La différence entre les ventilateurs de toit actifs, passifs et mécaniques

Tel que nous l’avons déjà établi dans nos articles précédents, un entretoit doit être correctement ventilé afin d’éviter plusieurs conséquences indésirables. Si vous n’avez pas eu la chance de lire notre dernier article portant sur la ventilation d’entretoit, prenez quelques instants pour vous familiariser avec le concept.

L’industrie de la toiture est actuellement remplie de plusieurs produits différents en matière de ventilation d’entretoit, mais comment fonctionne chaque produit, quels sont les avantages et les inconvénients de chaque type de ventilateur, et pour terminer, quel est le meilleur investissement à long terme pour votre toiture ?

Ventilation passive

La première catégorie, probablement la plus courante en Amérique du Nord, est celle des ventilateurs passifs. Qu’est-ce qu’un ventilateur passif ?

Pour débuter, les codes du bâtiment en Amérique du Nord décrivent la ventilation d’entretoit en termes de surface d’aire nette libre (ANL), ou ouverture à introduire à la toiture. Cette dite superficie doit être appliquée à une toiture en fonction de la taille de la superficie de plafond isolé présent dans l’établissement. Plus il y a de surfaces pouvant effectuer un transfert de chaleur et d’humidité, plus vous aurez besoin d’ouvertures (ANL) au toit pour correctement ventiler l’entretoit.

L’installation d’une ventilation passive sur une toiture implique que ce système répond simplement aux exigences du code national du bâtiment en termes d’ANL, sans offrir aucune valeur supplémentaire. Nous verrons quelles sont ces valeurs de ventilation supplémentaires plus loin.

Les ventilateurs de type passif sont des unités qui offrent une quantité spécifique d’aire nette libre pour permettre à la chaleur et à l’humidité de s’échapper du grenier naturellement. Le système dépend des vents directionnels (vents venant d’une direction perpendiculaire aux soffites) pour entrer par les soffites et créer une pression positive dans le grenier, poussant ainsi la chaleur (naturellement ascendante) et l’humidité vers le haut pour être évacuées. Ces ventilateurs peuvent également être installés sur le toit ou sur les murs. Voici des exemples de produits de type passif :

Système de faîtière

Système de faîtière - Ventilation passive

Ventilateur de bardeaux ou autrement connu sous le nom de ventilateur «tortue»

Ventilateur de bardeaux - Ventilation passive

Col de cygne

Col de cygne - Ventilation passive

Évents à pignon

Évents à pignon - Ventilation passive

Ventilation mécanique

La deuxième catégorie est celle des ventilateurs mécaniques. Ces types de ventilateurs sont composés de pièces mécaniques mobiles et nécessitent de l’électricité pour fonctionner, soit par une connexion directe ou énergie solaire.

Le système de ventilation fonctionne de la même manière que celui d’un ventilateur passif, mais cette fois-ci, le propriétaire dispose d’un ventilateur qui extrait l’air du grenier au terme d’un volume spécifié (PCM). L’air frais provient des soffites et est aspiré par les ventilateurs qui peuvent être réglés pour fonctionner sur une minuterie, un thermomètre ou simplement sur une évacuation constante 24h/7.

Tel que mentionné précédemment, la ventilation d’entretoit est basée sur une superficie d’ouverture au toit et les codes du bâtiment aux États-Unis et au Canada recommandent un rapport de ventilation de 1/300 pour les toits en pente et de 1/150 pour les toits plats (veuillez vous référer à vos codes du bâtiment locaux). 

Alors, comment peut-on correctement déterminer le nombre de ventilateurs mécaniques nécessaires pour ventiler l’entretoit d’une maison en se basant sur les exigences de superficie quand ces ventilateurs spécifient un volume d’air évacué ? Au Canada, la norme CSA A93:19 mentionne un calcul de conversion du débit volumique mécanique à une surface d’aire nette libre de ventilation (ANL) tel que spécifié au CNB. La conversion est la suivante :

1PCM = 0,34 pi2 ANL

 

Cela nous permet de convertir les PCM en ANL pour les ventilateurs mécaniques et donc d’appliquer le même calcul de base pour obtenir l’ANL requis.

Différents types de ventilateurs mécaniques sont disponibles sur le marché. Des options de fonctionnement en raccord direct ou à l’énergie solaire sont accessibles ainsi que différentes options d’emplacement d’installation telles qu’au toit ou au mur. Différentes options de contrôle sont également disponibles.

Ventilation Active

La dernière catégorie de ventilateurs disponibles sur le marché est celle des ventilateurs de type actif. Les ventilateurs actifs sont des ventilateurs de toit qui créent un débit volumique d’évacuation en utilisant des principes physiques reliés aux vitesses de vent moyennes. Ces ventilateurs peuvent être composés de pièces mobiles ou non mobiles et ne nécessitent aucune énergie pour fonctionner. Un ventilateur actif combine à la fois les exigences d’aire nette libre à celle d’une valeur de ventilation supplémentaire d’un débit volumique. Comment fonctionnent-ils ?

Voici les deux types de ventilateurs actifs :

  • Le ventilateur ‘’MAXIMUM’’: utilise le principe de Bernoulli pour créer un différentiel de pression entre la tête du ventilateur et l’espace d’entretoit. Ce différentiel de pression combiné à la ventilation par effet de cheminée, permet à ce ventilateur d’évacuer l’air à l’intérieur de l’entretoit à un débit d’air donné (PCM), compte tenu de la vitesse des vents locaux.
  • Le ventilateur de type turbine: utilise le vent pour faire tourner sa turbine et ainsi évacuer l’air du grenier de cette manière.


Les ventilateurs actifs sont présentement classifiés dans la catégorie des ventilateurs passifs selon la réglementation Canadienne en vigueur. Par conséquent, le calcul pour déterminer le nombre de ventilateurs à installer sur un toit se fait de la même manière que les ventilateurs passifs. D’autre part, certains manufacturiers proposeront une façon différente, moins restrictive, de calculer le nombre de ventilateurs à installer sur un toit en sachant que ce type de ventilateur est plus efficace que les exigences du code. Veuillez noter que ces recommandations ne respectent pas les exigences du code.

Ventilateur Maximum - Ventilation active
Ventilateur de type turbine - Ventilation active

Avantages et inconvénients : Actif vs Passif vs Mécanique

Maintenant que nous avons passé en revue les fondations de chaque catégorie, comment ces différents ventilateurs de toit se comparent-ils les uns aux autres ? Il est important de préciser que pour les besoins de cet exercice, nous allons considérer un climat nordique (4 saisons) recevant des précipitations de neige.

Ventilations passives : Avantages et Inconvénients

Les ventilateurs passifs, de façon générale, et à l’exclusion du col de cygne, semblent offrir un aspect d’esthétisme attrayant au consommateur. Leur profil bas et leur apparence discrète se fondent généralement très bien sur une toiture ou un mur lors de leur installation. Dans un autre ordre d’idée, ces unités offrent généralement de très petites superficies d’aire nette libre (ANL) et nécessitent souvent l’installation d’une grande quantité d’unité sur un même toit pour satisfaire les exigences du code. De plus, leur aspect esthétiquement attrayant est également leur principale source de problème en hiver lorsqu’ils sont installés sur des toits à faible/moyenne pente. La neige les recouvre rapidement et la chaleur de l’entretoit fait fondre la neige environnante pour créer un bloc de glace, condamnant ainsi la sortie de l’air chaud et humide de l’entretoit. Suivant cela, tout toit équipé de ventilateurs de type passif devient non ventilé et des problèmes de condensation ainsi que des infiltrations d’eau, via le ventilateur passif, sont inévitables.

De plus, il est important de garder à l’esprit que ces types de ventilateurs nécessitent des vents directionnels pour fonctionner correctement. Si les vents locaux ne sont pas en mesure de pousser suffisamment d’air frais dans les soffites, le mouvement de l’air dans l’entretoit sera lent et non uniforme, créant peut-être de possibles zones mortes entraînant des problèmes de condensation. De plus, les ventilateurs passifs fabriqués en plastique sont reconnus pour avoir des problèmes d’intrusions aux rongeurs.

Ventilation passive : Avantages et Inconvénients
Ventilation passive : Avantages et Inconvénients

Ventilations mécaniques : Avantages et Inconvénients

Les ventilateurs mécaniques, d’autre part, ont peut-être un aspect esthétique moins attrayant pour le consommateur, mais offrent un haut taux d’évacuation leur permettant de réduire la quantité de ventilateur requise sur une toiture. De plus, le taux d’évacuation continu permet à l’entretoit de rester frais et sec pendant l’hiver tout en offrant une économie d’énergie pendant l’été.

L’inconvénient de ces ventilateurs est qu’ils sont mécaniques et que les pièces mobiles dans un équipement mécanique sont toujours vouées à la défaillance. Malheureusement, le ventilateur étant installé sur le toit, cela signifie souvent qu’un propriétaire ne se rendra pas compte qu’il y a un bris avant qu’il ne soit trop tard. Lorsque la température est sous le point de congélation, il ne faut que quelques heures pour que la condensation se forme dans un entretoit.

Un point important à considérer lors de l’installation de ces ventilateurs est de vous assurer que votre maison contient suffisamment d’entrées d’air frais pour compenser le volume évacué par le ventilateur mécanique. Ne pas avoir assez d’apport d’air frais entraînera la création d’une pression négative dans le grenier, et par conséquent, une migration de l’air chaud et humide de l’intérieur de la maison dans l’entretoit. De plus, un désavantage des ventilateurs à énergie solaire est qu’ils ne fonctionnent pas durant la nuit. La période nocturne est la plus importante dans la ventilation d’un entretoit, car elle permet à l’espace de se refroidir à quelques degrés près de la température extérieure. Enfin, l’efficacité de ces ventilateurs pourrait permettre d’éventuelles économies d’énergie pendant l’été, mais vous coûtera également de l’énergie pour l’exploiter sur une base de 24h/7.

Ventilations actives : Avantages et Inconvénients

Les ventilateurs actifs, pour leur part, reçoivent une opinion mitigée sur leur aspect esthétique, car ils se tiennent au-dessus du faîte pour utiliser le vent afin de fonctionner. Le ventilateur  »MAXIMUM » n’a pas de pièces mobiles et offre une ventilation continue toute l’année, car il se dresse au-dessus des accumulations de neige. Ce ventilateur dispose également de déflecteurs anti-rafales éliminant le risque d’infiltrations de neige ou d’eau.

Le ventilateur de type turbine, d’autre part, dépend de sa turbine mobile pour aspirer l’air de l’entretoit et est propice à geler lors de période de pluie verglaçante ou de neige abondante en hiver. Une fois bloquée, son efficacité globale est considérablement réduite et l’unité perd également ses moyens d’éviter les infiltrations météorologiques, car la turbine en rotation draine l’eau du ventilateur. De plus, ce type de ventilateur peut parfois être bruyant lorsque la turbine tourne pour opérer.

Les ventilateurs actifs offrent également des économies d’énergie en été, car ils peuvent refroidir efficacement l’entretoit et éviter une convection de chaleur de l’entretoit vers l’espace de vie. Gardez à l’esprit que ces unités n’ont pas besoin d’électricité pour fonctionner contrairement aux ventilateurs mécaniques. Pour terminer, les ventilateurs actifs sont généralement construits en acier galvanisé ou en aluminium, ce qui les rend impénétrables aux rongeurs.

Ventilation active : Avantages et Inconvénients

Quel est le meilleur investissement à long terme pour votre toiture ?

Je pense qu’il est important de dire que tous les types de ventilateurs ont fait leurs preuves en ce qui en est de bien ventiler un entretoit, et ce, selon divers climats et conditions. Si votre maison est située dans un climat chaud où le temps froid et la neige ne sont pas des variables à considérer, je dirais que tout type de ventilateur fonctionnera avec le bon concept et la bonne installation. Les ventilateurs mécaniques et actifs auront un avantage sur les passifs, car ils offrent une ventilation plus efficace et des économies d’énergie.

À l’opposé, si votre maison est située dans un climat nordique où le froid et la neige sont des facteurs importants à considérer, le ventilateur « MAXIMUM » serait le meilleur choix. Il est construit en acier galvanisé, se dresse au-dessus du faîte ce qui entraîne une ventilation à l’année longue, offre un débit volumique d’évacuation continue et variable selon la vitesse des vents locaux, et enfin, vous permettra également d’économiser de l’argent sur vos factures d’énergie pendant les saisons chaudes.

Pour plus d’informations sur nos ventilateurs Maximum, visitez notre site Web.

Auteur : Jonathan Ramsay Massicotte, ing.
Directeur technique et développement chez Ventilation Maximum