e volet: ventilation et climatisation

GÉNIE CLIMATIQUE

La Directive ErP, le Règlement F-Gaz et l’émergence du numériqueet des objets connectés ont fortement pesé sur l’évolution techniquedes solutions de climatisation et de ventilation depuis 18 ans.

TEXTE :PASCAL POGGIPHOTOS :KAMPMANN,PASCAL POGGI/AQC, SWEGON

47M A I / J U I N 2 0 1 8 • N ° 1 6 8 • Q U A L I T É C O N S T R U C T I O N

TECHNIQUESMISE EN ŒUVRE

48 Q U A L I T É C O N S T R U C T I O N • N ° 1 6 8 • M A I / J U I N 2 0 1 8

TECHNIQUES MISE EN ŒUVRE

La Directive ErP (Energy related products,dite aussi écoConception ou écoDesign) estl’un des principaux moteurs de l’évolutiondes technologies de chauffage et de venti-lation. Les climatiseurs, les groupes de pro-

duction d’eau glacée, les roof-tops et autres dry-coolers, de même que tous les caissons de ventilation,domestiques ou tertiaires, sont tous concernés parcette Directive et ses Règlements d’application.L’autre principal moteur est le Règlement F-Gaz, entréen vigueur au 1er janvier 2015 dans sa version revisitéeet visant à réduire les émissions de gaz à effet deserre en programmant une réduction des quantitésde HFC utilisés en Europe. Sans oublier l’influenceexercée par le déploiement rapide des solutions nu-mériques, entamé au tournant 2010 par Nest.

Ventilation :la singularité françaiseConcernant la ventilation, la Directive ErP a produitses effets à partir de 2015. Jusqu’à cette date, laventilation sur le marché français était solidementcalée sur le simple flux autoréglable, avec du simpleflux hygroréglable pour les bâtiments les plus perfor-mants et une poignée de caissons double flux venduschaque année en tertiaire. La réglementation fran-çaise exerce en effet un double effet sur la ventilation.Premièrement, elle impose en logement des débitsminimaux de ventilation – considérés depuis long-temps comme trop bas – pour assurer une bonneQualité d’air intérieur (QAI). Mais deuxiè mement,les réglementations thermiques successives pé-nalisent les débits de ventilation, considérant qu’ils’agit de pertes thermiques. Un remède simpleaurait été l’augmentation des débits pour la QAI etle développement du double flux avec récupérationde chaleur. Mais si les RT 2005 puis 2012 valorisentla récupération de chaleur, elles pénalisent aussifortement les consommations électriques des deuxventilateurs présents dans les groupes double flux.Et la question de l’augmentation des débits de ven-tilation pour améliorer la QAI n’a pas progressé. Lasolution de base de la ventilation en France demeuredonc le simple flux. Par conséquent, comme les concepteurs et les ins-tallateurs n’ont pas l’habitude du double flux, il estsouvent mal dimensionné et posé de manière trop coûteuse. Dans la première maison labélisée E+C- àMontlouis-sur-Loire (37), le double flux InspirAIR Homed’Aldes est revenu à 7000euros HT fourni/posé. Biensûr c’est un double flux haut de gamme avec uneexceptionnelle qualité de filtration (son filtre anti-bactérien retient 99% des pollens, 99% des particulesfines PM10 et PM2.5 et jusqu’à 60 % des virus). Sontaux de récupération de chaleur atteint 90 % et il estasservi à une sonde de CO2 pour moduler automa-tiquement son débit de ventilation. Mais ce montantreprésente 127% du coût de la fourniture et pose duchauffage dans la même maison (chaudière muralegaz à condensation à ventouse et deux plancherschauffants). Encore aujourd’hui, les concepteursconsidèrent les débits de ventilation réglementairescomme des valeurs à atteindre et à ne pas dépasser.Résultat, la VMC simple flux continue de progresser

Les poutres froides étaient largement favorisées par les calculs RT 2005 et la RTex. Pendantquelques années, elles ont constitué la solution principale de chauffage, rafraîchissement etdiffusion d’air neuf hygiénique dans les bâtiments de bureaux neufs et réhabilités. La méthodede calcul RT 2012 a modifié leur contribution à la performance thermique globale réglementairedes bâtiments neufs. Si elles sont encore largement déployées en réhabilitation, elles onttendance à perdre du terrain en construction neuve.

Si toute l’Europe est passée à la ventilation double flux, seul le tertiaire l’a adoptée enFrance. La ventilation domestique, sauf dans les bâtiments cherchant une performance élevéedu type certification Passivhaus, demeure en simple flux, mais hygroréglable au lieud’autoréglable.

Les caissons extraction et insufflation séparés de Robatherm sont raccordés par unerécupération de chaleur sous eau glycolée et pilotés par un même automate comme s’ils étaientune seule machine.

1

2

3

Photo Swegon1

Photo ©2018 – Pascal Poggi Photo ©2018 – Pascal Poggi –– AQCAQC2


plats VEX 320, VEX 330 et VEX 350. D’une hauteur deseulement 440mm, ils sont destinés à être installésen faux-plafonds. Ils peuvent être complétés par unebatterie eau/air (avec des puissances de 1,4, 3,6 ou5,2kW pour une température d’eau de 50°C à l’entréede la batterie et une chute de température d’eau de20 K entre l’entrée et la sortie de la batterie) ou élec-trique (3,9 ou 7,8 kW). Montées dans la veine de souf-flage,ces batteries assurent une partie ou la totalitédu chauffage, en plus du renouvellement d’air hy-giénique. Leurs débits d’air sont modulables de 540à 1440m3/h pour les VEX320ou VEX330et atteignent2330 m3/h pour le VEX 350. Ce type de caisson extra-plat intéresse aussi lesconcepteurs pour le neuf. Dans un immeuble de bu-reau neuf, un caisson par étage ou par demi-étagepermet de fractionner la ventilation, donc de la mettreen service au fur et à mesure de l’occupation du bâ-timent, et accroît sa fiabilité (peu probable en effetque tous les caissons tombent en panne en mêmetemps). Surtout, en construction neuve, il est possiblede prendre et de rejeter l’air directement en façade,ce qui supprime les conduits verticaux: gain desurface louable, économie des volets anti-incendieentre les étages et de leur entretien réglementaire.

Climatisation : les constructeursinvestissent dans l’eau glacée En climatisation, si la période 2000-2018 a été do-minée par la pression conjointe de l’ErP et du Rè-glement F-Gaz, la dynamique propre des fabricantsa également joué. Le monde de la climatisation estdivisé entre la détente directe et l’eau glacée, et ilest très difficile de prévoir si l’une ou l’autre de cesdeux technologies pourrait prédominer


Voici les nouveaux caissonsde ventilation: double flux avecrécupération de chaleur, possibilitéd’ajout d’une batterie chaude et/ou froide, alimentée en eauou en détente directe… Et surtoutils ont une forme suffisammentplate pour pouvoir être installésdans un faux-plafond.

Voici un ventilo-convecteurmultifonctions Kampmannà suspendre au plafond:chauffage et rafraîchissement4 tubes, ventilation double fluxavec échangeur de récupérationde chaleur, prise d’air directevers l’extérieur pour l’air neufet l’air extrait. Il existe aussi desmodèles à encastrer dans le sol.

4

5

en installations domestiques individuelles et col-lectives, atteignant 773452caissons en 2017 (+2,5%par rapport à 2016). Simplement les solutions hygro -réglables progressent désormais nettement plus vite(+ 6,1 %) que l’autoréglable (+ 0.8 %).

Fractionnerla ventilation en tertiaire La Directive ErP s’est d’abord attaquée aux ventila-teurs, à travers le Règlement européen n°327/2011 du30mars 2011 applicable depuis le 1er janvier 2015, puisle Règlement n°1253/2014 du 7 juillet 2014 s’est en-suite attaqué aux caissons de ventilation eux-mêmes.Conséquences immédiates sur le marché français:depuis 2016, les caissons double flux doivent êtrepourvus d’un échangeur de récupération de chaleur;depuis le 1er janvier 2018, tous les groupes de ven-tilation vendus dans l’Union européenne, simple oudouble flux, domestiques ou tertiaires, doivent êtrepourvus d’une motorisation à au moins trois vitessesou à vitesse variable. Enfin, le taux de récupérationde chaleur est poussé à 68 % pour les échangeursà fluide intermédiaire –du type caloduc, par exemple,y compris ceux qui permettent de raccorder deuxmachines distantes, chargée l’une de l’extraction,l’autre de l’insufflation – et à 73 % pour tout autretype d’échangeur.Les exigences simultanées de l’ErP – réduction dubruit et des consommations électriques de tous lescaissons de ventilation, augmentation du rendementde récupération de chaleur pour les caissons doubleflux – ont conduit les fabricants à réduire les pertesde charge des circuits d’air (accroissement de l’ef-ficacité énergétique), augmenter les diamètres desventilateurs tout en les faisant tourner plus lentement(réduction du bruit), et à augmenter les dimensionsdes échangeurs de chaleur dans les caissons doubleflux pour améliorer les rendements. Au bout ducompte, les machines conformes à la prochaineéchéance de septembre 2018 de la Directive sontplus efficaces, moins bruyantes, mais aussi 10 à20% plus volumineuses. Cet accroissement de l’en-combrement pose du coup un problème pour leremplacement des caissons existants dans leslocaux techniques. Et même lorsque les caissonssont installés sur des toitures-terrasses, les règle-ments d’urbanismes qui contraignent la hauteurtotale des bâtiments peuvent faire obstacle à lapose des nouveaux caissons. Confrontés à cette difficulté particulièrement aigüeen tertiaire, les industriels ont décidé de fractionnerles débits en inventant un nouveau type de caissondouble flux. Si par exemple on ne peut plus poserun caisson de 20000 m3/h en raison de son encom-brement accru, il demeure possible d’installer 8cais-sons de 2500 m3/h, à raison d’un ou deux par étage.Surtout s’ils adoptent un nouveau facteur de forme:les constructeurs proposent depuis trois à quatreans en Europe des caissons de ventilation doubleflux extra-plats, souvent équipables d’échangeursfluide/air ou eau/air pour le chauffage et le rafraî-chissement. Grâce à son rachat du groupe danoisExhausto, Aldes propose par exemple des caissonsdouble flux Exhausto by Aldes, notamment les caissons www

Photo ©2018 – Pascal Poggi Photo ©2018 – Pascal Poggi –– AQCAQC 4

Photo Kampmann 5



et à quelle échéance. À puissance égale, une instal-lation à l’eau glacée utilise moins de fluide frigorifiquequ’une installation à détente directe; en revanche,du point de vue des consommations d’énergie, la dé-tente directe atteint de manière routinière des niveauxd’efficacité énergétique que l’eau glacée n’approchepas. Dans un premier temps, les industriels ont donctenté de minimiser leurs risques en prenant des po-sitions dans les deux univers. Mitsubishi Electric aacheté plusieurs fabricants italiens spécialistes del’eau glacée, dont Clima Veneta. Daikin, de son côtéa acheté McQuay en 2006 et développé ses propresgammes de groupes à eau glacée, à la fois en froidseul, en pompe à chaleur et réversibles. Le leadermondial de l’eau glacée Carrier a pris le contrôle deToshiba Climatisation, spécialiste de la détente di-recte. En Europe, Carrier propose même une offrede solutions à détente directe sous les marquesCiat, Riello et Carrier. Ensuite, chaque univers a tenté d’améliorer ses so-lutions pour répondre aux exigences de l’ErP et duRèglement F-Gaz. L’eau glacée a généralisé le pi-lotage des compresseurs par variation de vitesse,à l’aide soit d’inverter embarqué sur le compresseur,soit de variateur déporté. Dans les nouveaux groupesair/eau Carrier, compresseur et ventilateur sont àvitesse variable. Dès le début des années 2000, Daikina été le premier à généraliser l’inverter pour le pilotagede ses groupes d’eau glacée, d’abord pour les petitespuissances inférieures à 50 kW, ensuite pour toutesa gamme eau glacée. Pour les groupes froid seul,les constructeurs ont par ailleurs généralisé leséchangeurs fluide/air à microcanaux: à puissanceégale, ce type d’échangeurs réduit de 20 à 40 % lacharge de fluide et améliore le rendement d’échange.Ces échangeurs à microcanaux constituent la pro-chaine frontière technique à atteindre sur les pompesà chaleur: en mode chauffage en effet, les échangeursgèlent en hiver et leur dégivrage semble très complexe.Néanmoins, plusieurs fabricants dont Clivet, Carrieret Clima Veneta ont quasi promis leur avènementen 2018 ou 2019. Côté fluides, les constructeurs ontintroduit en 2016 leurs premiers groupes froid seulou réversibles utilisant des HFO, dont le HFO1234ze.Début 2018, les modèles réellement disponibles sontencore peu nombreux. Ils sont plus coûteux que lesmodèles fonctionnant au R134a, notamment en raisondu prix élevé des HFO, et, selon les marchés, les clientspeuvent être plus sensibles au coût d’investissementimmédiat qu’à la perspective d’avoir une installationpérenne pendant plusieurs dizaines d’années.

La détente directeprogresse toujoursEn ce qui concerne la détente directe, on observe troisgrands types d’évolutions depuis cinq ans environ.Premièrement, le rendement des systèmes continuede progresser. Daikin a, par exemple, depuis long-temps généralisé la vitesse variable par inverter à lafois pour le pilotage des compresseurs et des venti-lateurs de ses systèmes à détente directe. Mais il aaussi introduit la température de fluide variable (VRTpour Variable refrigerant temperature), d’abord pourla 4e génération de son DRV (Débit de réfrigérant

Photo ©2018 – Pascal Poggi – AQC Photo ©2018 – Pascal Poggi – AQC 6

Photo ©2018 – Pascal Poggi – AQC 7

Photo ©2018 – Pascal Poggi – AQC Photo ©2018 – Pascal Poggi – AQC 8


variable) en 2012, ensuite pour ses monosplits en ter-tiaire.La température variable de fluide, tout commela température d’eau variable en sortie d’une chau-dière, contribue à l’étendue et à la précision de la va-riation de puissance des systèmes thermodynamiques,donc à l’amélioration de leur efficacité énergétique.Mitsubishi Electric introduira cette année un systèmeà variation de température de fluide. En 2012 é ga -lement, Daikin a modifié le dégivrage de ses groupes.En effet, en mode chauffage, par une températureextérieure inférieure à 15 °C et pour un air extérieurhumide, les échangeurs air-fluide des systèmesthermo dynamiques givrent. Classiquement, le grouperenverse alors son fonctionnement pour réchaufferet dégivrer l’échangeur, mais pendant le dégivrage,le groupe n’assure plus le chauffage des locaux. Ledéclenchement du cycle de dégivrage est programméclassiquement environ toutes les 60 minutes de fonctionnement du compres seur. Daikin a inventé lechauffage en continu de l’échangeur pour limiter songivrage et continuer à assurer le chauffage des locaux,même en mode dégivrage. Le principe: un matériauà changement de phase stocke de la chaleur et l’utilisepour le dégivrage. D’autres constructeurs ont choiside fractionner en deux ou trois parties indépendantesl’échangeur air/fluide, ce qui permet un dégivrage sé-quentiel segment par segment, tandis que les autresdemeurent en fonctionnement normal et continuentd’assurer le chauffage des locaux.

Les solutions hybridesdétente directe et eau glacéeDeuxième évolution des groupes à détente directe:l’arrivée de l’eau glacée dans leurs systèmes pourréduire le volume de fluide utilisé. Les fabricants dedétente directe s’y prennent de deux manières. Pre-mièrement, ils ont inventé une cascade détente di-recte/eau glacée. Détente directe entre le groupeexterne et des unités intérieures fluide/eau, qui sontdes échangeurs entre le fluide et l’eau chaude ou glacée(selon que le groupe fonctionne en mode chauffageou rafraîchissement). En aval de ces unités, le réseaurepart en eau vers des ventilo-convecteurs, des poutres,des plafonds chauffants et rafraîchissants, etc. Depuis une dizaine d’années, tous les fabricants deDRV proposent ces unités intérieures fluide/eau.Ces unités intérieures fluide/eau peuvent, par exemple,permettre un remplacement par étapes d’une ins-tallation d’eau glacée existante dans un hôtel. Pourminimiser le temps d’indisponibilité des chambres,plutôt que d’arrêter toute la climatisation pendant dessemaines – ce qui conduit à la fermeture de l’hôtel –l’installateur pose le groupe extérieur à détente directe,pose des unités intérieures fluide/eau qui reprennentl’alimentation des ventilo-convecteurs existants étagepar étage ou demi-étage par demi-étage, puis procèdepeu à peu au remplacement des ventilo-convecteurs,sous-ensemble par sous-ensemble. Mais Mitsubishi Electric a présenté un autre concepten 2015: le DRV hybride. Il s’agit toujours d’unecascade fluide/eau, mais les unités intérieures sontplus complexes et permettent un fonctionnementsimultané du chauffage et du rafraîchissement dansle même bâtiment. Elles assurent aussi la

Tous les constructeursse sont organisés pourproposer à la fois de l’eauglacée et de la détente directe.

Johnson Controls,devenu un gros acteurde la climatisation à forced’acquisitions, possèdenotamment York, l’unedes marques phares en eauglacée. Il s’est allié à Hitachidans une co-entreprisepour fabriquer et distribuerdes systèmes à détentedirecte, du plus petit monosplitau plus grand DRV.

Les ventilo-convecteurs4 tubes constituent toujoursune solution haut de gammeen eau glacée. Ils permettentd’alimenter indépendammentchaque émetteur soit enchauffage, soit enrafraîchissement.

Depuis la parution dela Directive ErP, tous lesgroupes d’eau glacéeet les pompes à chaleur degrande puissance ont adoptél’inverter pour le pilotagede la variation de puissancedes compresseurs. Les groupes froid nonréversibles ont aussigénéralisé les échangeurs àmicrocanaux, plus efficaces.

Daikin montrait unprototype de DRV (Débit àréfrigérant variable) au R32sur son stand au salon MostraConvegno de Milan en marsdernier. Daikin indiqueque son efficacité énergétiquesera améliorée de 20 à 25 %par rapport à la dernièregénération au R410A. Il sauraproduire de l’eau chaudesanitaire à 65 °C, contre 50 à55 °C pour celui au R410A.

En matière de DRV,le marché français continuede croître. Le segmentdes mini-DRV, capablesd’alimenter jusqu’à unedouzaine d’unités intérieures,croît le plus rapidement. Ces matériels ont tendance à remplacer les multisplitsdans les moyennes surfacescommerciales en centre-ville.

6

7

8

9

10

11

www




LE DÉVELOPPEMENT DUDOUBLE FLUX DÉCENTRALISÉUn nouveau type d’appareildouble flux est apparu depuis 2000.Nous l’avons d’abord rencontréen Allemagne et il arrivé en Francevers 2010. Il s’agit du double fluxdécentralisé, posé pièce par pièce. Les caissons sont conçus soit pour êtreposés directement à travers un murextérieur soit pour être accrochésau mur extérieur, avec deux conduitstraversant le mur pour l’apport d’air neufet l’extraction d’air. La technologie dudouble flux décentralisé pièce par pièceétait initialement destinée à la ventilationdes logements et petits locaux tertiairesexistants en cas de rénovation. Puisdes fabricants comme l’AllemandMeltem ont imaginé vers 2002 que cettesolution était également exploitable enconstruction neuve. Progressivement,l’ensemble des fabricants a perçul’intérêt technique et commercial dudouble flux décentralisé dans toutes

sortes de configurations d’installation.Des spécialistes comme bluMartin ontaffiné le procédé et obtenu descertifications du Passivhaus Institut (PHI)de Darmstadt. L’appareil FreeAir 100de bluMartin est équipé de pas moinsde 6 sondes de base: CO2 ambiant,température ambiante, températureextérieure, humidité ambiante, humiditéextérieure, température de soufflage.Deux autres sondes de détection desCOV peuvent être ajoutées, ce qui,associé à ses 8 débits de 20 à 100 m3/h,permet un pilotage très fin de laventilation. L’échangeur à flux croiséest certifié par le PHI avec un taux derécupération de chaleur de 87 %.bluMartin indique que le taux derécupération atteint 94 % avec une humidité relative de 50 %. Brink,Ubbink, Wolf, Aldes, Atlantic et unebonne quinzaine d’autres marqueseuropéennes en proposent désormais. ■

pLe double flux décentralisé FreeAir 100de bluMartin est équipé de 6 sondes detempérature, de CO2 et d’hygrométrie.Il est certifié par le Passivhaus Institut avecun taux de récupération de chaleur de 87 %.




Ph

oto

©2

01

8 –

Pa

sc

al

Po

gg

i P

ho

to ©

20

18

– P

asc

al

Po

gg

i ––

AQ

CA

QC

de la climatisation ont la conviction que cet obstaclepourrait être levé dès 2018, ce qui permettraitl’arrivée de DRV au R32 fin 2018 ou début 2019. Daikinest prêt: il a même présenté un prototype de DRVau R32 en mars 2017 au salon Mostra Convegno(Milan), sans annoncer de date de commercialisation.Daikin a également, dès 2009, démontré la faisabilitétechnique d’un DRV au CO2, mais n’envisage pas sacommer cialisation en Europe. Les réfrigérants naturels constituent d’autres candidats valables pour les systèmes à eau glacéeet les Pac monobloc extérieures: le propane R290(GWP = 6,3), l’ammoniac R717 (0), le CO2 R744 (1) etl’eau R718 (0), ainsi que les nouveaux HFO (Hydro-fluoro-oléfines), dont les GWP sont très faibles:HFO-1234ze (6), HFO-1234yf (4) et HFO-1234zd (4,5).Hors l’eau, tous présentent cependant l’inconvénientd’être inflammables: légèrement pour les HFO etfranchement pour le propane. L’ammoniac, pour sapart, est toxique.

L’irruption du numérique Dernier grand moteur de l’évolution technique engénie climatique, l’irruption du numérique a commen -cé en 2011 avec l’apparition du thermostat intelligentet connecté Nest. Début 2014, Google a acheté Nest,alors une petite entreprise de 700personnes, et payé3,2 milliards de dollars. Ce qui intéressait avanttout Google, c’était le concept développé par Nest:des objets connectés à Internet, qui se programmenttout seuls grâce à leur puissance de traitement em-barquée et à leur connexion permanente au Cloud.Ce qui permet de mobiliser facilement des facultéslogicielles d’auto-apprentissage du


récupération et le transfert d’énergie entre les locauxà chauffer et ceux en demande de refroidissement.L’unité extérieure à détente directe alimente enR410A des boîtiers hybrides (fluide/eau) à récupé-ration d’énergie. À leur tour, ces boîtiers alimententles unités intérieures en eau chaude ou glacée. Levolume de fluide dans l’installation est réduit parrapport à celui d’un DRV classique. Il peut être confinéplus facilement et la maintenance de l’étanchéitédes canalisations en fluide est facilitée.

La questiondes fluides frigorifiquesLa troisième grande évolution – qui concerne aussil’eau glacée – porte sur les fluides frigorifiques etprovient directement des exigences du RèglementF-Gaz. Il établit un calendrier de réduction du GWP(Global warming power ou PRP en français pour Po-tentiel de réchauffement planétaire) global des ré -fri gérants HFC mis sur le marché en Europe. Pour yparvenir, il met en œuvre un mécanisme de quotasde HFC utilisables, décroissant entre le 1erjanvier 2015et 2030, exprimé en Tonnes équivalent CO2 (tCO2eq),ainsi que certaines interdictions à des dates précises.La valeur initiale du quota en 2015 – 182,5 MtCO2eq –a été répartie entre les 401 producteurs et importa-teurs de HFC en vrac qui opéraient en Europe à cettedate. Le Règlement F-Gaz vise pour l’instant un GWPmoyen de 700 pour les fluides mis sur le marché enEurope en 2030, ce chiffre pouvant être abaissé à lafaveur d’une révision du Règlement.Les constructeurs cherchent donc des solutions auremplacement des HFC à fort GWP. Les candidatssont connus. Ce sont d’abord des HFC affichant unfaible GWP, comme le R32 (GWP=675). Cette optionest massivement retenue par les industriels de laclimatisation asiatique qui représentent l’énormemajorité des fabricants de climatisation à détentedirecte dans le monde. Du point de vue thermody-namique, Danfoss, fabricant de compresseurs, es-time que le R32 affiche par rapport au R410A unecapacité de refroidissement supérieure à 7 %, unratio masse/débit inférieur à 30%, une températurede décharge maximale supérieure à 22 %. Ce qui setraduit, à puissance égale, par un gain de perfor-mance de 6 à 7 % pour des applications de climati-sation réversible et par une réduction de charge deréfrigérant R32 de 20 à 25 % par rapport au R410A.À puissance égale, les machines au R32 sont 18 %moins volumineuses que celles au R410A. Danfossestime enfin que les compresseurs conçus pour leR410A peuvent être facilement modifiés pour unfonctionnement optimal avec du R32 sans qu’il soitnécessaire de changer leur technologie. Le R32constitue pour l’instant le seul candidat connu auremplacement du R410A en détente directe, depuisles monosplits jusqu’aux DRV. L’offre de monosplitset multisplits au R32 grandit d’année en année enEurope, toutes les marques en proposent. Pour leDRV en tertiaire, le R32 présente néanmoins une dif-ficulté: il est classé A2L, soit légèrement inflammable,or la réglementation incendie en France n’autorisepour le moment que des fluides non inflammablesclassés A1. Uniclima et de nombreux professionnels

t Panasonic commercialisesa gamme de climatiseursréversibles air/air au R32 depuisdeux ans sur le marché français.Fin mai ou début juin 2018,Panasonic introduira en France sa nouvelle gamme PACi demonosplits R32 de grandepuissance, jusqu’à 25 kW.Le groupe extérieur pourra êtreassocié à divers modèles d’unitésintérieures: gainable, cassette,plafonnier, etc. C’est une solutionpour les ERP de 5e catégorie.

u Toshiba a lancé cette annéeplusieurs nouvelles gammesau R32, du monosplit au multisplit,destinées à la fois au tertiaireet au logement.

12

13

“Le R32constituepour l’instantle seul candidatconnu auremplacementdu R410A endétente directe,depuis lesmonosplitsjusqu’aux DRV”

www




thermostat, mais sans que celui-ci adresse di rec -tement le bus de communication du générateur.L’arrivée des thermostats connectés a enfoncé unedigue: l’idée, sinon la nécessité, de connecter toutessortes d’objets du bâtiment s’est rapidement im-posée. Nest a lancé le programme «Works WithNest» pour tenter de créer un écosystème pour ledéveloppement des logements connectés. En plusdu groupe Vaillant, Netatmo collabore avec Legrand,Velux et bientôt d’autres industriels. Du coup, Somfyet Delta Dore sortent de leur splendide isolementet s’ouvrent aux collaborations avec d’autres fabri-cants en utilisant des protocoles de communicationouverts. Somfy a convaincu Hitachi Ciat, Dimplex,Atlantic et De Dietrich d’ouvrir pour sa box et appli-cation domotique Tahomaun accès à leurs protocolespropriétaires. Tahoma pilote aussi les régulateursde Honeywell, Sauter ou Danfoss.

Cloud to CloudLes industriels du chauffage multiplient les chaudièreset Pac connectées. Elles sont toutes accompagnéesd’une ou deux applications. L’une est destinée à l’uti-lisateur, elle lui permet un pilotage à distance et l’in-forme de dysfonctionnements éventuels. La secondes’adresse à l’entreprise chargée de la maintenanceet, dans les cas les plus sophistiqués, l’avertit d’unrisque de panne –grâce à une analyse constante desconditions et des durées de fonctionnement du gé-nérateur– de manière à organiser une maintenancepréventive. Nous n’en sommes qu’au tout début dudéveloppement des services associés à la connectivité.Il n’est pas du tout impossible qu’apparaisse à brèveéchéance une offre de «chauffage comme un service»:l’utilisateur n’achètera plus son générateur de chauf-fage et de production d’ECS, mais acquittera un abon-nement mensuel et une partie variable en fonctionde ses consommations de chauffage et d’ECS, toutcela étant lié ou pas à son contrat de fourniture degaz et d’électricité. Mais la prochaine frontière technique pour le génieclimatique, c’est la commande vocale, en logementcomme en tertiaire. C’est déjà possible grâce à desconcepteurs d’univers connectés collaboratifs. Lethermostat Nest est compatible naturellement avecGoogle Home, Google Home Mini Galet et Google HomeMini Charbon, ces haut-parleurs-microphones de Googledéjà commercialisés en France. Netatmo parie surl’univers d’Apple et a rendu son thermostat compatibleavec Siri, la commande vocale disponible sur tous lesiPhone, en attendant l’arrivée en France d’Apple HomePod.Viessmann a rendu ses chaudières compatibles avecAlexa (d’Amazon, qui devrait arriver en France cetteannée) et Google Homegrâce à des applications Cloudto Cloud. L’utilisateur donne un ordre vocal à Alexa,qui l’envoie dans le cloud Amazon, lequel se met enrelation avec le Cloud Viessmann qui traduit l’ordreet le redescend vers la passerelle de communicationViessmann chez le client; à son tour cette passerelleenvoie les bonnes commandes aux différents équi-pements Viessmann du logement. D’autres fabricantsdevraient suivre rapidement cette voie de coopérationCloud to Cloud pour apporter de nouveaux services,tant elle est facile à mettre en œuvre. ■

comportement et des attentes en matière de confortdes occupants d’une maison ou d’un appartement.Arrivé en France à l’automne 2014, Nest a bouleverséle monde des thermostats programmables en pro-posant le thermostat avec boîtier de raccordementà la chaudière à seulement 219 euros TTC. DirectÉnergie le proposait même à 149 euros TTC en ac-compagnement d’un contrat de fourniture de gaz.De plus l’installation est simplissime, puisque lethermostat se charge de l’apprentissage et peut,par observation du lo gement, apprendre à s’auto-programmer. Si dès le début, les thermostats deNest et de ses concurrents français comme Netatmoou Qivivo étaient compatibles avec la totalité des nou-veaux générateurs et plus de 80 % du parc de géné-rateurs installés, cette compati bilité était plutôt res-treinte: ces thermostats savaient faire du «on/off»et adresser les contacts secs. Du «on/off» à bon es-cient, comme le précise Netatmo: après apprentis-sage de l’installation, les algorithmes embarquéspilotent le chauffage de la manière la plus fine possible,ce qui aboutit à des économies d’énergie très sen-sibles, d’autant plus sensibles d’ailleurs que le gé-nérateur est ancien et d’un rendement dépassé parcelui des nouveaux générateurs.

Contournerles fabricants de générateursMais, tant que les fabricants de pompes à chaleurou de chaudières ne leur donnaient pas accès à leurprotocole de pilotage propriétaire, Nest, Netatmo,Qivivo et les nombreux concurrents apparus depuiscinq à six ans ne pouvaient pas utiliser l’inverter desPac ou la puissance variable des chaudières actuelles.Cette situation a évolué de deux manières. Premiè-rement, les fabricants de thermostats ont noué desliens plus étroits avec quelques fabricants de chau-dières et de pompes à chaleur qui leur ont ouvert leursprotocoles de communication et permettent du coupun pilotage extrêmement fin de leurs générateurs.C’est le cas de Netatmo avec le groupe Vaillant pourles marques Saunier Duval et Vaillant, par exemple.Mais la majorité des constructeurs re chignent clai-rement à franchir ce pas, préférant développer eux-mêmes des thermostats intelligents connectés. Ducoup, seconde évolution, certains industriels commeNetatmo ont conçu une stratégie de contournementen proposant des ensembles comportant un ther-mostat intelligent connecté et des têtes thermosta-tiques à commande radio, parfois sans pile grâce àla récolte d’énergie du protocole enOcean (1). Lethermostat centralisé pilote chaque tête de robinetde chauffage, donc chaque émetteur séparément. Ilest facile d’associer des émetteurs entre eux pourcréer des zones, même si les émetteurs de la zonene sont pas raccordés à la même distribution hy-draulique, ou bien de piloter tous les émetteurs en-semble de manière très fine, sans s’occuper du toutdu générateur. Ce dernier observe la température deretour d’eau et régule lui-même sa puissance et latempérature de départ d’eau en fonction de cette in-formation. Il peut donc déployer toutes ses ressourcesdans la gestion de puissance et température variables,tout en obéissant aux ordres de programmation du

“L’arrivée desthermostatsconnectésa enfoncéune digue :l’idée, sinon la nécessité,de connectertoutes sortesd’objets dubâtiment s’estrapidementimposée”

(1) La récolte d’énergieest le processus par lequelde l’énergie est tirée desources externes et convertieen électricité pour servirau fonctionnement autonomede petits appareils.Lire l’article «Automatisation:quelles solutions dansles bâtiments existants?»en page 38 de ce numéro.

LES ATOUTS DES POMPESÀ CHALEUR SUR BOUCLE D’EAUIl n’existe que trois technologiespossibles si l’on veut rendreindépendants les différents locaux d’unbâtiment tertiaire d’un pointde vue chauffage et climatisation:• le ventilo-convecteur 4 tubesassocié à un groupe d’eau glacéeet à une chaudière ou bienà une pompe à chaleur fonctionnanttoujours en mode chauffage;

• le DRV (Débit de réfrigérant variableà détente directe) 3 tubes (2 chez Mitsubishi Electric) ;

• ou bien la pompe à chaleursur boucle d’eau.

Il s’agit d’une pompe à chaleurmonobloc eau/air, à condensationpar eau. Dans un bâtiment, ces pompesà chaleur sont raccordées à une boucled’eau dont la température estmaintenue entre 12 et 18 °C en étéet entre 40 et 48 °C en hiver. En mi-saison, la température de la

boucle est maintenue par les Pacelles-mêmes: celles qui fonctionnenten mode chauffage prélèvent dela chaleur dans la boucle, tandis que celles qui fonctionnenten rafraîchissement versent dansla boucle la chaleur qu’elles prélèventdans les locaux. C’est de larécupération de chaleur à l’échelledu bâtiment. Il existe d’ailleursdes tentatives pour pousser cemécanisme à l’échelle d’un quartier:les bâtiments en demande derafraîchissement – des bureaux,par exemple – alimentent ceuxqui ont besoin de chauffage ou deproduction d’eau chaude sanitaire –plutôt des logements. Dans unbâtiment, en hiver et en été lorsquetoutes les pompes à chaleurssont susceptibles de fonctionnerdans le même mode chauffage ourafraîchissement, le maintien en

température de la boucle peut êtreréalisé par toutes sortes degénérateurs ou récupérateurs:chaudière, pompe à chaleur, réseaude chauffage urbain, solaire thermique,récupération de chaleur fatalesur l’air extrait, sur les eaux grisesen hôtellerie, etc., pour sonréchauffement; groupe froid, réseaude froid urbain, aéroréfrigérants secs(dry-coolers) ou adiabatiques,tours de refroidissement pour sonrafraîchissement. Les pompes àchaleur sur boucle d’eau contiennentpeu de fluide frigorigène. Ellesfonctionnent en toute indépendance lesunes par rapport aux autres: un bureauest chauffé, un autre rafraîchi. Lefonctionnement de l’installation globaleest fiabilisé: une pompe à chaleur enpanne ne compromet pas le chauffageou le rafraîchissement des autreslocaux du bâtiment. ■

pLes pompes à chaleur sur boucle d’eau prennent diverses formes – en allège, en plafonnier, etc. – et puissances – 1 à 50 kW environ. FranceÉnergie (groupe Muller) est le principal fabriquant en France.


Photo ©2018 – Pascal Poggi Photo ©2018 – Pascal Poggi –– AQCAQC

Documents

Photo ©2018 – Pascal Poggi – AQC