Revoir le réglage des températures des systèmes de climatisation à la hausse pour réduire l’inconfort thermique et les besoins énergétiques dans les pays chauds

Une étude récente s’est penchée sur la question du confort thermique associé à la demande de refroidissement dans les pays chauds. ^[1] Le confort thermique est le plus souvent défini comme l’expression de la satisfaction et de l’acceptabilité de l’environnement thermique, et représenté par un état de bien-être. Il existe plusieurs normes internationales pour évaluer le confort thermique telles que la norme ISO (Organisation internationale pour la normalisation) 7730, la norme 55 de l’ASHRAE et la norme européenne EN 16798-1:2019. 

 

Les auteurs ont utilisé la base de données « Global Thermal Comfort Database II » de l’ASHRAE, un ensemble d’études sur le confort thermique représentant plus de 30 000 réponses de personnes occupant des bâtiments climatisés dans des villes du monde entier. Pour les besoins de leur étude, les auteurs ont récupéré des données pour quatre villes : Bangalore (Inde), Bangkok (Thaïlande), Delhi (Inde) et Makati (Philippines). Les données ne concernaient que des bâtiments de bureau. 

 

L’évaluation du confort thermique consiste à examiner les paramètres physiques, individuels et subjectifs des occupants d'un immeuble dans un espace clos.  Les mesures physiques comprennent la température de l’air associée à l’occupant, la température radiante moyenne, la vitesse de l’air, l’humidité relative, tandis que les mesures individuelles sont la valeur isolante de l’habillement et le niveau d’activité métabolique. Les mesures physiques et individuelles sont corrélées à des mesures subjectives telles que le score de sensation thermique (TSV), qui est la perception individuelle des occupants de leur environnement thermique sur une échelle allant de froid (−3) à neutre (0), puis à chaud (+3). Le PMV (score moyen prévu) est utilisé pour identifier la sensation thermique moyenne d’un groupe d’occupants d’un immeuble à travers une gamme de variables physiques et individuelles sur la même échelle que le TSV. Par conséquent, les prédictions (c’est-à-dire le PMV) peuvent être comparées aux observations dans des bâtiments réels (c’est-à-dire le TSV). 

 

Dans l’étude publiée, les auteurs ont constaté que le TSV moyen observé dans les données était inférieur à zéro, suggérant l’existence d’un inconfort thermique dû au froid dans ces climats chauds. L’ampleur réelle de l’inconfort thermique dû au froid, par rapport à l’inconfort dû la chaleur, a été estimée en regardant la proportion de scores (distribution de TSV et PMV) tombant en dessous de −1 et dépassant +1. Les normes de confort exigent que l’inconfort global soit inférieur à un seuil d’environ 80 % pour des conditions normales de bureau. Pour les quatre villes, les auteurs ont observé en moyenne, 70 % de scores indiquant un inconfort dû au froid, contre seulement 24 % pour l’inconfort dû à la chaleur. 

 

De plus, l’analyse de régression des scores de confort suggère qu’en moyenne, les occupants préféreront probablement des températures intérieures supérieures de 2,2 K à celles actuellement proposées. À l’aide de simulations numériques, les auteurs ont constaté qu’un réglage des températures intérieures avec des consignes plus élevées réduirait la demande moyenne de refroidissement d’environ 8 % et la demande de pointe de 6% par Kelvin d’augmentation de la température de consigne. Les résultats pour chaque ville ont révélé une diminution de 8 % de la demande d’énergie pour le refroidissement par Kelvin d’augmentation de la température de consigne des immeubles pour le groupe de Bangalore. Les taux de réduction pour Bangkok, Delhi et Makati étaient respectivement de 10,5 % par Kelvin, 9,1 % par Kelvin et 10 % par Kelvin. Par ailleurs, des températures intérieures élevées peuvent également améliorer la productivité et le bien-être des occupants des immeubles de bureaux, qui sont considérablement affectés par l’inconfort thermique dû au froid. 

 

De tels résultats appuient la pertinence d’associer des réglages de température aux normes de performance énergétique minimales (NPEM) pour les climatiseurs afin de réduire de manière significative les besoins énergétiques. Selon l’Agence internationale de l'énergie (AIE), lorsqu’elles sont associées à des équipements peu énergivores, même des solutions de faible technicité telles que l’augmentation de la température intérieure de 1 °C (soit par changement de comportement, soit par réglage thermostatiques), pourraient entrainer encore plus d’économies d’énergie potentielles. ^[2] Ainsi, le gouvernement indien a imposé un réglage par défaut de la température de 24 °C pour les climatiseurs individuels, une mesure conforme aux normes de performance énergétique mises à jour par ce pays. ^[3] 

 

Sources:

[1] Alnuaimi, A.N.; Natarajan, S. The Energy Cost of Cold Thermal Discomfort in the Global South. Buildings 2020, 10, 93. https://doi.org/10.3390/buildings10050093 

[2] IEA (2018), The Future of Cooling, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/the-future-of-cooling

[3] IIR news: https://iifiir.org/en/news/the-indian-government-implements-a-default-temperature-setting-on-room-air-conditioners