À Notre-Dame-de-l'Île-Perrot, une installation sur toiture où la structure, le dégagement et l’entretien futur deviennent aussi importants que la thermopompe
Cette installation réalisée par notre équipe AirGreen à Notre-Dame-de-l'Île-Perrot présente une configuration très différente d’une thermopompe murale installée au niveau du sol ou sur un balcon. Ici, l’unité extérieure de la Fujitsu AIRSTAGE Altair 700 a été positionnée directement sur une toiture plate, au milieu de plusieurs autres équipements mécaniques déjà présents.
La photographie du chantier révèle immédiatement les principales contraintes du projet : espace mécanique partagé, présence d’une autre unité de climatisation à proximité, équipements de ventilation sur le toit, membrane de toiture à protéger et nécessité de maintenir l’appareil au-dessus de la surface. Nous avons donc installé la Fujitsu sur un support métallique surélevé, avec des appuis sous l’unité afin d’assurer une installation stable et adaptée à cet environnement.
Une installation sur toit ne consiste jamais à simplement transporter le condenseur jusqu’en hauteur et à le déposer à l’endroit disponible. Nous devons considérer simultanément la circulation de l’air, la résistance de la toiture, les accès techniques, les vibrations, le drainage, les conditions hivernales, le parcours des conduites frigorifiques et l’espace nécessaire pour un futur entretien CVAC.
C’est ce qui rend ce projet particulièrement représentatif de notre travail dans le Grand Montréal : la même thermopompe murale peut demander une stratégie complètement différente selon le bâtiment dans lequel elle est installée.
Une Fujitsu AIRSTAGE Altair 700 simple zone au R-32
La gamme Fujitsu Altair 700 utilisée pour ce type d’installation appartient à la série H simple zone de Fujitsu. La documentation technique fournie couvre deux combinaisons :
- ASUH09KMAS + AOUH09KMAS1, avec une capacité nominale de climatisation de 9 000 BTU/h;
- ASUH12KMAS + AOUH12KMAS1, avec une capacité nominale de climatisation de 12 000 BTU/h.
La photographie du toit permet d’identifier la famille Fujitsu AIRSTAGE, mais elle ne nous permet pas de lire suffisamment clairement la plaque signalétique pour attribuer avec certitude la version 9 000 ou 12 000 BTU/h à cette installation précise. Nous conservons donc les deux configurations documentées plutôt que de présenter une capacité supposée comme une donnée de chantier. La fiche Fujitsu confirme également l’utilisation du réfrigérant R-32, la technologie Inverter et les principales valeurs de performance des deux modèles.
Pourquoi installer l’unité sur un support métallique au-dessus de la toiture?
L’un des détails les plus importants visibles sur la photo est le support.
L’unité extérieure n’est pas posée directement sur la membrane du toit. Elle repose sur une structure métallique qui la maintient à une certaine hauteur.
Cette décision répond à plusieurs besoins.
Protéger la toiture
Une unité extérieure exerce une charge permanente sur sa surface d’appui. Elle vibre également légèrement durant son fonctionnement.
Nous cherchons donc à éviter une installation improvisée qui concentrerait inutilement les efforts sur la membrane ou qui créerait un point de friction permanent contre celle-ci.
Sur une toiture existante, nous devons travailler avec ce qui est déjà présent et éviter d’endommager l’étanchéité du bâtiment.
Garder l’appareil au-dessus de l’eau et des accumulations
Une toiture plate doit évacuer l’eau de pluie et l’eau provenant de la fonte de la neige. L’unité extérieure ne doit pas devenir un obstacle placé directement dans une zone où l’eau peut circuler.
La surélévation contribue également à maintenir la base de l’appareil éloignée de la surface lorsque des accumulations hivernales se forment.
Faciliter le dégivrage en chauffage
Une thermopompe ne fait pas que climatiser. Lorsqu’elle fonctionne en chauffage par temps froid, l’échangeur extérieur peut accumuler du givre.
L’appareil effectue alors automatiquement un cycle de dégivrage. L’eau produite doit ensuite pouvoir s’écouler.
Laisser un espace sous la machine prend donc tout son sens sur une toiture québécoise.
Un toit mécanique déjà occupé : le véritable défi du projet
La photographie prise à Notre-Dame-de-l'Île-Perrot montre clairement que la Fujitsu n’est pas seule.
Une unité Carrier se trouve immédiatement à proximité. Plus loin, nous distinguons plusieurs éléments de ventilation et différents équipements installés sur la toiture.
Cela crée une contrainte qu’un propriétaire ne voit pas toujours avant l’arrivée de l’équipe : les équipements ne peuvent pas être positionnés indépendamment les uns des autres.
Nous devons tenir compte du comportement de chaque machine.
Une unité extérieure aspire de l’air à travers son échangeur et rejette ensuite un volume important d’air. Si plusieurs appareils sont installés trop près ou dans une mauvaise orientation, il devient possible de créer des interactions indésirables entre leurs flux d’air.
Nous cherchons donc à conserver :
- un espace suffisant autour de l’échangeur;
- une zone de rejet d’air dégagée;
- un accès aux panneaux techniques;
- une séparation raisonnable des équipements voisins;
- un trajet sécuritaire pour les techniciens;
- une implantation compatible avec les autres appareils sur le toit.
C’est une partie essentielle d’une installation CVAC sur toiture.
Une unité extérieure compacte qui aide lorsque l’espace est limité
Le format de l’Altair 700 constitue un avantage dans ce contexte.
Pour les deux configurations documentées, l’unité extérieure mesure approximativement :
- 799 mm de largeur, soit 31 7/16 po;
- 542 mm de hauteur, soit 21 5/16 po;
- 290 mm de profondeur, soit 11 7/16 po;
- 32 kg, soit environ 71 lb.
Ces dimensions figurent dans la fiche technique Fujitsu de la série.
Une profondeur de seulement 290 mm facilite évidemment l’intégration dans un environnement mécanique déjà chargé.
Cela ne signifie pas que nous pouvons diminuer arbitrairement les dégagements de fonctionnement. Le format compact nous donne simplement davantage de latitude pour trouver une position logique.
Une performance allant jusqu’à 30,0 SEER2
L’Altair 700 présente deux profils de rendement selon la capacité.
Pour la configuration 09KMAS1, Fujitsu indique :
- SEER2 : 30,0;
- HSPF2 région V : 9,9;
- EER2 : 16,4;
- COP2 : 4,64.
Pour la configuration 12KMAS1 :
- SEER2 : 27,5;
- HSPF2 région V : 8,5;
- EER2 : 13,5;
- COP2 : 4,32.
La documentation indique aussi des classements ENERGY STAR, incluant les désignations présentées pour le climat froid et ENERGY STAR Most Efficient.
Ces valeurs sont utiles lors de la comparaison de plusieurs thermopompes murales. Elles permettent de regarder au-delà du simple nombre de BTU et de mieux comprendre l’efficacité saisonnière d’un appareil.
La modulation Inverter : particulièrement utile en mi-saison
La technologie Inverter permet à l’appareil de modifier sa capacité selon la demande.
Le modèle 9 000 BTU/h peut moduler entre environ 3 100 et 12 100 BTU/h en climatisation et entre 2 800 et 14 500 BTU/h en chauffage.
Pour la version 12 000 BTU/h, la plage annoncée atteint 3 100 à 13 800 BTU/h en climatisation et 2 800 à 15 000 BTU/h en chauffage.
Cette modulation est importante dans le climat du Québec.
Durant une journée douce d’octobre ou d’avril, la résidence peut avoir besoin de relativement peu de chauffage. Une machine capable de réduire sa capacité peut alors maintenir la consigne avec davantage de continuité.
En été, le même principe permet de s’adapter aux périodes où la charge de climatisation demeure modérée.
Chauffage jusqu’à -15 °C selon la fiche Fujitsu
Pour l’Altair 700 décrite dans la documentation fournie, la plage officielle de fonctionnement en chauffage est de -15 °C à 24 °C.
En climatisation, Fujitsu annonce une plage de -10 °C à 50 °C.
Nous accordons beaucoup d’importance à cette information parce que les expressions commerciales comme « thermopompe climat froid » doivent toujours être accompagnées des données exactes du fabricant.
À Notre-Dame-de-l'Île-Perrot, les températures peuvent évidemment descendre sous -15 °C durant l’hiver. Le chauffage du bâtiment doit donc être planifié en tenant compte de la plage réelle de fonctionnement de la thermopompe et de la présence d’un système d’appoint approprié.
Ce qu’une installation de Fujitsu Altair 700 sur toit exige réellement de notre équipe AirGreen
Le transport jusqu’à la toiture fait partie du travail
Une thermopompe installée sur un toit ajoute une étape logistique importante.
Nous devons acheminer l’unité extérieure jusqu’à son emplacement sans endommager :
- le condenseur;
- ses ailettes;
- les raccordements;
- la toiture;
- les équipements déjà présents.
Une unité extérieure de cette série pèse environ 32 kg, ce qui reste relativement compact pour un appareil CVAC, mais son format ne permet évidemment pas de la manipuler comme une simple boîte.
Une fois sur le toit, le positionnement doit être réalisé avec précision afin que les pattes reposent correctement sur leur support.
Les vibrations sont encore plus importantes sur une toiture
Nous voyons sur la photo des appuis entre les pieds de l’appareil et la structure métallique.
Cette zone de contact mérite beaucoup d’attention.
Sur un toit, une vibration mal maîtrisée peut se transmettre directement à la structure du bâtiment. Un bruit relativement discret à l’extérieur peut alors devenir perceptible à l’intérieur sous forme de vibration ou de bourdonnement.
Nous cherchons donc à créer une installation :
- rigide;
- de niveau;
- correctement supportée;
- sans contact inutile entre l’appareil et la toiture;
- accessible pour les réglages et interventions futures.
L’échangeur extérieur doit rester respirant
La photo offre une vue particulièrement intéressante de l’arrière de l’unité Fujitsu.
Nous distinguons très bien le grand échangeur thermique protégé par sa grille.
Cette surface doit pouvoir recevoir un volume d’air suffisant. Elle joue un rôle essentiel autant en climatisation qu’en chauffage.
Une mauvaise implantation qui bloque l’échangeur avec un mur, un équipement voisin ou un obstacle peut pénaliser la performance de la machine.
C’est pourquoi la position d’une unité sur un toit se décide en trois dimensions : nous ne regardons pas seulement la surface disponible au sol.
Le bruit : un autre avantage de cette série
Fujitsu indique pour l’unité extérieure 09KMAS1 environ 44 dB(A) en climatisation et 47 dB(A) en chauffage.
Pour le modèle 12KMAS1, les valeurs annoncées sont de 48 dB(A) et 50 dB(A) respectivement.
L’unité intérieure peut quant à elle descendre jusqu’à 19 dB(A) en mode climatisation calme et 21 dB(A) en chauffage.
Ces performances acoustiques sont particulièrement appréciables dans les installations où l’unité extérieure se trouve sur la toiture directement au-dessus d’espaces occupés.
Cependant, une bonne valeur acoustique annoncée par le fabricant n’élimine pas l’importance de la pose. Une machine silencieuse installée sur un support instable peut transmettre davantage de vibrations qu’une machine correctement montée.
Des conduites frigorifiques 1/4 po et 3/8 po
Pour les deux configurations Altair 700 présentées dans la fiche Fujitsu, les raccordements frigorifiques utilisent :
- 1/4 po pour le liquide;
- 3/8 po pour le gaz.
La longueur minimale de tuyauterie indiquée est de 3 m, soit 10 pi, tandis que la longueur maximale atteint 20 m, soit 66 pi.
La différence verticale maximale autorisée est de 14,9 m, soit 49 pi.
Cette dernière caractéristique est particulièrement pertinente sur un chantier comme celui-ci.
Lorsque l’unité extérieure est installée sur le toit et que l’unité intérieure se trouve plus bas dans le bâtiment, la différence de hauteur entre les deux composantes devient une donnée centrale du projet.
Nous devons donc mesurer le parcours avant de commencer, et non après avoir choisi l’emplacement définitif de l’unité extérieure.
Une alimentation 208-230 V avec disjoncteur de 15 A
La fiche technique Fujitsu indique pour les deux modèles :
- 208 à 230 V;
- 60 Hz;
- alimentation monophasée;
- disjoncteur de 15 A.
La version 9 000 BTU/h présente un courant maximal de 6,4 A en climatisation et 9,4 A en chauffage. Pour la version 12 000 BTU/h, ces valeurs atteignent respectivement 6,9 A et 9,4 A.
Sur un projet de toiture, le raccordement électrique doit lui aussi être planifié avec soin. Il faut déterminer le trajet, la protection du circuit et l’emplacement des composantes nécessaires sans improviser une fois la machine déjà fixée.
Le R-32 et la mise en service : un travail qui ne se voit pas sur la photo
L’Altair 700 fonctionne avec le R-32.
La documentation Fujitsu présente un potentiel de réchauffement global de 675 pour le R-32, comparativement à 2 088 pour le R-410A, soit une réduction annoncée de 68 % du PRG.
Mais la partie la plus importante pour nous demeure la mise en service.
Une belle installation sur un support parfaitement aligné ne compense jamais :
- un raccord frigorifique inadéquat;
- une fuite;
- un mauvais tirage au vide;
- une conduite écrasée;
- une erreur électrique;
- une installation ne respectant pas les données techniques du fabricant.
Le travail visible sur la photo représente donc seulement une partie de l’installation réelle.
Wi-Fi intégré et contrôle AIRSTAGE
La série Altair 700 comprend également une connectivité Wi-Fi intégrée permettant la surveillance à distance par l’application mobile AIRSTAGE, selon la documentation Fujitsu.
Pour le propriétaire, cela facilite la gestion quotidienne du système.
Il devient notamment possible d’ajuster la température sans être physiquement devant la télécommande, ce qui est utile lorsque la thermopompe dessert un espace occupé selon des horaires variables.
La gamme prévoit aussi plusieurs options d’intégration et de commande, notamment des contrôleurs filaires et des interfaces pouvant prendre en charge certains protocoles comme BACnet et Modbus.
Trois erreurs que nous cherchons particulièrement à éviter sur une toiture
Placer deux condenseurs trop près l’un de l’autre
Sur le chantier photographié, la présence d’une unité Carrier à proximité montre pourquoi il faut analyser les flux d’air avant de choisir l’emplacement.
L’espace disponible ne doit jamais être le seul critère.
Déposer l’équipement directement sur la membrane
Une installation de toiture mérite un support adapté. La stabilité, l’eau, les vibrations et la protection de la surface doivent être considérées ensemble.
Oublier qu’un technicien devra revenir
Aujourd’hui, l’unité est neuve.
Dans plusieurs années, il faudra peut-être accéder à ses raccordements, nettoyer l’échangeur, vérifier un capteur ou remplacer une composante.
Une bonne installation CVAC laisse cette possibilité.
Une thermopompe murale peut très bien avoir son unité extérieure sur le toit
Certains propriétaires associent automatiquement une thermopompe murale à un condenseur fixé sur le mur extérieur d’une maison ou installé sur un support près du sol.
Ce chantier à Notre-Dame-de-l'Île-Perrot montre une autre possibilité.
Lorsque le bâtiment, la longueur des conduites et les exigences techniques le permettent, la toiture peut représenter un emplacement pertinent, particulièrement lorsque :
- l’espace au sol est limité;
- plusieurs logements ou équipements partagent le bâtiment;
- les façades doivent demeurer plus dégagées;
- la configuration mécanique existante favorise un regroupement sur le toit.
La clé n’est donc pas de choisir systématiquement le toit ou le sol. Il faut choisir l’emplacement qui fonctionne réellement pour le bâtiment.
Notre approche AirGreen à Notre-Dame-de-l'Île-Perrot et dans le Grand Montréal
Ce projet illustre un principe que nous appliquons dans nos installations à Notre-Dame-de-l'Île-Perrot, Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive-Nord et la Rive-Sud : nous adaptons l’installation à l’environnement réel plutôt que d’appliquer exactement la même méthode partout.
Dans cette réalisation, le défi principal n’était pas simplement de raccorder une Fujitsu Altair 700.
Il fallait intégrer une nouvelle unité extérieure dans une toiture où plusieurs équipements étaient déjà présents, préserver l’accès mécanique, positionner correctement l’échangeur, créer une base surélevée stable et planifier les conduites en fonction d’une installation située en hauteur.
La Fujitsu AIRSTAGE Altair 700 s’y prête particulièrement bien grâce à son format extérieur compact, sa technologie Inverter, son réfrigérant R-32, ses conduites de 1/4 po et 3/8 po, sa longueur maximale de tuyauterie annoncée de 66 pi et son rendement pouvant atteindre 30,0 SEER2 selon la configuration.
Le résultat est une installation qui paraît relativement simple une fois terminée, mais derrière laquelle se trouvent plusieurs décisions techniques essentielles. C’est précisément cette préparation qui transforme une thermopompe correctement choisie en une installation CVAC durable, accessible et cohérente avec le bâtiment.