Qualité de l’air intérieur : les seuils de CO2 à connaître chez soi

Le CO2, un indicateur de renouvellement d’air

Le dioxyde de carbone d’un logement ne vient ni des matériaux ni des produits d’entretien. Il vient des occupants. Un adulte assis en rejette entre 13 et 20 litres par heure, un peu moins pendant le sommeil, deux à trois fois plus pendant un effort. L’air expiré en contient environ 40 000 ppm, soit près de cent fois la teneur de l’air extérieur.

C’est ce contraste qui rend la mesure utile. La concentration intérieure ne dépend que de deux paramètres : le nombre de personnes présentes et le volume d’air neuf apporté chaque heure. Le CO2 est donc un traceur direct de la ventilation, bien plus fiable qu’une impression subjective. Une pièce peut sentir bon et être très mal renouvelée, car l’odorat s’habitue en quelques minutes. Le capteur, lui, ne s’habitue pas.

Une précision d’unité avant d’aller plus loin. Le ppm est une partie par million en volume : 1 000 ppm représentent 0,1 % du volume d’air. L’air extérieur d’une ville française se situe autour de 425 à 450 ppm, avec une progression de l’ordre de 2 à 3 ppm par an et des valeurs plus élevées le long des grands axes routiers. C’est le plancher que l’on peut espérer à l’intérieur.

Les seuils de référence

Aucun chiffre unique ne fait autorité pour un logement, mais les repères utilisés dans les bâtiments qui accueillent du public se transposent bien. Le tableau ci-dessous donne les ordres de grandeur rencontrés en pratique.

Deux valeurs structurent la lecture. 1 000 ppm est la cible de confort retenue depuis des décennies : elle correspond à environ 25 m3 d’air neuf par heure et par personne. 1 700 ppm est la valeur haute au-delà de laquelle les référentiels appliqués aux salles de classe et aux bureaux demandent une action sur la ventilation.

Pourquoi une chambre fermée dépasse 2 000 ppm en une nuit

Le calcul en régime établi

La concentration d’équilibre obéit à une relation simple : concentration intérieure égale concentration extérieure plus production de CO2 divisée par le débit d’air neuf. Avec 17 litres par heure et par personne, soit 0,017 m3/h, le calcul tient en une ligne.

La lecture est brutale : en dessous de 10 m3 par heure et par personne, les 2 000 ppm sont mécaniquement atteints. Or les débits d’extraction réglementaires d’un logement se comptent en dizaines de mètres cubes par heure pour l’ensemble du logement, répartis entre la cuisine, la salle de bains et les toilettes. Une partie de cet air neuf n’atteint jamais la chambre si la porte reste close et si le passage sous la porte a été bouché.

Un exemple chiffré

Une chambre de 12 m2 sous 2,50 m de plafond contient 30 m3 d’air. Porte et fenêtre fermées, dans un logement récent et étanche, le renouvellement tombe fréquemment à 0,3 volume par heure, soit 9 m3/h. Deux dormeurs produisent environ 26 litres de CO2 par heure. Le régime établi se situe alors vers 3 300 ppm. Ce n’est pas une anomalie de capteur, c’est de l’arithmétique.

Le temps de montée

La constante de temps d’une pièce vaut son volume divisé par le débit d’air neuf. Pour 30 m3 et 9 m3/h, elle atteint 3 h 20. Il faut environ trois constantes, soit dix heures, pour approcher l’équilibre : d’où un maximum relevé au réveil et non au coucher. À l’inverse, une fenêtre grande ouverte avec un courant d’air porte le débit à plusieurs centaines de mètres cubes par heure et ramène la constante de temps sous la minute. C’est exactement la raison pour laquelle une aération courte et franche bat une fenêtre entrebâillée toute la journée.

Mesurer : capteur infrarouge ou valeur estimée

La mesure NDIR

Le principe est optique. Une lampe émet un rayonnement infrarouge, le CO2 en absorbe une partie autour de 4,26 micromètres, un détecteur mesure ce qui reste. C’est une mesure physique, spécifique au CO2. Les modules courants couvrent 400 à 5 000 ppm avec une précision annoncée de l’ordre de plus ou moins 50 ppm augmentés de 3 % de la lecture, et demandent une à trois minutes de préchauffage avant d’être exploitables.

Un point mérite d’être connu. La plupart de ces modules utilisent une calibration automatique sur sept à huit jours glissants, qui suppose que la valeur la plus basse de la période correspond à l’air extérieur. Le mécanisme est fiable dans un logement aéré tous les jours. Il dérive dans une pièce jamais ouverte, où le capteur finit par considérer 900 ppm comme son nouveau zéro et sous-estime tout ce qu’il lit ensuite. Aérer franchement une fois par semaine sert donc aussi à recaler l’appareil.

Côté consommation, la lampe infrarouge tire 100 à 300 mA pendant quelques dizaines de millisecondes à chaque mesure. Sur pile, une cadence d’une mesure toutes les cinq minutes donne quelques mois d’autonomie. Pour un historique continu, l’alimentation sur secteur reste préférable.

Les valeurs eCO2

Beaucoup d’appareils bon marché n’embarquent pas de NDIR mais un capteur de composés organiques volatils à oxyde métallique, dont la sortie est convertie en un CO2 dit équivalent. Ce n’est pas une mesure du CO2. Une bougie, une cuisson, un produit d’entretien ou un flacon d’alcool font grimper la valeur alors que personne n’est entré dans la pièce. Deux indices trahissent l’estimation : la valeur repart systématiquement de 400 ppm à chaque mise sous tension, et elle réagit en quelques secondes là où une vraie montée de CO2 prend des dizaines de minutes.

Où poser l’appareil

• Entre 1,10 m et 1,60 m du sol, c’est-à-dire à hauteur de respiration en position assise ou debout.
• À plus de 50 cm d’un visage. Un capteur posé sur un bureau juste devant son utilisateur lit 300 à 600 ppm de trop.
• À un mètre au moins d’une fenêtre, d’une porte, d’une bouche d’extraction ou d’une entrée d’air : ces zones lisent l’air extérieur et non celui de la pièce.
• Hors soleil direct et loin d’un radiateur. La température et l’humidité relevées seraient fausses, et la plupart des modules corrigent leur mesure de CO2 à partir de la température.
• Un appareil par pièce d’usage plutôt qu’un point unique dans le couloir, qui moyenne tout et ne révèle rien.

Ce que le CO2 ne dit pas

Le CO2 renseigne sur le renouvellement d’air lié à l’occupation. Il ignore tout le reste. Une pièce vide à 450 ppm peut concentrer des composés organiques volatils émis par un meuble neuf, un excès d’humidité derrière une armoire, ou des particules fines venues de la rue. Trois grandeurs complémentaires méritent d’être suivies : l’humidité relative, à maintenir entre 40 et 60 % pour éviter la condensation en hiver, la température, autour de 19 à 20 °C dans les pièces de vie et 17 à 18 °C dans les chambres, et les particules si le logement donne sur un axe passant.

Une confusion fréquente mérite d’être levée : un appareil de traitement d’air ne fait pas baisser le CO2. Il filtre ce qui circule dans la pièce, il n’apporte aucun air neuf. La molécule de CO2 traverse un filtre à particules sans être retenue. Seule la ventilation, mécanique ou par ouverture, agit sur cette grandeur.

Aérer sans perdre le chauffage

La crainte de la déperdition est largement infondée pour une aération courte, parce que l’air stocke très peu de chaleur. Porter les 30 m3 d’une chambre de 5 à 20 °C demande environ 0,15 kWh, soit quelques centimes. Ce qui coûte cher, c’est de refroidir les murs, les sols et le mobilier, dont l’inertie est des centaines de fois supérieure. La règle pratique en découle : ouvrir en grand cinq minutes en plein hiver, dix à quinze minutes en mi-saison, si possible en créant un courant d’air entre deux façades, plutôt que de laisser une fenêtre en position oscillo-battante pendant deux heures.

Deux aérations quotidiennes constituent un minimum, à compléter après une douche, une cuisson ou une réunion de famille. Le reste du travail revient à la ventilation permanente : entrées d’air en haut des menuiseries, passage sous les portes, bouches d’extraction dans les pièces humides. Ces éléments s’encrassent. Une bouche démontée et lavée une à deux fois par an retrouve son débit, et une entrée d’air obstruée par un joint adhésif ou un meuble annule le circuit entier.

L’automatisation apporte un gain réel sur ce point précis. Un capteur de CO2 qui remonte ses valeurs permet de déclencher une notification au-delà d’un seuil choisi, par exemple 1 200 ppm, plutôt que d’aérer au jugé. Une tête thermostatique connectée dotée d’une détection de fenêtre ouverte coupe la chauffe pendant l’aération et la reprend ensuite, ce qui évite de chauffer la rue pendant cinq minutes. L’ensemble ne remplace pas une ventilation en état de marche : il indique quand elle ne suffit plus.

À retenir

• Le CO2 intérieur vient des occupants : il mesure la ventilation, pas la pollution de l’air.
• Référence extérieure autour de 425 à 450 ppm, cible de confort sous 1 000 ppm, valeur haute à 1 700 ppm.
• Il faut environ 25 m3 d’air neuf par heure et par personne pour tenir sous 1 000 ppm.
• Une chambre fermée occupée par deux personnes atteint 2 500 à 3 500 ppm au petit matin sans que rien ne soit défectueux.
• Un capteur NDIR mesure, un capteur eCO2 estime : la différence se voit à la vitesse de réaction et au redémarrage à 400 ppm.
• Placer l’appareil entre 1,10 m et 1,60 m, loin d’un visage, d’une fenêtre et d’une bouche d’extraction.
• Cinq minutes fenêtre grande ouverte valent mieux que deux heures en oscillo-battant, pour quelques centimes de chauffage.
• Aucun appareil de filtration ne fait baisser le CO2. Seule l’arrivée d’air neuf le fait.