16-2 - Effet de seuil thermique en maison passive

Le sommaire des infos et concepts des maisons passives
Les calculs économiques de bâtiments passifs démontrent que le montant prévisionnel des travaux est quasiment impossible à déterminer sur la base de simples ratios même en disposant de prix au m2 de bâtiments à l’architecture similaire, de taille proche et de performance thermique quasiment identique tel que précisé dans l’article « Estimations des prix de construction ». Les erreurs peuvent se mesurer en dizaines de milliers d’euros quand le kilowatt heure économisé implique un changement de paradigme, notamment un changement de matériau, d’équipement ou, pire, de mode de construction.

Rappel des critères des maisons passives

Une construction n’est considérée passive que lorsque les 5 critères, repris de l’article « Les critères du concept Maison passive » et récapitulés ci-après, sont respectés.

Les infos et concepts Maison Passive

Le critère essentiel

Parmi ces critères, déterminés par le calcul avec le logiciel PHPP, le besoin de chauffage doit être au maximum de 15kWh/m2SHab par an. Certains projets peuvent se situer à seulement quelques kilowatts heures de plus. Parfois même, le besoin de chauffage est à seulement 1kWh du graal : la possibilité de certification « Maison Passive ».

Le composant qui change tout

Lorsque la compacité est optimisée, l’orientation est plein sud, les menuiseries et la ventilation sont labellisées, lorsque l’augmentation des épaisseurs d’isolant de sol et de toits n’ont plus aucune incidence, que les vitrages ne peuvent pas être techniquement agrandis et sont déjà prévus avec une pose efficace, le kWh à économiser ne peut pratiquent être gagné que sur… les façades. Dans ce cas le problème de la taille et de forme du projet se pose avec acuité. Plus le bâtiment est petit et plus la quantité de façade par unité de surface de plancher ou de surface habitable est importante. L’article « Taille des bâtiments et conséquences » explique cette conséquence inévitable de la géométrie. Malgré une meilleure compacité, les constructions avec un étage aggravent ce problème, tel que précisé dans l’article « Forme des bâtiments et conséquences ».

Le prix du passif

Le prix du kWh à économiser peut devenir exorbitant parce qu’il touche alors un des composants dont la surface est très importante. Quelques dizaines d’euros en plus sur les façades se soldent toujours par des milliers, voir même des dizaines de milliers d’euros en plus sur le prix de construction.

Une maison de 100m2 de surface de plancher répartie sur deux niveaux présente une surface de façade d’environ 160m2. Les différences de prix des façades peuvent atteindre et même dépasser les 120€TTC/m2 en fonction des matériaux utilisables. La variation de prix des façades peut atteindre la somme de 20k€TTC dans ce cas. Pour une maison de 180m2, le calcul donne un surcoût minimal d’environ 25k€TTC.

L’effet de seuil thermique d’un composant

Les exemples ci-dessus montrent que le prix du kilowatt heure économisé pour atteindre le niveau réellement passif est alors tellement élevé qu’il ne pourra être amorti que sur du très long terme. La durée d’amortissement sera d’autant plus grande que l’écart du besoin calculé est faible par rapport à la valeur du critère. Dans le pire des cas, lorsqu’il n’est que de 1kWh/m2, la durée d’amortissement peut atteindre près de… 200 ans avec un taux d’évolution annuel du prix de l’énergie de 5 % et sans compter la possibilité de placement de la somme économisée. Atteindre le niveau du critère passif ne présente alors aucun intérêt et ceux d’autant plus que le surcoût peut alors parfois dépasser les possibilités financières du maître d’ouvrage.

Lorsqu’il existe une valeur de seuil d’un composant de construction quel qu’il soit, par exemple une limite de résistance thermique infranchissable physiquement ou techniquement qui ne permet pas d’atteindre le niveau du critère du besoin maximum du concept passif, un changement de mode constructif peut être nécessaire avec un surcoût très important.

Le respect des critères du concept passif ne doit pas être un objectif systématique
si les objectifs financiers ne peuvent pas être atteints
lorsqu’il existe un effet thermique de seuil sur un des composants d’un projet

Un niveau presque passif doit tout de même être justifié par le calcul PHPP. Le respect obligatoire de la RT2012 ne peut en aucun cas attester de ce niveau de prestation thermique.

Les effets de seuil de la taille et de la forme

Lors de la conception, c’est la volumétrie de la construction, son architecture, qui va imposer la qualité thermique des façades déterminée par le calcul PHPP avec des variantes très importantes d’un projet à l’autre ou d’une région à l’autre. On peut alors changer de paradigme et considérer que ce n’est pas un matériau qui provoque un effet de seuil thermique mais plutôt la taille et la forme cumulées qui provoquent cet effet en permettant ou en interdisant le choix de certains matériaux.

Si le concepteur n’a pas spécifiquement le choix de la surface minimale d’un projet qui résulte du programme des travaux défini par le maître d’ouvrage, auquel il peut toutefois contribuer, il a, par contre, généralement celui d’orienter la volumétrie et l’architecture, donc la forme du futur bâtiment. L’augmentation ou la diminution de la proportion des surfaces des façades est une conséquence de ses choix. Lorsque la forme est la cause d’une augmentation du prix, il peut inciter à la réalisation d’une construction compacte en rez-de-chaussée plutôt qu’en étage. Si la taille en est la cause, il peut améliorer la compacité mais il aussi et surtout vérifier, contrairement à toute attente et à la logique habituelle, si une augmentation des surfaces ne peut pas permettre de baisser le prix de construction lorsqu’elle permet de baisser la proportion des façades et de retenir un mode de construction bien moins onéreux.

Cette dernière remarque entérine le fait que les calculs thermiques sont indispensables à toute décision, que déterminer un prix au m2 n’a fréquemment aucune valeur réelle et enfin, et, dernière remarque mais non des moindre, qu’il existe, dans le cas d’un effet de seuil thermique, une surface minimale en dessous de laquelle les prix de construction augmentent. Cette limite ne peut être déterminée que par des optimisations thermiques et économiques simultanées au cas par cas, projet par projet, région par région, en fonction de choix des matériaux disponibles.

Les effets de seuil thermique sur les matériaux
provoquent des effets de seuil économiques sur la taille et la forme des constructions

Le prix d’une maison passive peut baisser
quand la surface augmente et qu’il existe un effet de seuil

En d’autres termes, dans le cas de l’existence d’un seuil thermique d’un matériau, il existe, une forme et une taille optimales qui présentent un prix global minimal. Pour une forme donnée, Il existe une surface optimisée en deçà et au-delà de laquelle les prix de la structure d’une construction augmentent. L’objectif du concepteur pourra être de déterminer ces caractéristiques par une optimisation thermico-économique très complexe, à condition, bien sûr, qu’il sache qu’elle existe…

Le passif à tout prix
ne doit pas être une option à n’importe quel prix


En résumé :

  • La forme et la taille d’une construction peuvent provoquer un effet de seuil thermique
  • Le franchissement d’un seul thermique peut provoquer une augmentation prohibitive du prix de construction
  • L’existence d’un effet de seuil thermique peut être une limite financière au respect du critère du besoin de chauffage
  • Le passif à tout prix ne doit pas être un option systématique


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