Dans le domaine CVC ou de la climatisation, la conception, le calcul et l’exécution des installations de conditionnement d’air sont des points fondamentaux pour garantir le confort et l’efficacité énergétique des systèmes CVC.
Cependant, au cours de mon expérience en tant que senior, j’ai constaté deux problèmes récurrents qui affectent très négativement la performance et le confort des installations de climatisation ou CVC :
- Les charges thermiques, tant en été qu’en hiver, ne sont pas correctement calculées ou estimées.
- Les réseaux de distribution d’air ne sont ni calculés correctement ni équilibrés par le calcul.
Calcul ou estimation incorrecte des charges thermiques d’été et d’hiver.
Dans 90% des installations CVC que j’ai analysées à travers le monde, j’ai observé des déviations significatives entre les températures intérieures atteintes et celles spécifiées dans les feuilles de calcul des charges thermiques, tant en été qu’en hiver.
Ces déviations indiquent des erreurs dans l’estimation des charges thermiques d’été et d’hiver, qui se manifestent de la manière suivante :
- Surdimensionnement. Si, en hiver, en manipulant le thermostat, on parvient à atteindre une température intérieure supérieure à celle fixée dans les feuilles de charges d’hiver, l’unité de conditionnement est surdimensionnée. De même, si en été on parvient à réduire la température intérieure en dessous de celle spécifiée dans la feuille de charges d’été, il y a également surdimensionnement.
- Sous-dimensionnement. Si, en hiver, en manipulant le thermostat, on ne parvient pas à atteindre ou à maintenir la température intérieure fixée dans les feuilles de charges d’hiver, l’unité de conditionnement est sous-dimensionnée. De même, en été, l’impossibilité d’atteindre ou de maintenir la température intérieure désirée reflète un sous-dimensionnement.
- Dimensionnement correct. Une unité correctement dimensionnée permet d’atteindre et de maintenir les températures intérieures spécifiées dans les feuilles de charges thermiques, tant en hiver qu’en été.
Les conséquences du surdimensionnement et du sous-dimensionnement sont graves :
- Consommation énergétique excessive. En cas de surdimensionnement, il y a une dépense d’énergie inutile sans amélioration du confort.
- Incapacité à répondre à la demande. En cas de sous-dimensionnement, le confort thermique ne peut être garanti.
- Durée de vie réduite. Les deux erreurs provoquent une usure prématurée des composants du système CVC.
Réseaux de distribution mal calculés et non équilibrés.
98% des installations analysées présentent des erreurs significatives dans la conception de leurs réseaux de distribution d’air. Plus précisément, j’ai identifié des défauts dans les calculs et l’équilibrage des conduits, ce qui se manifeste par :
- Dimensionnement incorrect des conduits. Il est techniquement inacceptable que deux conduits (ou branches) avec le même débit d’air (X m³/h) aient les mêmes dimensions (a x b) si l’un est situé à 3 mètres de l’embouchure de la machine et l’autre à 20 mètres.
- Absence d’équilibrage. Sans un équilibrage adéquat, une distribution uniforme de l’air n’est pas garantie, générant des inégalités dans le confort thermique entre les différents espaces desservis par le système.
Les conséquences des erreurs dans la conception des réseaux de distribution sont significatives :
- Consommation énergétique accrue. Un réseau mal équilibré nécessite plus d’énergie pour atteindre une distribution acceptable de l’air.
- Inégalité dans le confort. Les espaces les plus éloignés peuvent être sous-conditionnés, tandis que les espaces proches souffrent de sur-conditionnement. Cela peut également provoquer des courants d’air ou des nuisances sonores dans l’ensemble du réseau.
- Coûts inutiles. Des conceptions incorrectes résultent souvent en des systèmes plus coûteux à l’installation et à l’exploitation.
Impact économique et énergétique de ces erreurs insupportables.
Coûts directs liés à l’achat d’une installation mal calculée :
- Surdimensionnement des équipements : +20-30%
- Excès de matériaux dans les conduits : +15-25%
- Gaspillage lors de l’installation : +10-15%
Coûts d’exploitation d’une installation mal calculée :
- Consommation énergétique excessive : +25-40%
- Entretien supplémentaire : +15-20%
- Réduction de la durée de vie de l’installation : -20-30%
Indicateurs clés pour détecter les erreurs de calcul :
- COP réel versus nominal
- COPA réel versus théorique
- EER en conditions d’opération
- Facteur de charge partielle
- Consommation spécifique (kWh/m²·an)
Quelques suggestions pour éviter ces erreurs.
Lors de la conception de l’installation :
- Analyse détaillée des charges thermiques d’été et d’hiver
- Simulation dynamique du bâtiment
- Conception intégrée du réseau de distribution
- Vérification des résultats par des experts
- Protocoles stricts de contrôle, mise en service et ajustements
Moyens de vérification :
- Thermographie infrarouge
- Mesure des débits et pressions
- Monitoring énergétique en temps réel
- Analyse du confort thermique
- Vérification acoustique
- Contrôle des courants d’air
- Inspection des éléments terminaux de distribution d’air
Quelques suggestions pour éviter ces erreurs de calcul.
Il est évident que l’optimisation d’un système HVAC nécessite une approche intégrale qui combine :
- Un calcul précis des charges thermiques.
- Un dimensionnement hydraulique correct.
- Une distribution stratégiquement conçue.
- Une vérification et des ajustements sur le chantier.
- Une surveillance continue, avec l’IoT comme un élément incontournable.
- Un entretien et maintenance préventif et prédictif.
Il est très regrettable que les mauvaises pratiques dans le calcul des charges thermiques estivales et hivernales ainsi que dans la conception des réseaux de distribution d’air soient restées ignorées pendant si longtemps.
Cependant, ces erreurs graves restent invisibles pour le Client final, qui ne se rend pas compte que son installation HVAC aurait pu être beaucoup plus économique, beaucoup plus efficace et beaucoup plus confortable.
C’est notre responsabilité, en tant qu’experts, de garantir que la conception des systèmes HVAC respecte parfaitement les normes les plus élevées en termes d’efficacité et de confort. C’est pourquoi j’ai toujours dit, et je le répète ici :
Plus de calcul manuel, plus de sens critique, plus de recherche, et moins de recours aux applications informatiques “magiques” !
Tachyon SL
Email: info@itachyon.ch
Teléfono: +41 76 607 17 67
Web: www.itachyon.ch
josé martínez
