humidité relative et température - 1

humidité r e l a t i v e et température - 1

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Q uelles valeurs d'humidité relative et de température pour une bonne conservation des collections ?

Il n'est surtout pas question, à ce stade de la réflexion, de donner des normes climatiques : car elles ne manqueraient pas, dans un projet architectural, de déboucher sur des installations parfois très sophistiquées, voire inadaptées au bâtiment, et dans tous les cas très onéreuses, tant en investissement qu'en coût de fonctionnement. Par ailleurs, il est capital de se préoccuper des conditions dans lesquelles les collections étaient préalablement conservées, et ce, depuis plusieurs décennies, parce qu'un changement brusque d'environnement climatique pourrait entraîner des dégradations graves pour certaines œuvres particulièrement sensibles. Revenons donc à la question posée, qui, lorsque l'on consulte un certain nombre de responsables des collections, reçoit des réponses très variées et parfois divergentes. Mais chacune de ces réponses est riche de conseils et même d'une expérience acquise dans tel ou tel édifice. Essayons d'analyser cinq cas de réponses types :

C A S N 1 : S A N S A U C U N T R A I T E M E N T C L I M A T I Q U E , M E S C O L L E C T I O N S S E P O R T E N T B I E N ! Nous sommes là en présence d'un bâtiment ancien à forte inertie hygrothermique, situé dans une zone tempérée (la température descend rarement en dessous de 0 °C à l'extérieur). En hiver, le chauffage assure une température stable de 15 à 16 °C, et les apports calorifiques des visiteurs et de l'éclairage ne sont pas suffisants pour modifier l'équilibre climatique des salles. En fait, tout se passe très bien dans une fourchette de 40 à 65 % d'humidité relative (H.R.) et de 15 à 25 °C, la température variant très lentement entre l'hiver et l'été.

C'est le cas de figure idéal, car il s'agit là d'un « CONTROLE NATUREL DU CLIMAT ».

C A S N 2 : P O U R U N E B O N N E C O N S E R V A T I O N , L ' H U M I D I T E R E L A T I V E D O I T E T R E D E 5 5 % A V E C ± 1 % !

Le message est clair ; plus il y a stabilité, meilleures seront les conditions de conservation. Mais nous tombons là dans l'excès, parce qu'une tolérance de ± 1 % de H.R. est techniquement irréalisable dans un local à charges variables (salle d'exposition). Il faudrait pour s'approcher de tels objectifs un conditionnement d'air dans les salles associé à des vitrines étanches, pourvues de grandes quantités de produits hygroscopiques tampons. Mais à quel prix... Les budgets d'investissement et les coûts de fonctionnement seront très élevés, ne permettant pas de vulgariser ce type d'équipements.

C A S N 3 : M E S C O L L E C T I O N S D O I V E N T E T R E C O N S E R V E E S A 5 5 % D ' H U M I D I T E R E L A T I V E A V E C ± 5 % ! Cette valeur est couramment admise, et la tolérance de ± 5 % de H.R. correspond en fait aux limites en deçà desquelles les professionnels de la climatisation ne peuvent pas descendre pour ces types de locaux à charges variables, et non pas à des critères scientifiques précis.

C A S N 4 : E N V I R O N 5 0 % D ' H U M I D I T E R E L A T I V E , C ' E S T L ' I D E A L ! Ce niveau de H.R. est tout à fait réaliste et correspond pour la majeure partie des collections à la moyenne des courbes de sorption des matériaux organiques et hygroscopiques (moyenne de la teneur en eau des matériaux). Toutefois, cette réponse est incomplète car les limites hautes et basses ne sont pas définies.

D i r e c t i o n d e s musées d e F r a n c e 1994

La tolérance est en effet un élément important que l'on doit obligatoirement définir avant chaque projet. Elle conditionne la stabilité climatique.

C A S N 5 : U N E TEMPÉRATURE C O N S T A N T E D E 1 8 C T O U T E L'ANNÉE E S T I N D I S P E N S A B L E P O U R U N E B O N N E C O N S E R V A T I O N !

Cette interprétation répond parfaitement aux lois physiques de l'air humide, qui énoncent que toute variation de température entraînera nécessairement une variation de l'humidité relative. Cependant, en été, une température ambiante de 18 °C par + 30 °C, à l'extérieur est extrêmement inconfortable et provoquerait un important surdimensionnement des installations de climatisation. Par ailleurs, il faut rappeler que la valeur de température est moins importante que l'humidité relative (sauf cas particulier).

A L O R S , Q U E F A I R E ? Devant l'absence de normes pouvant prendre en compte l'ensemble des problèmes ; Et devant des interprétations différentes, parfois même divergentes, des problèmes climatiques par les responsables des collections ; Face à ces incertitudes, il est indispensable de présenter la question sous une autre forme : Quelles sont les valeurs d'humidité relative et de température risquant de provoquer des dégradations sur les œuvres d'art ? Cette formulation permet une approche beaucoup plus réaliste du problème climatique de conservation des collections.

Contact : Alain SORET, tél. (1) 40 15 35 09.


. e t humidité r e l a t i v e

température - 2 uelles sont les valeurs d'humidité relative et de température risquant de provoquer des

dégradations sur les oeuvres d'art ?

L ' H U M I D I T E R E L A T I V E Une variation de H.R. de l'air environnant un objet en matière organique et hygro-scopique provoquera une modification de la teneur en eau du matériau et, par suite, une modification structurelle et dimensionnelle de l'objet pouvant susciter des dégradations parfois irréversibles. Pour une valeur inférieure à 40 % de H.R., la teneur en eau du matériau diminue plus rapidement : il y a alors dessèchement de l'objet, rétractation de la matière. Les risques de dégradation augmentent. A partir de 65 % de H.R., la teneur en eau du matériau s'accroît plus rapidement et les matériaux augmentent de volume. Par ailleurs, c'est à partir de cette H.R., associée à une température élevée, que l'on favorise le développement de moisissures et de micro-organismes. Une forte H.R. entraîne également les phénomènes de corrosion sur les métaux. Des variations rapprochées dans le temps et de fortes amplitudes entraîneront une fragilisation de la matière constituant l'œuvre. Cela débouchera tôt ou tard sur une détérioration de l'œuvre (déformation d'un panneau bois, décollement de la couche picturale d'un tableau, craquelures en surface d'un objet, etc.).

L A T E M P E R A T U R E On sait que la variation de température dans la limite des valeurs usuelles de confort n'a que très peu d'incidence sur la variation dimensionnelle et structurelle de la plupart des matériaux organiques, à condition que l'on soit en mesure de maintenir une H.R. stable, comprise entre 40 et 65 %. • Une température supérieure à 25 °C est

inconfortable, et, lorsqu'elle se trouve associée à des taux de H.R. importants, contribuera à la formation des moisissures

et au développement de microorganismes.

• Une température inférieure à 15°C est également inconfortable. En demi-saison, pour les bâtiments à forte inertie, une augmentation brusque de la température extérieure aura pour conséquence des élévations importantes de H.R. à l'intérieur des salles non chauffées, pouvant aller jusqu'à la condensation surfacique interne (cas d'une église ou d'une chapelle au printemps, par exemple).

L E C O U P L E H U M I D I T E R E L A T I V E • T E M P E R A T U R E Rappelons qu'une variation de température entraînera, à poids de vapeur d'eau constant, une variation de H.R. d'environ 3 % par degré Celsius d'écart, et ce, bien sûr, dans la zone de confort qui nous intéresse. Ainsi, à partir des éléments définis ci-dessus, on peut tracer sur l'abaque psychro-métrique une «ZONE DITE DE SECURITE CLIMATIQUE », dont les limites seront de 15 à 25 °C et de 40 à 65 % de H.R.

T O L E R A N C E D E S E C A R T S Il s'agit en fait d'assurer des conditions climatiques comprises dans la zone dite de sécurité, avec des variations très lentes et des amplitudes les plus faibles possible.

On adoptera donc dans la majorité des cas une zone de confort qui se situe entre 15 et 25 °C, avec des valeurs stables et des variations lentes entre l'hiver et l'été. On peut en déduire que pour l'essentiel des collections constituées de matériaux organiques, les risques de dégradation sont très faibles dans une fourchette comprise entre 40 et 65 % de H.R., valeur correspondant pour la plupart des matériaux à la partie plate des courbes de sorption. C'est la zone dans laquelle le pourcentage de teneur en eau varie le moins, à condition que les variations à l'intérieur de cette fourchette soient très lentes et de faible amplitude.


5 10 TEMPÉRATURE

20 -15 °c t 25 °c-

30 35 SÈCHE [°C]

C O N C L U S I O N En règle générale, pour les collections en matériaux organiques, les valeurs de température et de H.R. pour lesquelles les risques de dégradation des œuvres sont minimes se situent dans la « ZONE DITE DE SECURITE CLIMATIQUE », et cela, évidemment, à condition que les variations soient très lentes et de faible amplitude. A partir de ce constat, il faut alors, dans chaque cas, analyser et quantifier les agents perturbateurs susceptibles de modifier l'environnement climatique des œuvres. Il s'agit en fait des charges internes et externes du bâtiment. On peut donc distinguer plusieurs cas de figure : • un bâtiment à forte inertie hygrother-

mique et dont les charges internes sont faibles répondra de façon satisfaisante aux conditions de conservation énoncées ci-dessus ;

• un bâtiment de moyenne inertie hygro-thermique et dont les charges internes sont faibles : des protections contre les charges externes, associées à des équipements techniques légers, peuvent suffirent à assurer des conditions climatiques satisfaisantes. Il faudra imposer dans ce cas des tolérances de ± 10 % de H.R. avec des variations lentes.

Des équipements complémentaires, tels que vitrines étanches, boîtes à climat, etc.,

permettront de mieux répondre aux objectifs de stabilité ; • un bâtiment à faible inertie hygrother-

mique (surfaces vitrées importantes, verrières en construction légère non isolée) : il faudra dans tous les cas mettre en œuvre des installations de traitement d'air sophistiquées et coûteuses. On devra alors imposer des tolérances de ± 5 % de H.R. ;

• en présence de charges internes importantes (public et éclairage) et quelle que soit l'inertie du bâtiment, il sera nécessaire de concevoir une installation de traitement d'air dont la tolérance sera également de ± 5 %.

B i b l i o g r a p h i e • THOMSON Garry, The Muséum Environment,

Butterworths, London, 1988. 270 p. • De GUICHEN Gaël, Climat dans les musées,

ICCROM, Rome, 1984, 79 p. • ANTOMARCHI Catherine, de GUICHEN Gaël.

« Pour une nouvelle approche des normes climatiques dans les musées ». I C O M Committee for

Conservation - Preprints, The Getty Conservation Institute, Los Angeles, 1987, pp. 847-851.

• MICHALSKI Stephan, « Relative Humidity : A Discussion of Correct/Incorrect Values », I C O M

Committee for Conservation - Preprints, Washington, 1993, pp. 624-629.



l e t r a i t e m e n t c l i m a t i q u e

L a grande difficulté réside dans le choix des moyens à mettre en œuvre pour traiter le climat d'un

musée, en vue d'assurer les conditions optimales de conservation des collections.

O B J E C T I F S L'analyse climatique d'un édifice ayant la fonction de musée est la phase initiale la plus importante, qui permettra ensuite aux concepteurs d'orienter leurs choix. Les objectifs principaux sont : • l'obtention de conditions climatiques

de conservation (température, humidité relative, qualité de l'air) satisfaisantes ;

• le respect du confort des visiteurs et du personnel ;

• le respect de l'architecture, lorsqu'il s'agit d'un monument historique ou d'un édifice classé ;

• la prise en compte des critères économiques pour l'investissement et surtout la connaissance des moyens à mettre en œuvre (financiers et humains) pour assurer l'exploitation des futures installations (maintenance, énergie).

I N T E R V E N A N T S Au niveau de la conception, on peut distinguer quatre types d'intervenants qui, s'ils ont globalement les mêmes objectifs, n'ont pas les mêmes bases de connaissance du fait de leurs spécificités professionnelles : • Les responsables de la conservation ont

pour souci majeur la bonne conservation des collections. Leurs besoins sont exprimés en termes scientifiques (température, humidité relative et niveau de pollution), parfois avec une exigence théorique qu'il est difficile, voire impossible, de satisfaire du fait de l'architecture du bâtiment.

• Les architectes chargés de la maîtrise d'œuvre n'ont pas forcément dans leurs priorités l'analyse climatique des espaces ou le comportement hygrothermique

du bâtiment. Ils confient les problèmes de climat à des bureaux d'études spécialisés.

• Les bureaux d'études et entreprises spécialisés en génie climatique se retrouvent souvent devant l'obligation de respecter les critères de conservation, alors qu'ils sont confrontés à un édifice (château, monument historique, bâtiment classé) rendant difficile, voire incohérente, la mise en œuvre d'une installation répondant aux besoins.

• Les gestionnaires ont pour préoccupation majeure de rester dans l'enveloppe financière prévue, et cela au détriment parfois des moyens techniques à mettre en œuvre. La méconnaissance des moyens nécessaires pour assurer une exploitation satisfaisante des futurs équipements (humains et f inanciers) peut déboucher ultérieurement sur des incohérences de fonctionnement des installations.

L E S Q U E S T I O N S Q U ' I L C O N V I E N T D E S E P O S E R En amont d'une opération, il faut prendre le temps de se poser les bonnes questions afin d'analyser l'ensemble des problèmes ; c'est la première démarche, qui évitera bien des déboires. Ces questions peuvent être classées en six rubriques : • Les collections : le responsable des

collections devra définir la nature des œuvres, les conditions souhaitées pour une bonne conservation et l'orientation envisagée pour la présentation des collections (en salle, en vitrine, en réserve, etc.).

• Le bâtiment : il faut faire : - une analyse des contraintes du bâtiment et de son enveloppe ; - apprécier les espaces, les volumes et les hauteurs sous plafond ; - pour les bâtiments existants, faire l'inventaire des désordres et les résoudre.


Le musée : il faut : - en premier lieu, analyser l'environnement climatique du musée afin d'adapter les équipements aux spécificités géographiques du lieu ; - ensuite, faire une synthèse des activités prévues dans l'établissement. Les charges : il s'agit de définir tous les éléments susceptibles d'entraîner une perturbation climatique (apports de chaleur, déperditions, apports d'humidité). On distingue les charges externes et les charges internes. Les installations techniques : les professionnels du génie climatique doivent concevoir les installations adéquates en prenant en compte les points définis précédemment, ainsi que les critères économiques.

• La maintenance : les gestionnaires devront faire l'analyse des besoins en personnel et des besoins financiers devant permettre d'assurer un bon fonctionnement des équipements.

C O N C L U S I O N Devant la multiplicité et la diversité des éléments à prendre en compte, des contraintes inhérentes à l'édifice et des critères financiers, il n'existe pas de solution type. Seul un travail d'équipe permet d'aborder le traitement climatique de manière cohérente.



l e t r a i t e m e n t climatique - les collections

C 'est à ce stade de la réflexion que l'on définira les exigences climatiques nécessaires à la

bonne conservation des œuvres. Les responsables des collections devront répondre à trois questions pour apporter à la maîtrise d'œuvre le maximum d'éléments relatifs à la conception des systèmes à mettre en œuvre.

N A T U R E P H Y S I C O - C H I M I Q U E D E S C O L L E C T I O N S Il faut établir une classification des collections à partir de la nature chimique des matériaux qui la composent. On distingue • les matériaux organiques : le carbone

rentre dans la composit ion de ces matériaux (bois, papier, textile, ivoire, cuir, os...) ;

• les matériaux inorganiques : il n'y a pas de chaîne de carbone dans la composit ion de ces matériaux (pierre, céramique, verre, émaux, métaux... ).

A partir de cette liste, il faut définir le caractère hygroscopique de chaque matériau. On dit qu'une matière est hygroscopique, lorsqu'elle est capable d'absorber ou de restituer de l'eau en fonction de l'humidité relative de l'ambiance dans laquelle elle est stockée. • les matériaux hygroscopiques :

- la plupart des matériaux organiques, - certains matériaux inorganiques : plâtre, pierre calcaire tendre, gel de silice ;

• les matériaux non hygroscopiques : matériaux inorganiques (métaux, verres, pierre dure, etc.).

Grâce à cette classification sommaire et en tenant compte des effets physicochimiques liés à l'humidité relative, à la température et à la pollution, on pourra d'ores et déjà définir le niveau de précaution à prendre en matière d'équilibre hygrothermique des espaces de conservation.

P R E S E N C E D ŒUVRES P A R T I C U L I E R E M E N T S E N S I B L E S A U X V A R I A T I O N S C L I M A T I Q U E S Il s'agit là de définir si les collections comprennent : • des œuvres exceptionnelles ; • des objets très fragiles (dégradations

dues à des problèmes climatiques antérieurs) ;

• des bois gorgés d'eau ; • des œuvres sortant de restauration,

dont la matière a été fragilisée par un traitement spécifique ;

• des métaux en phase de corrosion active. Cette liste est loin d'être exhaustive et, dans tous les cas, il faudra envisager l'étude d'un traitement climatique particulier (espaces ou vitrines à climat contrôlé).

L I E U X E T C O N D I T I O N S D E P R E S E N T A T I O N • Expositions permanentes : il s'agit de

définir, pour les zones devant recevoir les différentes collections : - leur implantation dans le bâtiment ; - le niveau de la rigueur des paramètres climatiques de conservation qu'on peut en attendre.

• Expositions temporaires : cette zone doit être traitée indépendamment et pourvue d'une installation plus performante (température, humidité relative), sachant qu'elle accueillera des collections de toute nature et que les prêteurs risquent d'exiger pour leur œuvres des conditions climatiques draconiennes.

• Réserves d'œuvres : s'agit-il d'une réserve d'œuvres visitable ou non ? Il est préférable de créer des petites réserves indépendantes par type de collection plutôt que de grands espaces.

• La muséographie : il importe de définir les conditions de présentation des collections. Les œuvres seront-elles : - dans l'ambiance des salles ou des réserves ?


- dans des espaces indépendants ou des vitrines ? - dans des armoires de stockage pour ce qui concerne les réserves ?

C O N C L U S I O N Les exigences de la conservation des collections étant définies, la maîtrise d'oeuvre pourra, après étude, remettre en question la faisabilité d'une installation ne pouvant répondre aux paramètres demandés. Il conviendra, dans certains cas,

de modifier la présentation et de prendre le parti de mettre des collections dans des vitrines ou dans des espaces spécifiques, où l'on s'appliquera à contrôler le climat. Les choses ne doivent pas être figées dès le départ ; c'est grâce à une parfaite concertation entre la conservation et la maîtrise d'œuvre que l'on pourra aboutir aux meilleurs résultats.



le t r a i t e m e n t c l i m a t i q u e - le bâtiment

L e bâtiment devrait jouer un rôle tampon et protecteur contre les amplitudes climatiques extérieures

extrêmes, en vue d'obtenir les meilleurs conditions intérieures, ce qui, dans le cas d'un musée, consiste à rechercher la stabilité hygrothermique des salles. L'analyse hygrothermique d'un bâtiment passe par l'étude : • de son enveloppe ; : du volume des espaces ; • dans les bâtiments anciens,

des désordres liés à l'humidité.

C O M M E N T A N A L Y S E R L ' E N V E L O P P E D U B A T I M E N T ? • Evaluation de l'inertie thermique d'une

construction : plus un bâtiment a une forte inertie (construction ancienne en maçonnerie très lourde et faible surface vitrée), moins il subit les amplitudes extérieures et plus il est facile de stabiliser son climat (variation très lente). Un édifice moderne doté de grandes surfaces vitrées est totalement dépourvu d'inertie, et des installations de climatisation très importantes et fort coûteuses (investissement et fonctionnement) seront nécessaires pour stabiliser le climat intérieur.

• Prise en compte des parois vitrées : il faut définir les surfaces qui peuvent être : - les fenêtres (ouvrants) ; - les châssis fixes ; - les toitures verrières. Ces parois vitrées ont toutes pour inconvénients : - de créer des chocs thermiques en cas d'ensoleillement et, par conséquent, des apports de chaleur très importants, qui peuvent entraîner des élévations de température parfois insupportables en été, obligeant à climatiser les salles ; - de créer de fortes déperditions thermiques rendant le coût énergétique très important ;

- d'être le siège de phénomènes de condensation lorsque, comme dans la plupart des salles d'exposition, on humidifie l'air en hiver pour assurer une meilleure conservation des œuvres. Les remèdes à ces inconvénients sont : - pour les bâtiments neufs, la pose de verre réfléchissant, capturant au maximum le rayonnement infrarouge du soleil, et celle de stores ; - pour les bâtiments anciens, la pose de films réfléchissants ou de laques, et la mise en place de stores de protection solaire ; - pour les combles avec toiture-verrière, la pose, sur la partie externe de la verrière, de films ou de laques associée à une ventilation mécanique des combles ; - si le local est humidifié en hiver, l'installation de double vitrage pour l'ensemble des surfaces vitrées.

• Contrôle de l'isolation thermique : si elle est synonyme d'économie d'énergie, elle résout également les problèmes de condensation en éliminant les ponts thermiques. On peut noter qu'il convient, lors de la mise en place de panneaux d'isolation, de veiller en particulier à ce que le pare-vapeur soit étanche et placé côté intérieur afin d'éviter tout phénomène de condensation dans la masse.

• Vérification de l'étanchéité du bâtiment : les infiltrations d'air par les ouvrants doivent être combattues par la mise en place de joints en fond de feuillure et par une remise en jeu des fenêtres. Les entrées principales donnant sur l'extérieur doivent être équipées de sas pour éviter tout déséquilibre thermique.

I M P O R T A N C E D U V O L U M E D E S S A L L E S • La hauteur sous plafond d'une salle joue

un rôle important quant à la stabilité climatique d'un espace. Dans une salle de grande hauteur, les apports de


chaleur interne (éclairage et public) sont beaucoup moins perturbateurs que dans une salle basse. La température ambiante varie dans ce cas de façon très lente. En revanche, il faut s'attendre, en période de chauffage, à des phénomènes de stratification thermique pouvant atteindre une amplitude de 8°C pour une salle de 10 à 12 m de hauteur. Le traitement rigoureux de l'humidité relative est dans la plupart des cas très difficile, voire impossible à maîtriser.

• Lorsqu'il y a communicat ion entre des salles dont la fonction et le traitement climatique diffèrent, il y a forcément une instabilité climatique au droit du passage entre les deux zones, qu'il faut résoudre par la mise en place de portes automatiques ou de sas.

E X I S T E N C E D E D E S O R D R E S D U S A L ' H U M I D I T E Les désordres de ce type doivent être répertoriés par un spécialiste à qui il appartient, après étude du bâtiment, de définir les remèdes à appliquer. On distingue : • l'humidité provenant de l'extérieur :

- humidité d'origine accidentelle (fuite de canalisation pluviale ou de gouttière), - mauvaise étanchéité de la toiture,

- infiltrations de la pluie à travers les maçonneries (par les joints ou les appuis de fenêtre fissurés), - mauvaise étanchéité des fenêtres au droit des rejets d'eau, - phénomènes de rejaillissement de la pluie en partie basse des murs extérieurs ;

• l'humidité provenant de l'intérieur : - humidité d'origine accidentelle (fuite de canalisation de chauffage ou de plomberie), - présence d'une nappe phréatique, - mauvais drainage du terrain entraînant des infiltrations d'eau en partie basse du bâtiment, - remontées capillaires par le sol ou par les murs périphériques, - condensation liée à une mauvaise ventilation des locaux.

C O N C L U S I O N L'analyse hygrothermique d'un bâtiment est essentielle sur ce plan car elle permet de dégager les contraintes qu'il impose, ces données étant ultérieurement prises en compte lors de la conception des systèmes de traitement climatique.



l e t r a i t e m e n t c l i m a t i q u e - le musée

A ce niveau, il s'agit d'introduire les spécificités de la fonction musée dans le bâtiment et d'analyser les

contraintes qui en découlent.

E N V I R O N N E M E N T C L I M A T I Q U E D U M U S E E • Le climat : il peut être tempéré ou

continental. Entrent en compte l'altitude, l'exposition au vent, l'ensoleillement qui peuvent modifier les paramètres climatiques. Il existe pour chaque région une liste de valeurs contractuelles (température, humidité relative) correspondant aux valeurs extrêmes (été, hiver) à prendre en compte pour le calcul des bilans thermiques.

• Le site : une analyse rapide de l'environnement immédiat du musée est nécessaire. Elle a pour but de mettre en lumière certains facteurs particuliers : - ainsi la proximité de la mer, d'un plan d'eau, d'une forêt, etc., qui provoque, en demi-saison et en été, des élévations parfois importantes de l'humidité relative, imposant de déshumidifier ; - l'implantation d'un musée en plein centre urbain l'expose à des pollutions importantes, ce qui oblige alors à soigner particulièrement l'étanchéité du bâtiment et à renforcer les systèmes de filtration des appareils de traitement d'air.

P R E S E N C E D E D E C O R S H I S T O R I Q U E S D A N S L E S S A L L E S Dans les châteaux, les monuments historiques, nombreuses sont les salles possédant des décors (plafonds ou murs avec fresques, corniches, boiseries, dorures, etc.). Cette situation rend bien souvent impossible le passage de gaines ou de canalisations, et interdit la mise en oeuvre d'installations aptes à répondre complètement aux paramètres de conservation. Si chaque cas est à étudier en tenant compte des contraintes architecturales

particulières, l'objectif sera bien souvent de tirer le meilleur parti possible de l'inertie du bâtiment et de limiter les charges (internes et externes).

C O N N A I S S A N C E D E S C O N D I T I O N S C L I M A T I Q U E S D E S S A L L E S Il serait souhaitable qu'au cours de l'année précédant le début de la conception d'un équipement climatique, on enregistre les mesures (température, humidité relative) des salles, et ce à tous les niveaux du bâtiment, du sous-sol aux combles. Celles-ci s'effectuent à l'aide dethermohygrographes. La lecture des enregistrements permettra aux concepteurs d'apprécier le comportement hygrothermique du bâtiment sur une année et de mieux orienter leurs choix.

A C T I V I T E S P R E V U E S D A N S L ' E T A B L I S S E M E N T L'objectif est de définir les activités prévues dans rétablissement, dans le but d'établir un zonage des futures installations. Cette étape est fondamentale, car les charges climatiques varient fréquemment en fonction des types d'activité, et des périodes d'occupation. Un mauvais zonage d'installation est souvent synonyme de dysfonctionnement, or la situation devient ensuite irréversible. Pour un musée, on distingue les activités suivantes : • exposition permanente ; • exposition temporaire ; • réserves d'œuvres ; • ateliers de restauration et laboratoires ; • espaces polyvalents (accueil, librairie,

atelier d'enfants) ; • restaurant ou cafétéria ; • auditorium ; • bureaux ; • salle de lecture et de consultation ; • locaux du personnel ; • ateliers d'entretien.



l e t r a i t e m e n t c l imat ique - les cha rges

L es charges se définissent par les apports calorifiques ou frigorifiques susceptibles de modifier la stabilité

climatique intérieure d'un édifice. Le calcul des apports permet de prévoir la puissance des installations et leurs caractéristiques. On distingue : • les charges externes au bâtiment ; • les charges internes au bâtiment.

C H A R G E S E X T E R N E S D ' U N B A T I M E N T • En hiver : les déperditions d'un bâtiment

découlent des pertes calorifiques à travers les parois extérieures et des renouvellements d'air entre l'intérieur et l'extérieur. Les déperditions des murs extérieurs, des planchers bas, des toitures sont égales au produit de la surface par l'écart de température par le coefficient de transmission thermique (K en W / m 2 °C). Plus ce coefficient est faible, meilleure est l'isolation. Trois exemples : - mur isolé (constructions actuelles) répondant aux nouvelles normes « Haute Isolation » K < 0,50 W/m 1 ' °C ; - mur en pierre calcaire demi-ferme de 1 m d'épaisseur (bâtiment ancien à forte inertie thermique) : K = 1,13 W / m ' °C ; - mur en béton de 20 cm d'épaisseur, enduit deux faces (bâtiment des années 1950) : K = 2,8 W / m ' °C. Les déperditions par les surfaces vitrées sont les plus importantes (rapportées au mètre carré) : - pour une fenêtre en verre clair simple vitrage : K = 5,7 W / m 7 °C ; - pour une fenêtre double vitrage (lame d'air de 8 mm) : K = 3,2 W / m 2 °C. Les déperditions par renouvellement d'air sont des apports d'air extérieur par les ventilations naturelles et par les joints des ouvrants. Autrefois, la perméabilité des fenêtres était médiocre, et l'on prenait de façon

empirique un renouvellement par heure d'air neuf. Depuis la prise en compte des économies d'énergie, des normes thermiques ont été définies. Il s'agit de classes de menuiserie (A1 , A2, A3). L'exposition au vent de la façade est également un critère à considérer. Dans les bâtiments anciens, il faut systématiquement remettre en jeu les huisseries et mettre en place des joints en fond de feuillure. En été : les apports de chaleur provenant de l'extérieur correspondent aux apports par rayonnement solaire. - Sur les parois opaques : les apports dépendent de l'inertie thermique de la paroi, mais surtout de la nature du revêtement de la face exposée au soleil. Ces parois opaques absorbent une grande partie du rayonnement en fonction d'un coefficient d'absorption égal à 0.80. Les parois claires ont un coefficient d'absorption de 0,60. Les surfaces brillantes ou réfléchissantes, un coefficient de 0,20. - Sur les parois vitrées : les apports sont très importants et dépendent de l'angle incident du rayon solaire sur la paroi. Dans nos régions, le flux de chaleur est de : - face vitrée orientée est ou ouest : 580 W / m 2 ; - face vitrée orientée sud : 470 W/m' . Il est indispensable de combattre ces apports avant d'envisager un éventuel système de climatisation. Les moyens de protection d'une baie vitrée se caractérisent par un coefficient unique, le facteur solaire F. Quelques exemples : - verre clair simple vitrage : F = 86 % ; - verre clair double vitrage : F = 80 % ; - double vitrage réfléchissant (Eliothernr platine) : F = 24 à 36%.


Protections extérieures par : - volets en bois : F = 9 % ; - store toile opaque : F = 11 % ; - store toile translucide : F = 26 %. Protections intérieures par : - store toile opaque : F = 45 % ; - store toile translucide : F = 50 %. Avec les fi lms ou laques de protection solaire appliqués sur un verre clair existant, le facteur solaire se situe entre 40 et 60 %.

- Sur les toitures-verrières : l'exemple type est celui du comble avec verrière séparée des salles par un plafond zénithal (que l'on rencontre dans de nombreuses constructions du xixe siècle). La température peut atteindre 55° C en été, entraînant dans les salles des étages inférieurs des élévations de température souvent très gênantes. Dans tous les cas, il faut combattre en priorité ces apports, la solution étant la mise en place d'un film ou d'une laque sur la face externe de la verrière, associée à une ventilation mécanique du volume des combles. Les ventilateurs étant souvent très encombrants en raison de l'importance des débits à traiter, les niveaux sonores risquent de constituer une gêne.

C H A R G E S I N T E R N E S D A N S U N E S A L L E D ' E X P O S I T I O N • L'éclairage : les dégagements caloriques

liés à l'éclairage entraînent des déséquilibres climatiques parfois importants entre le jour et la nuit. Suivant le volume des salles, les variations de température peuvent atteindre 5 à 7° C et, par suite, un écart de l'humidité

relative pouvant aller jusqu'à 25 %. Il est impératif que l'éclairagiste définisse le système d'éclairage envisagé et établisse une note de calcul des dégagements calorifiques. Une valeur ne dépassant pas 25 watts par m2 est souhaitable.

• Le public : il est toujours difficile d'apprécier le taux de fréquentation d'un musée, mais le concepteur d'une installation climatique aura obligatoirement besoin d'une estimation de ces données. Il faut savoir qu'une personne dégage par heure environ 100 watts en chaleur sensible et 10 grammes de vapeur d'eau. Quelques valeurs de repère : - salle à forte fréquentation : 1 personne pour 2 à 4 n r ; - salle à moyenne fréquentation : 1 personne pour 5 à 10 m' ; - salle à faible fréquentation : à partir de 1 personne pour 10 m .

C O N C L U S I O N En règle générale, avant de concevoir une installation, il faut impérativement limiter au minimum les charges afin de réduire les puissances à mettre en jeu, ce qui permet de diminuer le coût de fonctionnement des installations (réduction de la consommation d'énergie) et d'obtenir plus facilement la stabilité climatique des salles, objectif visé en matière de conservation des œuvres.



humidité relative et température - 1

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