Volume 32, number 2, juin 2018

L’humidification au gaz naturel dans les bâtiments : une réponse performante à des enjeux de confort et de santé!

Nous constatons une préoccupation de plus en plus grande des impacts de l’environnement sur les personnes. Pour certaines de ces préoccupations, des recherches ont été effectuées pour tenter de comprendre les impacts du pourcentage d’humidité dans les bâtiments, tant pour le confort que pour la santé.

 

L’humidification de l’air et la santé

L’effet total de l’humidité relative sur tous les aspects du confort n’a pas encore été établi. Lorsqu’on parle de confort thermique, les liens entre la température et le taux d’humidité sont cependant bien connus : pour maintenir le confort, il faut augmenter la température ambiante pour compenser la diminution de l’humidité relative (voir la norme ASHRAE 55).

Une faible humidité relative augmente l’évaporation provenant des membranes du nez et de la gorge et assèche les muqueuses des voies respiratoires. Elle assèche également la peau et les cheveux. On constate souvent une incidence accrue des plaintes respiratoires pendant l’hiver liées à un faible taux humidité.

Une conférence récemment donnée par la Dre Stephanie Taylor à l’ASHRAE Montréal en 2017 démontrait une relation entre le climat et les éclosions épidémiques. En effet, il avait été observé en Afrique que les éclosions de méningites se produisaient plus souvent lorsque le taux d’humidité était faible, et qu’elles diminuaient avec un taux d’humidité supérieur à 40 %.

Également, à travers des études épidémiologiques, l’ASHRAE montrait que le taux de maladie des occupants de bâtiments avec un taux d’humidité moyen était plus faible que celui des occupants de bâtiments avec un faible taux d’humidité. Les taux d’humidité dans les plages limitrophes sont donc les plus préjudiciables à la santé, au confort et à la productivité.

La figure 1 montre que la plage allant de 30 à 60 % d’humidité relative (HR) (à température ambiante normale) offre les meilleures conditions pour l’occupation humaine (Sterling et al., 1985). Dans cette zone, la croissance des bactéries et des organismes biologiques et la vitesse à laquelle les interactions chimiques se produisent sont réduites au minimum.

Figure 1

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L’humidité relative a un effet significatif sur le contrôle des infections. À 50 % HR, le taux de mortalité de certains micro-organismes est plus élevé, et le virus de la grippe, par exemple, perd une grande partie de sa virulence. Le taux de mortalité de ces organismes diminue à la fois au-dessus et en dessous de cette valeur. Par ailleurs, une humidité élevée peut favoriser la croissance d’éléments pathogènes ou allergènes.

Revenons à la conférence de Mme Taylor. Celle-ci expliquait que notre corps est composé d’eau à 75 %. Nous en avons besoin pour nos fonctions vitales et pour combattre la déshydratation tout au long de notre vie. Dans un milieu sec, un élément humide aura tendance à se dessécher pour atteindre de l’équilibre. Or, notre corps riche en eau offre une grande surface d’échange avec l’air ambiant (peau, nez, sinus, bronches, etc.). Si l’humidité relative est maintenue à 20 %, une personne moyenne se déshydratera avant même que la soif ne se fasse sentir! Les symptômes de la déshydratation sont notamment une baisse des fonctions cérébrales, la réduction des défenses naturelles contre les infections et les allergies, et une perte d’intégrité de la peau et de la capacité de cicatrisation.

En conséquence, l’ASHRAE recommande que le taux d’humidité relative dans les espaces habitables soit maintenu entre 30 % et 60 %.

 

Utiliser des systèmes d’humidification

L’implantation d’équipements d’humidification est requise pour de nombreuses applications. Les données collectées auprès des distributeurs d’équipement d’humidification au Québec ont permis de cibler quelques exemples d’application de l’humidification :

  • dans les édifices à bureaux localisés dans un climat froid, dont les occupants peuvent souffrir d’inconfort et de problèmes de santé causés par l’air sec et où le matériel informatique peut être abimé par la présence d’électricité statique;
  • dans les hôpitaux;
  • dans les très grandes écoles (universités, cégeps, très grandes écoles secondaires);
  • pour accompagner certains procédés (ex. : peinture, microélectronique, pharmaceutique);
  • dans les musées;
  • dans certains hôtels;
  • dans les lieux où l’on utilise des dépoussiéreurs;
  • pour contrôler les odeurs.

 

Les méthodes et les équipements pour humidifier l’air d’un bâtiment

Il existe deux méthodes d’humidification : l’humidification adiabatique et l’humidification isotherme. 

L’humidification adiabatique consiste en la vaporisation d’eau par un injecteur pulvérisateur. Cette méthode ne requiert pas la contribution d’une source de chaleur externe; la chaleur requise pour transformer l’eau en vapeur est fournie par l’air. L’air est donc refroidi.

L’humidification isotherme disperse, quant à elle, la vapeur dans l’environnement après qu’elle ait été générée par de l’énergie thermique, donc par une source d’énergie externe. Cette méthode a tendance à augmenter la température de l’air. L’humidification isotherme peut être faite au gaz naturel par des chaudières à vapeur ou des humidificateurs.

Les humidificateurs à gaz naturel fonctionnent généralement avec de la vapeur à pression atmosphérique. Au Québec, les équipements des manufacturiers suivants sont distribués (liste non exhaustive) : Armstrong, Carel, DriSteem, NEP et Nortec.

Depuis quelques années, l’offre d’appareils à gaz naturel pour cet usage est en augmentation, et ces derniers sont de plus en plus performants. Dernièrement, un manufacturier, Nortec, a mis sur le marché un des premiers appareils de production de vapeur à condensation. L’offre d’humidificateurs performants à gaz naturel est encourageante dans un marché où la performance et l’efficience sont de mise.

 

Auteur : Marc Beauchemin, ing. CEM, conseiller DATECH, technologies et innovation chez Énergir

Sources :

  • Centre des technologies du gaz naturel, Humidification au gaz naturel, projet no 140711
  • ASHRAE Handbook : HVAC Systems and Equipment, 2016
  • Présentation à ASHRAE Montréal, le 10 avril 2017 : « L’importance d’humidification envers la santé », par Stephanie Taylor, M.D., M. Arch, RSPH (UK), MCABE.