5-1 - Recette pour concevoir un bâtiment passif

Le sommaire des infos et concepts des maisons passives
Tout bâtiment parvient, relativement facilement, à protéger ses occupants de la pluie, du soleil ou du vent. Cette protection n’est généralement pas suffisante pour que le confort soit effectif puisqu’il faut atteindre certaines conditions de température, d’humidité et de stabilité de l’ambiance intérieure pour que ce soit le cas. Dans la très grande majorité des constructions, la quasi-totalité même, les solutions de facilité, les conditions commerciales et économiques, les mauvaises habitudes liées à la méconnaissance des concepts thermiques imposent les systèmes de chauffage et de climatisation comme seuls et uniques éléments capables de satisfaire ce besoin vital de confort permanent.

Les constructions actuelles ne peuvent pas fonctionner sans source d’énergie classique. Tant pis pour la pollution, dont on feint encore parfois de ne pas avoir conscience, car notre confort est primordial. Cette mentalité effective depuis la nuit des temps est en train de changer car, plus important que le confort et la pollution réunis, l’aspect financier prime sur tout autre. Le coût des énergies n'a cessé de croître de manière spectaculaire depuis le début du siècle. Les énergies fossiles classiques s’épuisent. L’énergie nucléaire a encore montré à Tchernobyl et Fukushima les conséquences de l’avidité financière au détriment de la nature et des hommes. Nous ne sommes qu'au début de cette évolution inévitable.

Une solution existe pourtant. Les constructions passives permettent de rester en situation constante de confort avec très peu de besoins énergétiques et donc très peu de pollution tout au long de leur durée de vie.

Une construction passive idéale est un bâtiment qui satisfait, tant en hiver qu’en été, aux besoins de confort de ces occupants sans recours à un quelconque système technique de production active d’énergie. L’ambiance climatique qui l’entoure et les sources d’énergie internes ou fatales sont les seules énergies renouvelables dont elle peut bénéficier. L’obtention d’un tel résultat est essentiellement lié au climat local et à la conception du bâtiment. Si l’homme peut agir sur la conception, il ne fait que subir le climat et le concept idéal ne peut donc être facilement atteint que lorsque le climat est relativement stable et assez proche des situations de confort que nous apprécions tous. Ce cas de figure étant particulièrement rare, le concept pur ne peut généralement pas s’appliquer.

Ce concept idéal de construction passive n’est pas très éloigné de la définition du standard “Maison passive” qui résulte de l’application simple de lois de la physique et découle de l’expérience Allemande, pays, précurseur en ce domaine, dans lequel ce type de bâtiment est le plus courant. Contrairement au concept idéal, ce standard présente l’avantage de s’affranchir en grande partie de la nécessité d’un climat spécifique pour sa mise en œuvre.

Pour simplifier, le moyen le plus simple pour créer une ambiance confortable est de s’éloigner ou de se protéger de celles qui ne le sont pas, soit parce qu’elles sont trop froides en hiver soit parce qu’elles sont trop chaudes en été. Comme il est impossible de s’éloigner de ses multiples sources d’inconfort, le mieux est de s’en protéger. Pour s’en protéger, il faut s’isoler. Pour s’isoler, rien ne vaut l’utilisation d’isolants thermiques.

Dans une construction classique, le confort est assuré grâce au calcul des puissances de chauffage et de climatisation surdimensionnés pour être fonctionnels les jours les plus défavorables. Dans une maison passive, le confort est, au contraire, déterminé grâce au calcul des épaisseurs d’isolant et des performances des menuiseries associés à une VMC double flux et éventuellement un puits climatique pour en arriver au même résultat. Le système de chauffage est alors minimal, rudimentaire et peu onéreux.

Dans une maison passive les qualités de conception et de réalisation de la construction priment sur celles des systèmes énergétiques dispendieux des constructions classiques.

Les critères pour satisfaire au concept Passivhaus sont les suivants :

Les infos et concepts Maison Passive


La recette pour construire passif au meilleur coût consiste à trouver le meilleur compromis efficacité-budget :

  • Assurez-vous que la forme de votre construction est assez compacte, tout au moins sans découpage inutile,
  • Vérifiez que votre façade principale est orientée au sud,
  • Augmentez le nombre et les surfaces des fenêtres orientées au sud sans supprimer totalement les autres pour optimiser les apports thermiques gratuits sans risque de surchauffe et limiter les pertes tout en conservant la possibilité de réaliser une ventilation nocturne traversante,
  • Protégez les fenêtres trop exposées au soleil par des pare-soleil naturels ou construits, fixes, réglables ou amovibles,
  • Améliorez les performances de votre bâtiment l'isolant par l’extérieur pour supprimer systématiquement tous les ponts thermiques tout en conservant l'inertie thermique maximale à l'intérieur,
  • Assurez l’étanchéité à l’air du bâtiment pour éviter que l’air chaud ne s’échappe en hiver ou ne pénètre en été grâce à la conception et au test obligatoire d’étanchéité à l’air,
  • Dotez-le d’une Ventilation Mécanique Contrôlée double flux avec récupérateur de chaleur pour renouveler en permanence son air avec peu de pertes d’énergie ,
  • Installez un puits provençal hydraulique post VMC pour supprimer tout risque de surchauffe estivale
  • Vérifiez en permanence, par le calcul thermique, l’incidence de vos options.

À force d’amélioration, vous allez atteindre un niveau de performance tel que les besoins de chauffage devenus très faibles pourront être fournis par le simple réchauffement de l’air neuf amené par les canalisations de la VMC double flux. À ce stade, vous n’aurez plus besoin d’un réseau de chauffage classique. La puissance de chauffage nécessaire au jour le plus froid de l’hiver sera ramenée à environ 10 Watt/m2SHab. La consommation sera d’environ 15kWh/m2SHab/an en climat continental européen soit 4 à 5 fois moins qu’une construction neuve actuelle et de 10 à 25 fois moins qu’une construction ancienne.

Calculez l’économie d’énergie couplée à celles des frais d’entretien et de remplacement des matériels high-tech des systèmes de chauffage et de climatisation actuel, cumulez le tout sur plusieurs dizaines d’années et vous comprendrez vite que le bon choix n’est pas l’achat d’une mauvaise construction dotée d’un super-système de chauffage à entretenir et remplacer régulièrement mais celui d’une construction plus chère mais très économe et dotée d’un système de chauffage rustique mais efficace, sans entretien et remplaçable à peu de frais. Les montants cumulés des mensualités des remboursements des crédits et des frais énergétiques sont souvent équivalents à ceux d’une construction moins chère mais énergivore.

Mais attention! Une maison passive ne s’improvise pas. Comme en cuisine ou vous n’allez par forcément réussir le plat parce que vous en avez la recette, dans le domaine de la construction, même si vous appliquez les solutions précédentes, vous n’obtiendrez pas forcément un bâtiment passif. L’exemple des déperditions par les seuls ponts thermiques explique le niveau des difficultés à résoudre.

Imaginez un logement classique situé en étage. Comme la plupart des bâtiments français, il est isolé par l’intérieur. Sur plan carré, chaque côté mesure environ 10m. Le périmètre fait donc 40m. Un pont thermique de plancher sur une telle construction même conforme à la RT2012 représente environ 0,6W/mK ce qui paraît somme toute très peu. La puissance nécessaire pour compenser ce point thermique est de 40m*0,6W/mK soit 24W pour un degré d’écart de température avec l’extérieur.

Si vous voulez conserver une température de 20°C à l’intérieur, vous allez devoir compenser les pertes de chaleur par ce pont thermique. Vous devrez chauffer chaque fois que la température extérieure sera inférieure à la température intérieure et ceci de manière proportionnelle à leur écart. Dans la région Toulousaine, qui n’est pas très froide en hiver, vous allez devoir compenser 56000 degrés heure base 20°C qui représentent le cumul moyen annuel, contrôlé sur 30 ans, du nombre d’heures ou la température moyenne extérieure est inférieure à 20°C multipliée par le différentiel de température pendant la seule période de chauffe. Ce nombre représente, en quelque sorte, le nombre cumulé de degrés de température à compenser annuellement.

L’énergie nécessaire pour compenser les pertes par ce seul pont thermique est de 24W/K*56000Kh/an soit 1344kWh/an pour la totalité du logement et 13,44kWh/m2SHab/an. La seule consommation inutile d’un pont thermique de plancher d’une construction RT2012 peut approcher le maximum de 15kWh/m2SHab du besoin maximum d’un logement passif permettant le chauffage exclusivement par l’air.

Le même logement à Paris, imposerait de compenser nettement plus de déperditions. Dans cette situation, la consommation dépasserait pratiquement systématiquement la limite de 15kWh/m2SHab/an au-delà de laquelle la construction n’est plus passive et nécessiterait l’installation d’un système de chauffage classique. Il faudrait augmenter, parfois à grands frais, les performances d'autres composants de la construction pour pouvoir éventuellement réaliser une construction passive.

Cet exemple démontre la rigueur nécessaire pour supprimer tous les ponts thermiques et donc celle, encore plus importante, nécessaire pour construire passif. Cette difficulté explique peut être, au moins en partie, la quasi-absence de ce type de construction en France où les qualités de conception et de construction ne sont pas toujours suffisantes.

La conception d’un bâtiment passif implique des calculs thermiques systématiques afin de vérifier, entre autre, soit que la puissance de chauffage nécessaire est d’environ 10W/m2SHab soit que la consommation maximale est inférieure ou égale à 15kWh/m2SHab. Des connaissances thermiques minimales sont indispensables. Le concepteur doit être en mesure de les réaliser lui-même avec le seul logiciel PHPP2007. Si ce n’est pas le cas, il doit les faire réaliser, avec ce même logiciel, par un bureau d’études thermiques expérimenté avec lequel ll soit rester en étroite relation pour déterminer systématiquement l'impact global de chaque choix est des conséquences croisées qui en découlent.

La construction réellement passive implique une qualité de conception rarement corrigeable sur le chantier, et une qualité de réalisation à la mesure des performances exigées :
  • Le concepteur doit attester de sa compétence et avoir de préférence déjà réalisé de constructions labellisées de ce type.
  • L’obtention du label Passivhaus qui, seul, permet de s’assurer de la conformité de la construction par un contrôle de la conception, des calculs thermiques, de la réalisation et de l’étanchéité réelle à l’air par ou sous le contrôle de l’association « La maison passive » ou directement par le « Passivhaus institut » doit être sollicitée systématiquement. Son obtention est le prix de la sécurité et la garantie de la qualité réelle.

Sans labellisation, assurez vous que le concepteur ou le constructeur est en mesure de vous fournir :
  • les calculs, dès votre demande et non deux jours plus tard après les avoir fait réaliser en urgence,
  • la liste des matériaux avec leurs performances certifiées par un organisme indépendant type CSTB,
  • la liste des matériels avec leurs certificats Passivhaus
  • et qu’il prévoit par contrat de faire exécuter, par un tiers indépendant, un test d’étanchéité à l’air aux normes Passivhaus

Sans ces éléments, vous risquez d'avoir à à faire à un intervenant sans scrupule qui essai de vous faire prendre des vessies pour des lanternes ou plutôt une maison quelconque pour une maison passive.

Si vous obtenez toutes les informations sollicitées faites les si possible contrôler par un tiers compétent en mesure de vous confirmer la réalité du concept passif.

L’association «La maison passive» vous fournit les coordonnées de ces partenaires.

La «Base de donnée des constructions labellisées du Passivhaus institut» vous fournit la liste des bâtiments certifiés.

Jean-Michel Pupille - Architecte D.P.L.G.

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