VMC Box : mesurer le rendement réel de sa VMC double flux avec un Arduino
Cela fait douze ans que j'ai une VMC double flux Aldes Dee Fly Cube dans ma maison. Douze ans pendant lesquels elle tourne en silence, sans que je dispose du moindre indicateur de performance. Elle fonctionne, certes, mais fonctionne-t-elle bien ?
La question est devenue concrète lors des fortes chaleurs de cet été. Une VMC double flux renouvelle l'air de la maison et en conditionne la qualité, mais elle récupère aussi la chaleur de l'air sortant pour préchauffer l'air entrant, ce qui est excellent en hiver et catastrophique en pleine canicule. C'est le rôle du bypass : court-circuiter l'échangeur pour faire entrer l'air extérieur sans le réchauffer. Encore faut-il vérifier qu'il s'ouvre réellement.
Je me suis donc lancé dans le développement d'un boîtier Arduino équipé de quatre sondes de température, destiné à mesurer les quatre flux d'air de la VMC. De ces quatre valeurs, on déduit le rendement de l'échangeur, l'état du bypass et l'effet réel de la ventilation sur la maison.
Le matériel
Le montage est volontairement minimaliste :
- 1 Arduino UNO R4 WiFi, un microcontrôleur avec WiFi intégré ;
- 4 sondes de température DS18B20, des capteurs numériques étanches à sonde inox, précis à ±0,5 °C et communiquant sur un bus 1-Wire[1].
Si vous n'avez jamais touché à la plateforme, un kit de démarrage Arduino reste le meilleur point d'entrée avant de vous lancer dans ce montage.
Ces sondes disposent d'un câble suffisamment long pour être installées au milieu du flux d'air, dans chacune des quatre gaines de la VMC. C'est un point important : une sonde plaquée contre la paroi d'une gaine mesure la température de la gaine, pas celle de l'air.
Les sondes sont connectés : sur le 5v, Ground et chacune sur une entrée numérique de l'Arduino.
| Sonde | Flux mesuré |
|---|---|
| Air neuf | air extérieur entrant, avant l'échangeur |
| Soufflage | air insufflé dans les pièces, après l'échangeur |
| Reprise | air vicié repris dans les pièces |
| Rejet | air évacué dehors, après l'échangeur |
Pour simplifier l'installation sans passer par un circuit dédié, j'ai utilisé des borniers PCB qui permettent de brancher les sondes directement sur l'Arduino, de manière solide et démontable.
Enfin, pour protéger l'ensemble de la poussière, j'ai opté pour un petit boîtier en aluminium pour Arduino R4. Il est certes relativement cher pour ce qu'il est, mais il fait très bien le travail et me permet d'observer le panneau de LED m'indiquant l'état du boitier grâce à sa coque transparente.
Le logiciel
Je me suis appuyé à 100 % sur Claude Code pour produire le logiciel Arduino, écrit en quelques minutes. Le repository GitHub du projet est public si vous souhaitez le reprendre.
À partir des quatre températures, le logiciel calcule le rendement de l'échangeur de deux façons indépendantes.
Côté soufflage, il s'agit du rendement thermique « classique » :
η = (T_soufflage - T_air_neuf) / (T_reprise - T_air_neuf) × 100
Il répond à la question : quelle proportion de la chaleur disponible l'air entrant a-t-il récupérée ?
Côté reprise :
η = (T_reprise - T_rejet) / (T_reprise - T_air_neuf) × 100
Sur une VMC équilibrée, ces deux valeurs sont quasi identiques, c'est simplement de la conservation de l'énergie. L'écart entre les deux devient alors un excellent indicateur de santé : un déséquilibre des débits, un échangeur encrassé ou la dérive d'une sonde se traduisent par une divergence.
Le logiciel en déduit deux informations supplémentaires :
- L'état du bypass (free-cooling estival) : quand l'échangeur est court-circuité, l'air soufflé n'est plus tempéré et le rendement s'effondre. On détecte ainsi l'ouverture du bypass sans capteur dédié.
- L'effet sur la maison : en comparant l'air soufflé à l'air intérieur, on sait si la ventilation réchauffe, rafraîchit, ou reste neutre. Une information complémentaire de celle que remonte mon thermostat Google Nest, qui pilote le chauffage sans rien savoir du renouvellement d'air.
La connectivité
Les DS18B20 mettent plusieurs centaines de millisecondes à convertir une température. Plutôt que de figer l'appareil à chaque mesure, le logiciel lance les conversions en tâche de fond, via une machine à états, et met les résultats en cache. Le service web répond ainsi instantanément, sans jamais bloquer.
L'Arduino se connecte au WiFi en DHCP, s'annonce sous un nom d'hôte lisible, et se reconnecte tout seul si le réseau tombe.
Une simple requête GET /temp renvoie un objet JSON contenant les quatre températures, les deux rendements et les indicateurs d'état :
{
"outdoor_intake_C": 5.0,
"supply_to_rooms_C": 18.2,
"indoor_extract_C": 20.5,
"exhaust_outside_C": 7.3,
"supply_efficiency_percent": 85.2,
"extract_efficiency_percent": 85.2,
"bypass_open": false,
"house_effect": "cooling"
}
La matrice de 96 LED intégrée à la carte sert d'indicateur physique : une barre se remplit proportionnellement au rendement, pour un coup d'œil sans écran ni téléphone.
L'appareil étant censé tourner des mois sans surveillance, un watchdog matériel le redémarre automatiquement en cas de blocage, et le code est conçu pour démarrer sans ordinateur connecté. C'est un détail que l'on oublie souvent sur Arduino, où le port série peut bloquer le démarrage.
L'exploitation des données
Le service JSON s'intègre naturellement dans une chaîne domotique. Chez moi, un Node-RED hébergé sur un NAS Synology dans ma baie de brassage interroge périodiquement l'Arduino et alimente un tableau de bord : schéma de l'échangeur avec températures en direct, jauges de rendement et historique des courbes sur 24 heures.
On y voit littéralement l'échangeur travailler. Et une baisse lente du rendement sur plusieurs jours trahit un filtre à nettoyer, bien avant que l'on ne s'en rende compte au débit.
L'interface graphique repose sur Node-RED Dashboard UI, un plugin qui permet de construire un portail web sans connaissance en développement informatique, directement depuis Node-RED. Le composant de gauche a été construit avec un nœud UI Template personnalisé ; le code est disponible sur mon repository GitHub.
Les limites du projet
Ce projet réalisé en une soirée possède deux réserves, pour être complet.
D'abord, l'état du bypass n'est pas mesuré : il est déduit de l'effondrement du rendement. Un échangeur très encrassé ou un déséquilibre de débits peuvent produire la même signature. L'indicateur est utile, mais il ne remplace pas un retour d'état de la machine.
Ensuite, mesurer un rendement en température suppose des débits équilibrés. Si le soufflage et l'extraction ne délivrent pas le même volume d'air, les deux calculs divergent, et c'est précisément ce que l'écart entre les deux permet de repérer.
En conclusion
Il s'agit de la première étape du projet : mesurer les valeurs des températeurs des flux d'air échangés.
La cible serait idéalement de contrôler la VMC directement au travers de son bus de commande propriétaire Aldes iBUS, sur lequel des passionnés passent des soirées à tenter de comprendre les commandes disponibles, avec l'objectif de l'exposer en MQTT. Si le sujet vous intéresse, un thread de discussion dédié est ouvert sur le forum HACF.
En attendant, quatre sondes à quelques euros auront suffi à transformer une boîte muette en équipement instrumenté. C'est souvent tout ce qu'il manque.
Des questions ? N'hésitez pas à utiliser les commentaires ci-dessous ou à passer sur le serveur Discord Geeek.
Le bus 1-Wire permet de chaîner plusieurs capteurs sur une seule broche de données, chaque DS18B20 disposant d'un identifiant unique gravé en usine. ↩︎
