Projet B-AIR : guide technique brasseur d’air

Malgré une efficacité énergétique très élevée, l’usage des brasseurs d’air (ou ventilateurs de plafond) est relativement peu développé en climat tropical et dans les DOM, car supplanté par les climatiseurs, notamment dans le secteur résidentiel : nous comparons ici les valeurs de leurs coefficients d’efficacité énergétiques (les EER)

Les brasseurs d’air

 Alliés du confort et des économies d’énergie

Pourtant encouragé par la Réglementation Thermique depuis 2010 dans les DOM, l’usage des brasseurs d’air plafonniers reste peu développé dans les bâtiments d’Outre-mer, avec un taux d’équipement résidentiel inférieur à 20 % par exemple en Guadeloupe.

Le brasseur d’air est supplanté par la climatisation, notamment aux Antilles avec des taux d’équipement en résidentiels estimés en 2020 à environ 70 % (pour les parties chambres des logements).

Or, le brasseur d’air apporte du confort à moindre coût environnemental et économique, en climat tropical et en saison chaude des climats tempérés.

Brasseurs versus climatisation

Le match

Les performances d’une ventilation adaptée par brasseurs d’air se révèlent être très intéressantes comparées à la climatisation. La consommation d’énergie est bien moindre, point non négligeable dans des régions insulaires et équatoriales où la production électrique est encore largement dominée par les énergies fossiles. Cette électricité alimente un poste de climatisation dominant et croissant dans les usages et dans les dépenses énergétiques, aussi bien dans les secteurs résidentiels que tertiaires.

Si le brasseur ne rafraichit pas stricto sensu en termes d’abaissement de la température mesurée, il procure une amélioration du confort thermique par l’impact physiologique du mouvement de l’air sur les occupants. Cette vitesse d’air favorise en effet les échanges thermiques superficiels sur la peau : refroidissement par différence de température et surtout par l’augmentation de l’évaporation de la sueur qui absorbe de la chaleur et génère donc un rafraichissement ressenti de plusieurs degrés comme l’ont démontré les travaux des scientifiques référents sur le théorisation du confort notamment Givoni et Fanger.

Efficacités énergétiques comparées

Comment le brasseur surclasse la clim !

Mettre une masse d’air en mouvement demande moins d’énergie que de la rafraichir.

L’Energy Efficiency Ratio (EER) mesure l’efficacité énergétique (ou rendement énergétique) d’une installation de rafraichissement dans certaines conditions. Il est calculé à partir de la chaleur soustraite à la pièce, divisée par l’énergie électrique absorbée par le compresseur.

Sur les climatiseurs de dernière génération, de classe A+++, l’étiquette énergie européenne mentionne un SEER (ou EER saisonnier) qui indique donc le rendement énergétique moyen d’une installation. La particularité de l’ensemble des machines frigorifiques, résultat du cycle de changement de phases du fluide frigorifique, est qu’à partir d’un 1 kWh d’énergie électrique absorbée, elles fournissent généralement, même pour les plus performantes (classe A+++) rarement plus de 4 à 5 kWh maximum d’énergie utile.

En effet, le SEER nominal reste une valeur théorique et les campagnes de suivi d’installations montrent qu’il faudrait, si on veut caractériser le service énergétique rendu par unité d’énergie absorbée prendre aussi en considération dans un « SEER réel » :

• non seulement l’énergie absorbée par le compresseur mais aussi par les autres organes consommant de l’électricité : ventilateurs, régulation etc…
• la baisse d’efficacité liée à l’encrassement du compresseur, des filtres et autres composants qui peuvent significativement impacter l’énergie frigorifique produite (campagnes menées jadis par EDF Renardières allant classiquement jusqu’à 25% voire davantage de baisse d’efficacité).
• les pertes énergétiques liées aux imperfections de réalisation (calorifuge, …)
• les baisses d’efficacité énergétique liées à des températures de consigne plus basses que les valeurs utilisées pour le standard.

Nous avons évalué que ces SEER globaux peuvent varier pour des installations récentes de bonne qualité de valeurs allant de 3,0 pour des climatiseurs A+, à 3,5 pour les climatiseurs A++ et à 4,5 pour les climatiseurs A+++ .

Les données disponibles montrent que des consommations type pour ces climatiseurs conduisent, aux Antilles, à des consommations électriques correspondantes allant de 47 kWh/(m2-an) pour les A+++, à 60 kWh/(m2.an) pour les A++ et à 70 kWh/(m2-an) pour les A+, dans diverses typologies climatisées des secteurs résidentiels (chambres des logements) et tertiaires (bureaux) pour des durées de fonctionnement de 7 h par jour dans des espaces correctement protégés de l’ensoleillement et à apports de chaleur internes modérés.

Dans ces espaces, pour une surface type de 12 m2 à rafraichir, un brasseur d’air performant soigneusement sélectionné de 1,50 m de diamètre, correctement dimensionné et mis en œuvre, peut rendre un service énergétique équivalent en abaissant jusqu’à 4°C la température ressentie par l’occupant avec une consommation correspondante de :

• 10,6 kWh/(m2.an) pour un brasseur d’air à courant alternatif (puissance absorbée de 50 W)
• 4,3 kWh/(m2.an) pour un brasseur d’air à courant continu (puissance absorbée de 20 W)

Les valeurs des SEER globaux comparatifs sont alors donnés par le tableau suivant qui montrent que les brasseurs respectivement à courant alternatif (AC) et continu (CC) sont entre 7 et 16 fois plus efficaces que les climatiseurs de classe A+.

Le guide technique brasseurs d’air (projet B-AIR) menée dans le cadre d’OMBREE proposera notamment le détail de sélection et de mise en œuvre permettant de garantir cette efficacité.

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