5-1 - Recette pour concevoir un bâtiment passif (V2018)

Le sommaire des concepts des maisons passives

Évolution des maisons classiques vers 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 ont imposé les systèmes de chauffage et de climatisation comme seuls et uniques composants capables de satisfaire ce besoin vital de confort permanent.

Les constructions actuelles n'échappent généralement pas à la règle. Même dans les concepts français les plus récents, même nettement moins énergivores, elles ne peuvent pas fonctionner sans une source d’énergie classique importante. Tant pis pour la pollution, dont on feint encore parfois de ne pas avoir conscience, car notre confort est primordial. Tant pis pour le climat et les générations futures. 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. C'est lui qui, tôt ou tard, mais de manière irrémédiable, va changer la donne. Le coût des énergies n'a en effet jamais cessé de croître depuis le début du siècle. Les chocs pétroliers en sont les preuves les plus connues. Les énergies fossiles classiques s’épuisent. L’énergie nucléaire a montré dans le passé, 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.

Tôt ou tard, l'évolution du prix de l'énergie fera évoluer nos bâtiments. Construire ou rénover passif deviendra la règle, car, mieux que toutes autres, 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 longue durée de vie.

Une maison 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 de production de chauffage ou de rafraîchissement. L’ambiance climatique qui l’entoure et les sources d’énergie internes sont les seules énergies renouvelables dont elle peut bénéficier. L’obtention d’un tel résultat est essentiellement liée 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, un résultat au moins équivalent est déterminé grâce au calcul des épaisseurs d’isolant associées aux performances des fenêtres, ainsi qu'à celles d'une VMC double flux et, éventuellement, d'un puits climatique.


Le système de chauffage est alors minimal, rudimentaire et peu onéreux. Les qualités de conception et de réalisation de la construction priment sur celles des systèmes énergétiques dispendieux et peu durables des constructions classiques. L'intérêt économique à long terme est à l'avantage des propriétaires ou des occupants et non à celui de fabricants des systèmes de chauffage et des producteurs d'énergie.

Les critères des maisons passives


Les critères pour satisfaire au concept Passivhaus sont les suivants :

Les critères des maisons passives


Une recette pour construire passif voire même positif


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 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 solaires gratuits sans risque de surchauffe et limiter les déperditions de chaleur 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 thermiques de votre bâtiment en l'isolant par l’extérieur pour supprimer 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 vérifiez la qualité de réalisation grâce au test obligatoire d’étanchéité à l’air,
  • Dotez-le d’une VMC double flux (Ventilation Mécanique Contrôlée) avec récupérateur de chaleur pour renouveler l'air intérieur en permanence avec un débit important et 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.
  • Parce que le besoin d'eau chaude dépasse alors très largement le besoin de chauffage, dotez votre projet d'un CESI (Chauffe Eau Solaire Individuel) avec ses capteurs thermiques
  • Enfin, parce qu'un minimum d'énergie est toujours nécessaire, dotez-le de capteurs photovoltaïques afin d'en produire au moins suffisamment pour compenser l'énergie fatale, celle qu'il est impossible de ne pas consommer et celle qu'il est impossible de ne pas perdre.

À force d'améliorer les performances thermiques de chaque composant de la construction, vous allez, sans prendre en compte les systèmes de production d'énergie, atteindre un niveau de performance tel que le besoin de chauffage devenu très faible pourra être fourni 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 et votre maison sera passive. La puissance de chauffage nécessaire au jour le plus froid de l’hiver sera ramenée à environ 10 W/m2SHab. Le besoin de chauffage sera inférieur à 15kWh/m2SHab/an, 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 des frais de remplacement des matériels high-tech des systèmes de chauffage et de climatisation actuels, 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, très économe et dotée d’un système de chauffage rustique efficace, sans entretien et remplaçable à peu de frais. Les montants cumulés des mensualités des remboursements des prêts 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 où 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.

Un exemple des difficultés pour construire passif


L’exemple ci-après des déperditions par un seul pont thermique de plancher explique le niveau des difficultés à résoudre.

Imaginez un logement classique, conforme à la RT2012, 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 représente environ 0,28W/mK, ce qui paraît somme toute très peu. La puissance nécessaire pour compenser ce point thermique est de 40m*0,28W/mK soit 11,2W 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 59000 degrés heure base 20°C. Cette valeur représente le cumul moyen annuel, contrôlé sur 30 ans, du nombre d’heures pendant lesquelles la température moyenne extérieure est inférieure à 20°C multiplié par le différentiel horaire de température entre l’intérieur et l’extérieur pendant la seule période de chauffe. Ce nombre représente, en quelque sorte, le nombre cumulé de degrés de température à compenser annuellement heure par heure.

L’énergie nécessaire pour compenser les pertes par ce seul pont thermique est de 11,2W/K*59000Kh/an soit environ 660kWh/an pour la totalité du logement et environ 6,6kWh/m2SHab/an. La seule consommation inutile d’un pont thermique de plancher d’une construction RT2012 peut donc représenter près de la moitié des 15kWh/m2SHab du besoin maximum d’un logement passif permettant le chauffage exclusivement par l’air.

Le même logement dans les régions françaises les plus froides imposerait de compenser nettement plus de déperditions. Dans cette situation, le besoin de chauffage dépasserait fréquemment 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, sans en être assuré ,réaliser une construction passive.

Dans les réglementations précédentes, ce même type de pont thermique pouvait dépasser 0,60W/mK. Le calcul précédent conduisait alors à la conclusion que même située Toulouse, en climat relativement chaud, ce seul pont thermique perdait autant de chaleur qu'une maison passive de même surface pour la totalité de ses besoins!

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.

Qualité de conception et de construction sont indispensables aux maisons passives


La qualité de conception nécessaire à un bâtiment passif implique des calculs thermiques systématiques afin de vérifier, entre autres, soit que la puissance de chauffage nécessaire est d’environ 10W/m2SHab soit que le besoin maximal de chaleur est inférieur ou égal à 15kWh/m2SHab. Des connaissances thermiques minimales sont indispensables. Le concepteur doit être en mesure de les réaliser lui-même avec le seul logiciel PHPP. Si ce n’est pas le cas, il doit pouvoir 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. Le concepteur doit attester de sa compétence, de sa formation et avoir de préférence déjà réalisé une construction labellisée de ce type.

Si une construction réellement passive implique une qualité de conception généralement impossible à corriger sur le chantier, elle exige également une qualité de réalisation à la mesure des performances exigées. Les entreprises doivent, de préférence, avoir suivi une formation sur l'étanchéité à l'air et, dans tous les cas, être sensibilité à la nécessité de travailler en étroite collaboration avec les autres intervenants pour atteindre le niveau de performances requis en maison passive.

La labellisation est le gage d'une vraie maison passive


Il n'existe pas de secret pour construire passif sans risque de se tromper. Contrairement à ce que prétendent de nombreux sites, ll n'existe pas de plan passe-partout qui garantisse le résultat. Il n'existe pas de recommandations applicables partout, en tous lieux et pour tout projet sans risque de surcoût inutile. Chacun est un cas particulier. Il existe par contre une méthode et une garantie pour savoir si une construction est passive ou non. La méthode consiste à effectuer les calculs thermiques PHPP. La garantie consiste à faire labelliser la construction.
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La labellisation maison passive est le seul moyen de s’assurer de la conformité de la construction au label Passivhaus, grâce au contrôle de la conception, des calculs thermiques, de la réalisation et de l’étanchéité réelle à l’air par l’association "La maison passive". Son obtention est l'unique preuve possible de la qualité réelle de la conception et de la construction.

Sans labellisation, assurez-vous que le concepteur ou le constructeur est en mesure de vous fournir :
  • les calculs thermiques,
  • la liste des matériaux avec leurs performances certifiées par un organisme indépendant comme le CSTB par exemple,
  • la liste des matériels avec leurs certificats Passivhaus quand ils existent,

Un test d’étanchéité à l’air aux normes Passivhaus doit être réalisé en fin de chantier par un opérateur d'infiltrométrie indépendant. Le résultat doit attester du respect du critère des maisons passives. Un projet bien conçu et bien construit peut donner un résultat trois fois inférieur au maximum autorisé par le label lui-même.

Sans ces éléments, vous risquez d'avoir à faire à un intervenant 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 adhérents. La «Base de données des constructions labellisées du Passivhaus institut» vous fournit la liste des bâtiments certifiés.

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


En résumé :

  • Une maison passive ne peut pas exister sans conception adaptée
  • Les calculs thermiques sont indissociables du concept de maison passive
  • Sans une qualité de construction rigoureuse, il n'est pas possible de réaliser une maison passive
  • La qualité de construction est en partie attestée par le test d'étanchéité à l'air réalisé à la fin des travaux
  • Seule la labellisation peut garantir qu'une maison est réellement passive

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