MICROCLIMAT ET BIEN-ETRE THERMIQUE

Le concept de microclimat se réfère à la somme des paramètres environnementaux relatifs à la température, à l’humidité relative et à la vitesse de l’air qui conditionnent les échanges thermiques entre individu et environnement.
Le microclimat, de même que la pollution, a un impact important sur la qualité de l’environnement et du milieu où l’on vit et travaille et, par conséquent, sur le bien-être des personnes. L’obtention du bien-être thermique, c’est-à-dire de l’état de totale satisfaction ressenti par rapport au milieu même, constitue une condition indispensable et prioritaire pour la réalisation d’un état de bien-être complet.
L’être humain, comme tous les mammifères, est « homéo thermique » : les valeurs de température interne du corps humain doivent être contenues dans un champ extrêmement restreint et donc comprises entre 35,8° C et 37,2° C ; fourchette qui garantit les conditions de santé et de bien-être de l’individu.
Afin que la température du corps humain puisse rester constante, il est nécessaire que la quantité de chaleur produite ou emmagasinée par l’organisme soit égale à celle qui passe dans l’atmosphère.
Dans ces conditions, le bilan thermique est égal à zéro et la température corporelle interne est maintenue dans sa fourchette de valeurs normales.

SYSTEME DE REGULATION THERMIQUE

Le système de régulation thermique du corps humain, qui est situé dans la zone du cerveau dénommée hypothalamus, joue le rôle de régulateur des échanges thermiques entre corps humain et atmosphère, de même qu’il doit veiller à ce que la température interne reste constante.
Lorsqu’il fait trop chaud, le système de régulation thermique du corps humain déclenche une série de mécanismes en mesure de céder de la chaleur à l’extérieur alors que, lorsqu’il fait trop froid, ce même système intervient pour limiter la dispersion de chaleur.
Le microclimat peut influencer les échanges thermiques entre individu et environnement et, dans certains cas, compromettre les mécanismes de régulation thermique.
Par exemple, des niveaux élevés d’humidité de l’air en été peuvent augmenter le malaise en relation à la sensation de chaleur : une présence importante de vapeur d’eau dans l’air fait obstacle à l’évaporation de l’eau contenue dans la transpiration alors que celle-ci représente le processus fondamental pour le corps humain en lui permettant de disperser la chaleur en excès.
Voilà ce qui explique pourquoi, en présence de chaleur accablante (communément appelé « temps lourd »), une situation climatique caractérisée par un fort niveau/taux d’humidité relative dans l’air, le corps humain tolère moins le désagrément de la chaleur et la température perçue est supérieure à la température environnementale effective (mesurée par le thermomètre).
La raison à cause de laquelle le vent peut augmenter le désagrément lié à la sensation de froid est en relation avec le fait que celui-ci accélère la vitesse avec laquelle le corps humain perd sa chaleur.
La fameuse température perçue, c’est-à-dire la sensation de « chaud » ou bien de « froid » n’est donc pas seulement liée à la température effective mais également à d’autres conditions environnementales.

BIEN-ETRE THERMIQUE

Quand le corps humain, en présence d’un effort minimum des mécanismes de régulation thermique, ne ressent la sensation ni de froid ni de chaud, l’individu connaît alors un état de satisfaction par rapport à l’atmosphère dit de « bien-être thermique ».
C’est seulement quand les paramètres environnementaux – température, humidité relative et vitesse de l’air – sont gradués de façon opportune que cette condition particulière et optimale peut se vérifier.
La ventilation peut influencer les paramètres microclimatiques et exerce un rôle important dans le processus de régulation thermique du corps humain et dans le maintien de situations de confort environnemental.
Par « bien-être microclimatique et confort environnemental » nous entendons les conditions de l’environnement où l’air à l’intérieur/interne est perçu comme optimal par la majeur partie des occupants du point de vue des propriétés aussi bien physiques – température, humidité, ventilation – que chimiques – « air propre » ou « air frais » -.
Dans le tableau ci-dessous, sont reportées les conditions microclimatiques optimales d’un milieu, par activité physique modérée (sédentaire), habillement adéquat et en absence de rayonnement solaire, et où la majeure partie des « occupants » se trouve dans une sensation de bien-être thermique.

Saison Temperature de l'air (T) Humidite relative (HR) Vitesse de l'air (V)
Hiver
19-22°C
40-50%
0,01-0,1m/s
Ete
24-26°C
50-60%
0,1-0,2m/s

REGLEMENTATION ET INDICE DE CONFORT THERMIQUE

Les références aux règlements spécifiques pour l’évaluation du confort microclimatique dans des atmosphères thermiques modérées sont constituées par les normes techniques suivantes:

  • UNI EN ISO 7726:2002 Ergonomie des atmosphères thermiques – Instruments pour la mesure des grandeurs physiques;
  • UNI EN ISO 7730:2006 Ergonomie des atmosphères thermiques – Détermination analytique et interprétation du bien-être à travers l’utilisation du calcul des indices PMV et PPD et des critères de bien-être thermique local;
  • UNI EN ISO 8996:2005 Ergonomie des atmosphères thermiques – Détermination du métabolisme énergétique;
  • UNI EN ISO 9920:2009 Ergonomie des atmosphères thermiques – Evaluation de l’isolement thermique et de la résistance par évaporation de l’habillement;
  • UNI EN ISO 10551:2002 Ergonomie des atmosphères thermiques – Evaluation de l’influence de l’atmosphère à travers l’utilisation d’échelles de jugement subjectif;
  • UNI EN ISO 11399:2001 Ergonomie des atmosphères thermiques – Principes et application des normes internationales pertinentes;
  • UNI EN ISO 13731:2004 Ergonomie des atmosphères thermiques – Lexique et symboles;
  • UNI EN ISO 14505-2:2007 Ergonomie des atmosphères thermiques – Evaluation de l’atmosphère thermique à l’intérieur des véhicules – 2ème partie: détermination de la température équivalente;
  • UNI EN ISO 14505-3:2006 Ergonomie des atmosphères thermiques – Evaluation de l’atmosphère thermique à l’intérieur des véhicules – 3ème partie: évaluation du bien-être thermique à travers l’utilisation de sujets humains.

LE « COMFORT-RATE »

Les professionnels des chambres blanches travaillent habituellement dans de bien meilleures conditions par rapport à ce qui est prévu par les règlements en vigueur pour les milieux de travail traditionnels, étant donné que température, humidité relative, surpression et qualité de l’air doivent être, pour répondre à des besoins intrinsèques des atmosphères à contamination contrôlée, maintenues constantes et avec des paramètres plus rigoureux par rapport à des conditions microclimatiques optimales.
Cependant, la nécessité de forcer l’aération des lieux en question afin de tenir sous contrôle la quantité de matière particulaire présente dans l’atmosphère ou celle de dissiper l’énergie thermique engendrée par les processus productifs « High-Tech » pourraient provoquer des malaises dus à un excès de ventilation chez les professionnels qui s’en occupent.
Le « Comfort-Rate » introduit donc un instrument d’évaluation du confort des milieux sujets à hyperventilation forcée: les chambres blanches.
Le « Comfort-Rate » prévoit 6 classes ou catégories de référence: les catégories sont attribuées sur la base de la qualité des systèmes de ventilation et de distribution de l’air présents dans la chambre blanche.

Les paramètres fonctionnels pris en considération pour la détermination du « Comfort-Rate » sont:

  • la température de l’air introduit dans la chambre blanche;
  • la température atmosphérique désirée;
  • le coefficient de couverture.

COEFFICIENT DE COUVERTURE

Le coefficient de couverture est un important paramètre de dimensionnement des chambres blanches: il définit le rapport entre la superficie des éléments qui répandent l’air dans la Chambre blanche et les superficies de la chambre blanche elle-même.
Il est de bonne pratique conceptuelle d’avoir des coefficients de couverture élevés: plus élevé est le coefficient de couverture des chambres blanches et plus la chambre blanche a des systèmes d’émission de l’air opportunément distribués et efficaces et qui vont donc tout à l’avantage du confort des professionnels et du « temps de récupération » de ces derniers.
Dans le tableau qui suit, sont reportés les coefficients de couverture conseillés pour l’élaboration du projet des chambres blanches d’après la catégorie de propreté exigée:

Catégorie de propreté Coefficients de couverture (%)
ISO 8
5 - 10%
ISO 7
15 - 20%
ISO 6
30 - 50%
ISO 5
> 80%
ISO 4
> 90%
ISO 3
> 90%
ISO 2
> 90%
ISO 1
> 90%

COMMENT VERIFIER FACILEMENT VOTRE « COMFORT-RATE » ?

Voici 6 étapes pour calculer le « Comfort-Rate » de votre chambre blanche:

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