9-2 - Compacité des bâtiments et urbanisme (V2017)

Le sommaire des infos et concepts des maisons passives
À climat extérieur et caractéristiques techniques identiques, il est évident qu'il sera plus difficile de chauffer un grand logement qu’un petit en hiver, et qu'il sera plus difficile de le rafraîchir en été. Il nécessitera une plus grande puissance de chauffage ou de climatisation pour atteindre rapidement la température de confort désirée et, une fois celle-ci atteinte, il nécessitera plus d’énergie pour la conserver.

Peut-être faites-vous partie de ceux qui viennent de lire les premières phrases de cet article et qui ont cru ce qui est écrit, car l'explication parait parfaitement logique. Pourtant, il s'agit d'une vérité qui n'en est pas une. La raison est simple. Pour qu'une affirmation soit vraie, il faut qu'elle le soit en toute circonstance et dans ce cas précis, c'est très loin d'être le cas.

Si le volume à chauffer peut expliquer en grande partie le niveau de puissance nécessaire pour atteindre rapidement la température souhaitée, ce n’est pas le cas de l’énergie utile à la stabilisation de la température de confort indispensable à notre vie au quotidien. Cette dernière résulte essentiellement de la nécessité de compenser les déperditions de chaleur par toutes les surfaces d'échange avec l'extérieur. Quand un logement est de grande surface, on imagine aussitôt que ses parois extérieures sont nécessairement plus grandes. C'est tout simplement faux. L'augmentation de taille d'une construction n'implique pas systématiquement une augmentation de ses surfaces déperditives si sa compacité est simultanément améliorée. Le besoin de chauffage peut être tout autant augmenté du fait de la forme que de l'augmentation de la taille, parfois même bien plus. Autrement dit, une petite construction très découpée peut avoir des surfaces d'échanges plus grandes que celles d'une autre dont la surface habitable est plus grande, mais dont l'architecture est plus compacte. Pire encore, la situation du logement est un facteur déterminant, parfois même le plus important. À situation géographique identique, et donc climat identique, c’est son emplacement en termes d’urbanisme, sa situation dans son espace de proximité immédiate, qui a le plus d’influence. Les parois qui donnent vers un autre logement, par exemple, ne provoquent pas de déperditions et diminuent donc fortement le facteur de compacité Sp/SHab décrit, entre autre, dans l’article « Compacité des bâtiments et conséquences ». De plus, les défauts de compacité qui résultent de la forme et de l’implantation de la construction se cumulent. Architecture et urbanisme peuvent concourir simultanément au gaspillage énergétique ou, inversement, à des économies d'énergie conséquentes.

La comparaison d’une maison individuelle et d’un logement au centre d’un immeuble collectif en est l’exemple le plus flagrant. Alors que la maison individuelle perd de l’énergie vers l’extérieur par le sol, les murs et le toit, l’appartement, lui, peut être entouré de logements chauffés sur tous ses côtés, y compris en dessus et en dessous, à l’exception de sa façade principale. Cette dernière étant le seul lieu des déperditions, le facteur de compacité SP/SHab est réduit au strict minimum. Un appartement peut, à surface égale avec la maison, du seul fait de sa situation, limiter ses déperditions jusqu'à 10 % de celle de la maison individuelle dont les façades sont très découpées. Ce cas extrême mais très courant, pouvant diviser le besoin d’énergie par un facteur 10, démontre que les pertes énergétiques, les besoins et les puissances de chauffage dépendent moins de la taille des logements que de la conception d’ensemble et des choix d’urbanisme. Tous les logements d’une construction ne peuvent pas atteindre ce niveau de compacité puisqu’ils ne sont pas tous dans ce cas de figure. L'amélioration du facteur de compacité global qui prend en compte la forme et la situation du logement, c'est à dire l’architecture et l’urbanisme, peut tout de même, dans le cas d’un immeuble, atteindre un facteur supérieur à 3,3.

Outre leur intérêt social et économique, les maisons de ville constituent un autre exemple d'amélioration des performances thermiques dû à l'architecture et à l'urbanisme. Alors qu’une construction individuelle relativement compacte, sur plan rectangulaire, perd de l’énergie par ces 6 faces comprenant le sol, les 4 murs et le toit, une maison mitoyenne, elle, n’en perd que par quatre faces puisque 2 façades sont accolées aux voisins qui chauffent. Le facteur de compacité est fortement réduit. Si elle est construite avec un étage, elle divise de plus par 2 l’énergie perdue par le sol et le toit sans en perdre autant du fait de l'augmentation des surfaces des 2 façades visibles. À surface habitable et techniques de construction identiques, les besoins de chaleur résultant des déperditions par les façades d'une maison de ville avec un étage peuvent être divisés par un facteur supérieur à 2 par rapport à une maison individuelle en rez-de-chaussée.

Le fait d’autoriser la construction infinie de maisons individuelles à perte de vue est un choix d’urbanisme qui, bien que généralement en adéquation à l'expression des besoins ou des envies de nombre d'entre nous, nie les conséquences en termes de consommation énergétique des bâtiments, de déplacements quotidiens, de pollution et de minéralisation des terres agricoles pourtant indispensables à notre nourriture.

Un autre facteur important en termes d’urbanisme est la nécessité de prendre en compte les apports solaires. Un plan d’aménagement correct doit permettre l’implantation des constructions face au sud afin d’augmenter les apports solaires directs sans risque de surchauffe estivale. Ces apports peuvent soit compenser en partie les défauts liés à la taille et à la compacité, soit simplement améliorer les performances thermiques globales. Les plans d'aménagement ne prennent, malheureusement, pas systématiquement en compte ce qui devrait être une obligation de moyen, si ce n’est une obligation de résultat.

Dans le cas de constructions passives, parce que le besoin spécifique maximal de chaleur fixé par le concept est toujours identique, l’expérience prouve que les conséquences de l’application de règles d’urbanisme inadaptées, ou de plans de masse mal conçus, provoquent des différences colossales de prix de construction qui peuvent se chiffrer en dizaines de milliers d’euros.

Les avantages en termes de besoin de chauffage peuvent se cumuler :
  • L’effet de taille varie d’un facteur 4 avec des surfaces qui vont le plus souvent de 40 à plus de 150m2 par logement ;
  • La compacité peut varier jusqu’à un facteur de 3,3 voir même parfois encore plus ;
  • L’orientation des constructions peut faire varier les apports solaires du simple au double et améliorer les besoins de chauffage ou provoquer des risques de surchauffe

Ces deux dernières remarques confirment que les pertes énergétiques, les besoins et les puissances de chauffage peuvent être plus facilement et efficacement réduits grâce à une urbanisation adaptée et une conception d’ensemble bioclimatique que par tout autre moyen. Leur mise en œuvre systématique dans les constructions très hautes performances thermiques notamment les maisons passives, concourt de plus à une baisse du prix de construction contrairement à toutes les options techniques de substitution qu’il serait indispensable de mettre en œuvre pour atteindre la même performance.

La compacité des bâtiments et l'urbanisme
peuvent fortement baisser le prix de construction

Il est à noter que ces constatations pour le chauffage en hiver ont évidemment les mêmes conséquences sur le confort estival. Pendant cette période, la chaleur extérieure pénétrera d’autant plus facilement dans un bâtiment que sa surface d’échange sera plus importante parce qu’il est plus grand, plus découpé ou mal orienté avec des ombrages ingérables.


En résumé :

  • Les besoins globaux des bâtiments ne sont pas proportionnels à leur taille.
  • L’énergie nécessaire au maintien du confort dans un bâtiment est d’autant plus faible que le bâtiment est compact et bien orienté.
  • La conception bioclimatique est le facteur qui détermine, à moindre coût, les économies d’énergies maximales réalisables dès les phases de mise en place des règles d’urbanisme.


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