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Free cooling : une solution économique pour rafraîchir son bâtiment
Grâce aux dernières réglementations thermiques, les constructions récentes présentent généralement une excellente isolation. Si cette conception permet de réduire les besoins en chauffage, elle s’avère moins adaptée aux canicules estivales.
Et pour cause : plus un bâtiment est isolé, plus la circulation de l’air est entravée. En période estivale, la chaleur accumulée en journée a donc des difficultés à s’évacuer la nuit.
Dans ce contexte, le recours à la climatisation s’impose comme une solution courante. Néanmoins, cette solution présente certaines limites, ne convient pas à tous les budgets et peut freiner une démarche de décarbonation.
Alors, comment rafraîchir son bâtiment en été ? Le free cooling s’impose comme une alternative plus durable et plébiscitée pour son coût avantageux. Coup d’œil sur cette méthode encore trop sous-estimée !
Qu'est ce que le free cooling ?
Le free cooling consiste à utiliser des systèmes de ventilation pour tirer parti de la fraîcheur extérieure et faire baisser la température au sein d’un bâtiment. Concrètement, il s’agit d’introduire de l’air extérieur frais à l’intérieur du bâtiment, tout évacuant la chaleur qui s’y est accumulée.
Cette méthode est particulièrement efficace en période estivale lorsque la température chute la nuit : on parle alors de surventilation nocturne.
À savoir : la surventilation nocturne est l’un des trois piliers du confort d’été avec l’isolation et la limitation des apports solaires selon l’ADEME.
Rafraîchir son intérieur à l’aide de l’air extérieur peut bien sûr être réalisé manuellement, via l’ouverture des ouvrants le soir. Cependant, cette approche présente certaines limites comme le risque d’effraction ou d’intempéries. Heureusement, il est tout à fait possible d’automatiser le free cooling grâce à un pilotage intelligent et automatique de son système de ventilation.
Comment fonctionne le free cooling automatisé ?
Le free cooling automatisé repose sur un principe simple : le bâtiment doit être en mesure d’exploiter la fraîcheur de l’air extérieur pour abaisser sa température intérieure. Pour ce faire, il s’appuie sur une chaîne technique capable de mesurer, comparer, décider puis d’ajuster automatiquement le fonctionnement des équipements CVC (chauffage, ventilation, climatisation).
Les données de température
Un prérequis indispensable (et évident) conditionne la mise en route du free cooling : l’air extérieur doit être plus frais que celui à l’intérieur du bâtiment.
Il est donc nécessaire d’avoir des indicateurs de température intérieur et extérieur pour décider des modalités d’application du free cooling.
Ces informations sont fournies par :
- Des capteurs d’ambiance au sein du bâtiment
- Une base de données météo externe pour l’environnement extérieur (plus rarement à l’aide de capteurs de température à l’extérieur du bâtiment).
La ventilation mécanique
Le bâtiment doit également être équipé d’une centrale de traitement d’air (CTA) capable de moduler les débits d’air neuf. Cette action est rendue possible par des volets motorisés dont l’ouverture est pilotée en continu par un dispositif de régulation.
Lorsque la régulation intelligente détecte des conditions favorables, elle peut par exemple ouvrir largement le volet et déclencher une surventilation temporaire afin d’augmenter l’apport d’air frais. Pour maximiser l’efficacité de cette stratégie, le mieux est de pouvoir contourner l’échangeur thermique de la CTA à l’aide d’un bypass afin d’éviter de réchauffer l’air entrant lors des phases de free cooling.
À savoir : Si cette logique peut être intégrée dans un profil de pilotage horaire de la CTA, elle s’avère bien plus performante lorsqu’elle est gérée par une solution de régulation intelligente capable de s’adapter en temps réel aux conditions extérieures et aux besoins du bâtiment.
La logique de pilotage, intelligente et automatique
Enfin, l’élément déterminant d’un free cooling performant réside dans la technologie de régulation des installations. Un système avancé est capable d’anticiper les moments les plus opportuns pour appliquer le free cooling et mettre la climatisation à l’arrêt en analysant les prévisions météorologiques, les profils d’occupation ainsi que l’inertie thermique du bâtiment.
Le free cooling étant automatisé, sa mise en application ne nécessite aucun réglage manuel. Par ailleurs, une solution de pilotage intelligente peut déterminer si le moment est réellement favorable au free cooling : si la température extérieure est trop élevée, elle choisit tout simplement de ne pas l’activer.
À retenir : un free cooling efficace et performant repose donc sur le combinaison de mesures fiables, d’une ventilation mécanique modulable et d’un pilotage intelligent des équipements.
Quels sont les bénéfices du free cooling ?
Le recours au free cooling présente de nombreux avantages, aussi bien d’ordres énergétiques, économiques et environnementaux.
Une solution respectueuse de l'environnement
La mise en pratique du free cooling repose sur la ventilation, un équipement bien moins énergivore qu’une climatisation. Elle permet ainsi de limiter les dépenses énergétiques liées à l’exploitation du bâtiment et contribue donc directement à la réduction de son impact carbone.
Par ailleurs, le fonctionnement d’une climatisation traditionnelle implique un rejet d’air chaud vers l’extérieur, ce qui accentue le phénomène d’îlot de chaleur urbain. Privilégier le free cooling permet de rafraîchir efficacement son intérieur en limitant considérablement la surchauffe urbaine.
Un dispositif économique
Contrairement à d’autres solutions de rafraîchissement, le free cooling ne nécessite que peu, voire aucune adaptation de vos installations. En s’appuyant sur votre système de ventilation, elle s’offre donc à vous à moindre coût.
En réduisant l’utilisation des groupes froids, le free cooling engendre une baisse notable des consommations d’énergie et donc, des coûts d’exploitation du site.
Une amélioration de la qualité de l'environnement intérieur
Pour finir, le free cooling améliore le confort au sein de votre bâtiment. Contrairement à une climatisation qui peut produire un air sec ou trop froid, la surventilation entraîne un rafraîchissement plus naturel et homogène.
Il participe également à une amélioration de la qualité de l’air intérieur, notamment grâce à une augmentation des débits d’air renouvelés qui permet une meilleure évacuation des polluants. De la même manière, le fait de ventiler la nuit, période où la pollution extérieure est la plus faible, favorise l’apport d’un air pur au sein des locaux.
Conclusion
Le free cooling s’impose aujourd’hui comme une solution pertinente pour rafraîchir efficacement son bâtiment et limiter le recours à la climatisation en période estivale. Elle contribue ainsi à une réduction des dépenses énergétiques, de l’impact environnemental du bâtiment et permet de limiter les îlots de chaleur urbains.
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Sources :
https://librairie.ademe.fr/changement-climatique/6409-resiliance.html
https://www.adaptaville.fr/free-cooling
https://www.proreno.fr/documents/sur-ventilation-nocturne-fiche-solution-technologique-pour-le-confort-dete
https://guidebatimentdurable.brussels/free-cooling
https://agirpourlatransition.ademe.fr/entreprises/conseils/transverse/energie-chauffage/sobriete-energetique
