Pour définir le confort d’été il faut tout d’abord revenir à la notion de confort thermique et de ressenti.
La mesure de la température ambiante est souvent le premier réflexe pour qualifier cette notion de confort thermique mais cette analyse n’est pas suffisante.

Une personne échange de la chaleur par 5 modes de transmission :

  • La conduction qui se traduit par la perte de chaleur par contact. La chaleur quitte le corps humain par ses parties en contact avec les parois.
  • La convection qui correspond aux mouvements de l’air. L’air ambiant au contact de la peau ou des vêtements se réchauffe et dissipe la chaleur du corps.
  • Le rayonnement qui est un dégagement d’énergie par onde. On parle de rayonnement pour l’énergie solaire.
  • La respiration
  • La transpiration qui est très efficace lorsque la sueur s’évapore et ne ruisselle pas.

Qu’est ce que l’équilibre thermique ?

L’équilibre thermique dépend avant tout de notre métabolisme, qui assure la production de chaleur interne au corps humain permettant de maintenir celui-ci autour de 36.7 °C, qui est une température constante malgré les variations de l’environnement. L’âge ainsi que l’état de santé modifie le métabolisme de chacun.

Les  facteurs d’influences sur le confort et l’équilibre thermique sont :

  • La température ambiante et la différence de température entre la tête et les pieds
  • La température radiante (température de surface). L’asymétrie du rayonnement : notamment quand le corps est placé entre une paroi froide et une paroi chaude
  • La vitesse de déplacement de l’air sur le corps (la vitesse relative de l’air). Exemple : le ventilateur qui améliore le confort en augmentant les échanges par convection et évaporation sans refroidir l’air. A l’inverse, une vitesse de l’air excessive peut constituer un désagrément.
  • L’hygrométrie: dans l’idéal comprise entre 30% et 70%. En dessous de 30% l’air est trop sec (dessèchement). Au-dessus de 70% il y a sensation d’étouffement et la sueur s’évapore mal.

Il est évident que l’équilibre thermique et le confort dépendent aussi du niveau d’habillement et du niveau d’activité. La tenue vestimentaire permet d’accepter une température plus haute ou plus basse d’environ 4°C. De la même manière une activité sportive permet de supporter une température plus basse de 6°C qu’une activité sédentaire.

Le confort thermique a fait l’objet de modélisation afin d’approcher au mieux cette notion de ressenti. Les  différents modèles/outils utilisés sont les suivants:

Le modèle de Fanger (indicateur de confort) :

Le modèle de Fanger est basé sur 2 indices de confort le PMV et le PDD.

L’indice PMV (Predicted Mean Vote) prédit la valeur moyenne des votes d’un grand groupe de personnes sur l’échelle de sensation thermique.

Le PDD (Predicted Percentage of Dissatisfied) prédit quantitativement le pourcentage de personnes insatisfaites, car trouvant l’ambiance thermique trop chaude ou trop froide.

Les conclusions de ce travail de modélisation sont représentées sur ce graphique :

  • Condition optimale de confort 21 à 26°C dans des conditions de travail de bureau
  • Vitesse de l’air de 0 à 1 m/s +1°C sur la température de confort.

Ce modèle de Fanger a servi à la définition de la NF7730 qui détermine les indices et spécifications des conditions de confort thermique.

Le modèle de Givonni

Ce graphique, très utilisé dans les DOM TOM, intègre l’évapotranspiration en lien direct avec la vitesse de l’air. Il est utilisé aujourd’hui afin de déterminer les plages de confort d’été dans un bâtiment sans système de rafraichissement actif.

Une vitesse de l’air de 0,5 m/s peut être obtenue en ventilation naturelle. Entre 0,5 et 1,5 m/s, elle peut être obtenue par des ventilateurs. Au delà de 1,5 m/s il y a un risque de nuisance pour des situations de bureaux.

 

 

  • La sensation de confort dépend aussi de l’adaptation d’un individu à son environnement. C’est-à-dire que plus il fera chaud à l’extérieur, plus les personnes seront capables de s’adapter à des températures élevées dans un bâtiment ventilé naturellement. Un mécanisme d’acclimatation intervient et une meilleure tolérance apparaît. Les réactions de l’organisme sont atténuées : on parle alors de « confort adaptatif». Un bâtiment climatisé ne favorise pas cette capacité de chaque individu à s’adapter.

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