1-2 - L'avenir en construction

23/04/2016 -


Pour prendre contact Du besoin de survivre au confort futile


Les premiers habitats de l’homme ont été exclusivement créés par la nature. Ces lieux de vie sommaires étaient avant tout destinés à tenter de le protéger des multiples agressions dont il pouvait être victime, notamment de celles provoquées par les prédateurs, ses propres congénères ou, tout simplement, par le climat. Ces besoins fondamentaux étaient toujours les mêmes quand il a réussi à inventer et autoconstruire son propre habitat. Au fil du temps, ces fonctions primaires ont fortement évolué. Les risques dus aux prédateurs ont totalement disparu. Ceux provoqués par ses semblables ont été très largement réduits. La protection contre les aléas du climat est par contre devenue prépondérante, au point même d’en devenir pratiquement la seule raison vitale.

Au cours de son évolution, l’homme a appris à choisir ses emplacements et à construire avec son contexte local, régional tout au plus. Il a adapté son habitat à ses besoins, sa vie au quotidien, son activité, à ses matériels et matériaux, son microclimat, à sa nature et à sa propre évolution, le tout avec la seule énergie locale dont il disposait. D’un habitat monolocal, il est passé à un habitat multi-locaux dans lequel chaque pièce a une fonction de plus en plus précise. La cheminée lui a permis de contenir le feu, de préparer les repas dans la cuisine et de chauffer succinctement les pièces de vie. Le recours à l'énergie a accéléré l’histoire. Les évolutions sociales et sociétales l’ont conduit à évoluer vers toujours plus de confort. L’eau courante a fait son apparition. Les toilettes à domicile et l’eau chaude à tous les robinets se sont développées. L’électricité, le chauffage, le téléphone et la ventilation se sont répandus dans toutes les pièces. Les réseaux de communication récents ont suivi. La climatisation emprunte malheureusement le même chemin.

Conséquence de l’évolution, le confort est un besoin naturel des hommes. Chercher à l’obtenir systématiquement est un objectif normal et permanent pour tout être humain. Il en va parfois de sa survie. Cet état de fait n’est pas un problème. Le confort est tout autant l’autosatisfaction de chacun que l’intérêt de tous pour son impact sur la santé publique. Le confort participe à l’amélioration de la santé de chacun au bénéfice financier de tous. Les conséquences de la recherche perpétuelle du meilleur confort sont ailleurs. Elles résultent surtout des méthodes pour l’obtenir et du niveau de qualité recherché. Le seul confort indispensable, celui qui est vital parce qu'il découle de la nature même de l’homme, c'est le confort thermique. Une fois obtenu, sa survie est assurée. Survivre n'est toutefois pas vivre. Le seul confort thermique ne peut donc pas être l'unique objectif. Obtenir un confort sans limite, sans prendre en compte son propre impact sur la nature, ne devrait pas non plus en être un. C'est pourtant la réalité au quotidien. Au-delà du confort normal, on en arrive en effet trop souvent au confort futile obtenu par tous les moyens, y compris et surtout les plus polluants sans bien entendu prendre en compte les conséquences sur les autres et sur le climat.

Pour prendre contact Du confort à la pollution, il n'y a qu'un pas


Entre plusieurs options l’homme choisit toujours sa propre autosatisfaction et la facilité. Il sera difficile de le changer, c’est dans sa nature. L’amélioration du confort thermique dans l’habitation, surtout en France, n’a pas échappé à cette règle. Il a systématiquement été obtenu en choisissant la facilité, toujours plus d’énergie au détriment de toujours plus de bon sens en adéquation à la nature. Il a pratiquement toujours été obtenu grâce à l’utilisation des sources d’énergie les plus facilement disponibles, d’abord le bois puis, à l’extrême, le tout électrique. L’usage de l’énergie au prix le plus bas, avec des technologies les plus simples et les moins chères est devenu la règle que pratiquement personne n’a remis en cause jusqu’à la prise de conscience des conséquences climatiques désastreuses qu’elle provoque. Toutes les sources d'énergie sont polluantes, mais excepté le bois, elles sont malheureusement le plus souvent non renouvelables et non réparties. Les technologies les plus courantes sont aussi les plus énergivores. Les conséquences sont sans appel. Le confort facile provoque la destruction inutile de ressources limitées issues de la nature et participe au réchauffement climatique. Ces évolutions ont conduit à la «Réglementation Environnementale RE2020» qui rappelle que "En 2018 ce secteur représente près de 43 % des consommations énergétiques nationales, ce qui en fait le plus gros consommateur d’énergie en France parmi tous les secteurs économiques, et près de 19 % des émissions de gaz à effet de serre, pour la seule phase d’utilisation des bâtiments»

Confort et pollution constituent actuellement un cercle vicieux qu’il convient de casser d’autant plus que l’évolution des pays émergents ne fera qu’aggraver fortement la situation. L’homme ne peut revenir en arrière. Pour lui, le confort n’est même plus seulement un besoin vital, mais un droit inscrit dans sa propre loi. Bien qu’il arrive malheureusement encore que certains ne puissent en profiter, personne ne peut imaginer pouvoir longtemps vivre sans lui. Pour limiter drastiquement la pollution qu’il provoque, il faut donc mettre en œuvre des solutions qui permettent de l’assurer pour chacun, tout en limitant au maximum le recours à des sources d’énergie polluantes, même renouvelables, dont l’impact est aggravé par l’usage de technologies obsolètes bien trop gloutonnes. Ces solutions existent, mais elles exigent un effort conséquent, car elles ne vont pas dans le sens naturel de la facilité et des habitudes et peuvent même provoquer des difficultés de compréhension de leur fonctionnement hors norme.

Pour prendre contact La pollution n'est pas une fatalité


Un raisonnement simple, essentiellement basé sur le bon sens et la logique, permet de trouver les solutions les moins polluantes, celle dont l’impact est le plus faible pour le climat, la nature et les hommes, celles qu’il est impératif de mettre en œuvre dans nos habitations pour les intégrer sans préjudice à leur contexte, les adapter au mieux à leur nature tout en instaurant un niveau de confort vital jamais atteint.

Pour prendre contact L'énergie en dernier recours


Dans l’habitat, se protéger du climat implique de se protéger du soleil, de la pluie, du vent, de la chaleur et du froid. La protection du soleil, de la pluie et du vent sont tous garantis par toute forme sérieuse d’habitat, même les habitats naturels ou précaires. Le problème est donc essentiellement de se protéger du froid en hiver et de la chaleur en été.

Pendant ces périodes, il est intéressant de déterminer le comportement de l’homme, à l’extérieur, loin de toute habitation, pour se protéger, pour assurer sa survie face au climat avec le minimum d’énergie et de faire un parallèle avec les possibilités d’intervention dans son habitation.

Dans l’ordre, pour survivre, l’homme adopte d’abord un habillement adéquat pour rester libre de ses mouvements, pour pouvoir échapper à ces prédateurs. Si ce n’est pas suffisant, il se met à l’abri pour limiter les désagréments tout en conservant ses possibilités de déplacement. Ensuite et seulement ensuite, soit il fait du feu pour se réchauffer en hiver, soit il trouve une solution pour se rafraîchir en été avec pour conséquence, dans les deux cas, l’obligation de rester près de sa source de bien être. Globalement, il n’utilise donc l’énergie qu’en dernier recours parce qu’il n’est alors plus libre de ces mouvements.

Un parallèle avec l’habitat conduit à convertir le manteau en isolation, l’abri hivernal en construction protégée de l’air froid, l’abri estival en pare-soleil, le feu en chauffage et le rafraîchissement en ventilation nocturne ou en climatisation. L’homme peut retrouver dans son habitation l’équivalent des solutions qu’il a adoptées dans la nature ou, plutôt, que la nature lui a imposées, celles qui sont en adéquation avec elle, celles qui ne nécessitent pas d’énergie, sauf, en dernier recours, lorsqu’aucune autre solution ne peut satisfaire.

Pour prendre contact Vers une solution de ventilation double flux


Les pires conditions pour l’homme sont celles qu’on trouve en hiver dans notre climat, lorsqu’il fait très froid. Dans l’habitat, la solution, la plus simple et la moins onéreuse pour assurer le confort de l’homme en cette période critique, celle qui vient immédiatement et naturellement à l’esprit, bien qu’imparfaite mais sans source d’énergie extérieure, c’est celle qui consiste simplement à se protéger de l’air froid, à s’enfermer, à fermer toutes les ouvertures vers cet extérieur inadéquat, parfois même impropre à sa survie prolongée. Quand le niveau de confort qui peut ainsi être atteint n’est pas suffisant, après avoir réalisé la meilleure étanchéité à l’air possible, et uniquement dans ce cas, il devient nécessaire de recourir a des solutions plus efficaces, mais, tant que possible, sans avoir recours à l’énergie.

Dans un bâtiment fermé, les odeurs et l’humidité se développent. L’aération de chaque pièce est donc inévitable. L’ouverture temporaire de baies est la solution qui vient immédiatement à l’esprit. C’est la solution de facilité. Une telle ventilation est forcément incomplète par nature et, même limitée dans le temps, elle est en totale contradiction avec la recherche du meilleur confort possible. Il faut donc trouver le moyen de faire pénétrer de l’air neuf dans la construction en évitant l’introduction de la fraîcheur en hiver et de la chaleur en été. À première vue, il s’agit d’une mission impossible ou tout au moins d’une mission qui n’est pas facile.

Ventiler implique de faire pénétrer de l’air neuf dans la construction. Faire rentrer de l’air neuf implique de faire sortir, en quantité équivalente, de l’air certes vicié, mais à la bonne température, chaud en hiver et plus frais que l’air extérieur en été. Si la chaleur ou la fraîcheur de l’air extrait pouvaient être transmises à l’air neuf, une partie du confort pourrait être assurée avec un minimum de recours à l’énergie de chauffage.

Sans source d’énergie extérieure, il n’existe malheureusement pas de solution permettant la réalisation d’un échange de chaleur sans mélange des airs entrants et sortants. Il faut donc un minimum d’énergie pour faire circuler ces deux courants d’air, pour que l’air vicié et l’air neuf se croisent en échangeant leur énergie sans qu’ils ne se mélangent, pour résoudre le problème d’hygiène simultanément à celui de l’augmentation du confort.

Cette description qui découle d’une logique simple mais implacable, vous l’avez peut-être reconnue. Contrôler la ventilation en récupérant l’énergie de l’air extrait n’est autre que celle de la ventilation mécanique contrôlée à double flux avec échangeur de chaleur.

Le seul contrôle global de la ventilation d’une construction fermée et étanche, qui permet de se mettre à l’abri de l’air neuf trop froid ou trop chaud, avec pour corollaire la forte limitation des pertes d’énergie due au renouvellement de l’air, est toutefois largement insuffisant pour assurer le confort moderne même si le bâtiment est très performant.

Pour prendre contact La facilité en réponse à la complexité


Comme pour l’homme qui, seul à l’extérieur, s’habille pour se protéger du climat, les parois extérieures de la construction doivent également, outre leurs fonctions structurelles premières, jouer un rôle similaire. À la différence de l’homme, il est physiquement, techniquement et économiquement impossible que cet habillement soit adaptable à la saison. Il doit donc être étudié pour satisfaire à la fois aux conditions, relativement stables et froides, de l’hiver qu’à celles, très variables, des jours et nuits de l’été. Le problème est alors très complexe un peu comme si l’homme n’avait qu’un seul vêtement à utiliser en toute saison, tout au long des années. Cette complexité réelle a probablement incité l’homme à la facilité en utilisant l’énergie sans limite pour conserver son confort en permanence. Il existe pourtant des solutions pour sortir du cercle vicieux conduisant du confort à la pollution, mais l’augmentation du montant initial des investissements et la relative nouveauté de certains concepts sont d’autres facteurs qui incitent encore au choix de la facilité.

Pour prendre contact Quelques solutions simples mais efficaces


L’isolation thermique est la capacité d’une paroi à limiter la quantité de chaleur qui la traverse à chaque instant. La qualité de l’isolation dépend du matériau et de son épaisseur. L’isolation par l’extérieur participe au confort d’hiver et d’été en limitant considérablement les échanges par les parois et en augmentant l’inertie globale du bâtiment.

Les ponts thermiques sont des liaisons entre matériaux non isolés en contact direct et permanent avec l’extérieur. La liaison entre un plancher et le mur porteur extérieur, sans isolant, constitue un exemple flagrant. En hiver, le plancher absorbe la chaleur sur toutes ses surfaces intérieures et la rejette par son pourtour en refroidissant d’autant plus la construction qu’il fait froid au-dehors. En été, c’est le pourtour du plancher qui absorbe la chaleur et la relâche à l’intérieur en chauffant d’autant plus l’intérieur qu’il fait chaud dehors. L’isolation par l’extérieur qui protège entre autres la bordure du plancher évite ce type d’incidences intérieures inopportunes en totale opposition à l’objectif recherché. Elle participe tout autant au confort d’hiver que d’été en supprimant quasiment tous les ponts thermiques.

Les murs porteurs, isolés par l’extérieur et donc visibles de l’intérieur augmentent l’inertie en absorbant les écarts de température qu’ils contribuent à stabiliser. La forte isolation extérieure limite les chocs thermiques de ces mêmes parois en évitant de leur transmettre l’énergie directe du soleil.

L’inertie par absorption du bâtiment est sa capacité à stabiliser sa température intérieure. Elle est d’autant plus efficace que les parois de la construction sont massives, conductrices et peuvent stocker de la chaleur. Elle est particulièrement importante en été quand la température diurne est très largement supérieure à la température nocturne. La chaleur est absorbée, le jour, par les murs pour être évacuée, la nuit, lorsqu’une ventilation efficace peut être établie. L’isolation par l’extérieur participe au confort d’été sans climatisation en laissant les murs de façade au contact de l’ambiance intérieure.

L’inertie par transmission d’une paroi est sa capacité à ralentir la vitesse de transfert de la chaleur d’une face à l’autre lorsque l’une d’elles est soumise à une variation de température importante. C’est notamment le cas en été lorsqu’une façade est soumise à un ensoleillement direct. Une partie de la chaleur captée par la face extérieure n’est transmise à l’intérieur que plusieurs heures plus tard, pendant la nuit, quand elle peut être évacuée par une ventilation efficace. Ce décalage temporel est appelé le déphasage. Une partie de la chaleur peut même repartir d'où elle est venue, vers l'extérieur. Cette caractéristique dépend des matériaux soumis au rayonnement solaire direct. L’isolation par l’extérieur participe au confort d’été sans climatisation en permettant la concrétisation de ce principe.

Pour prendre contact Une évolution naturelle vers la maison passive


L’ensemble de ces caractéristiques doit être défini dès le départ de manière à assurer le confort toute l’année avec des systèmes de chauffage et de climatisation limités au strict minimum. La seule énergie fournie, pratiquement en continu, doit être celle nécessaire à la ventilation forcée. Exceptionnellement, lorsque la température extérieure sera, pendant plusieurs jours consécutifs, en dessous de la normale, le système de chauffage, simpliste, pourra être utilisé.

Au contrôle global de la ventilation dans un bâtiment étanché, s’est ajoutée la nécessité de concevoir dès le départ une construction dotée d’une forte isolation par l’extérieur sans pont thermique et un chauffage sommaire au fonctionnement ponctuel. Comme pour la VMC double flux, cette description logique, vous l’avez peut-être également reconnue. Il s’agit là du concept de maison passive, le seul qui permette la réduction maximale et globale des besoins énergétiques en fonctionnement et donc de la pollution à long terme.

Basée sur le bon sens et la logique, la démarche complète consistant à limiter encore plus, voire même supprimer, la pollution liée aux besoins énergétiques d’un bâtiment peut être résumée par les étapes suivantes :
  • Se protéger du climat conduit à fermer l’habitation en hiver et en été;
  • Fermer l’habitation provoque la production d’humidité et d’odeurs;
  • La production d’air vicié oblige à ventiler toutes les pièces;
  • La ventilation forcée impose une forte réduction des pertes d’énergie dues au renouvellement de l’air;
  • La réduction des pertes d’énergie dues à la ventilation implique l’utilisation d’un récupérateur d’énergie et l’étanchéité du bâtiment;
  • La récupération de l’énergie est réalisée grâce à un échangeur air neuf / air vicié;
  • L’utilisation d’un échangeur impose la réalisation d’un réseau de canalisations de soufflage vers toutes les pièces;
  • La réalisation de ce réseau de canalisation peut permettre un chauffage simple par l’air;
  • Le chauffage par l’air impose de très faibles besoins en énergie;
  • Les faibles besoins en énergie sont obtenus grâce à une forte isolation sans pont thermique;
  • L’absence de pont thermique implique une forte isolation par l’extérieur;
  • La forte isolation extérieure limite les pertes d’énergie, augmente tant l’inertie par transmission que par absorption du bâtiment.

Cette suite logique d’action, prévue avant même la conception, est celle qui constitue le concept de construction passive créé pour minimiser les besoins en énergie nécessaires à l’obtention d’une situation permanente de confort maximum.

Elle peut être poursuivie ainsi :
  • L’augmentation des inerties par transmission et par absorption permet de limiter les risques de surchauffe ponctuelle lorsque les apports énergétiques sont variables;
  • Les apports énergétiques variables proviennent essentiellement et gratuitement du soleil;
  • Optimiser les apports solaires gratuits implique d’orienter la façade principale vers le soleil, le sud dans l’hémisphère nord.
  • L’orientation sud permet l’installation de grands vitrages pour réchauffer la construction en hiver
  • L’installation de grands vitrages implique la réalisation de pare-soleil pour éviter les surchauffes en été.

Ce concept de construction bioclimatique optimise les apports énergétiques gratuits du contexte naturel local dès la phase de conception.

Pour prendre contact Du passif au positif, pour supprimer totalement la pollution


L’orientation sud sans ombrage permet également l’installation de capteurs thermiques et photovoltaïques. Les capteurs thermiques doivent être capables de satisfaire, au moins en partie, aux besoins énergétiques nécessaires au chauffage de l’eau sanitaire. Les panneaux photovoltaïques en toiture doivent être capables, suivant leur taille et leur niveau de performance, de fournir l’énergie nécessaire à la circulation forcée de l’air pour la ventilation, la circulation de l’eau chaude sanitaire, le très faible chauffage ponctuel et éventuellement les besoins spécifiques tels la réfrigération des denrées alimentaires, la machine à laver le linge ou d’autres besoins, plus individuels, professionnels ou moins fondamentaux. Au bilan l’énergie produite peut être égale ou supérieure à l’énergie nécessaire au fonctionnement du bâtiment.

Ce concept d’énergie positive résulte de la production locale et répartie d’énergie thermique ou électrique non polluante. C’est le seul qui permette l’autoproduction d’une quantité suffisante d’énergie permettant de se passer de sources polluantes extérieures au contexte local à la seule condition que l’usage normal du bâtiment n’en nécessite pas plus qu’il ne soit possible d’en produire ou d’en stocker.

Pour prendre contact Les maisons du monde de demain seront bioclimatiques, passives et à énergie positive


Minimiser les besoins en énergie et récupérer celle qui peut l'être en concevant et construisant passif, optimiser les apports énergétiques gratuits en concevant bioclimatique, produire au moins autant d’énergie que nécessaire en suivant le concept d’énergie positive, ou mieux encore, regrouper tous ces concepts conduit à la réalisation de constructions bioclimatiques passives à énergie positive totalement intégrées à leur contexte, au microclimat qu’elles utilisent sans incidence préjudiciable sur les autres, tous les autres, tous ceux qui font partie de la nature.

L’homme a été adapté par et pour la nature. Il doit lui-même adapter ses actions à elle, l’adopter s’il ne veut pas la modifier de manière irréversible, au risque de ne plus être adapté à elle. Ce n’est pas tellement chaque individu qui compte, mais leur multiplicité. Le pouvoir des grands nombres est infaillible. Dix milliards d’êtres humains influenceront la nature en 2050. La nature aura besoin de l’aide de chacun d'eux pour l’avenir de tous, car leur nombre est leur force. C'est même déjà le cas. Cet avenir dépend en partie de l’impact des constructions qu’ils projettent. Les bâtiments bioclimatiques passifs à énergie positive sont l’avenir en construction parce que ce sont les seuls à être parfaitement adaptés à leur nature, les seuls à l’adopter dès la phase de conception et lors de leur usage quotidien sans limite de temps.




Thème 1 - Les fondements