14-1 - Besoin ou puissance : quel critère de chauffage respecter?
20/04/2017 -
Les deux critères du besoin de chauffage
La création du concept des maisons passives à conduit à l'élaboration de 5 règles qui permettent de s'assurer qu'une construction est réellement passive. Parmi les différents critères, le plus important, et aussi le plus difficile à respecter, notamment sous nos climats les plus froids, est celui qui fixe les limites pour le chauffage.
Le concept consiste à améliorer les qualités thermiques et d'étanchéité à l'air d’une construction jusqu’à ce que leur niveau soit suffisant pour que le peu de chaleur, qui peut être amenée grâce au renouvellement de l'air insufflé par la ventilation double flux, puisse maintenir une situation de confort le jour le plus froid de l'année sans avoir besoin de recourir à un système de chauffage traditionnel. La puissance maximale du système de chauffage qui est alors de 10W/m2Shab , tel que précisé dans l'article "Les limites du chauffage par l'air", peut ainsi être uniquement distribuée par le réseau de la VMC double flux. Dans cette situation, les constructions passives, optimisées sur le plan économique, réalisées en Allemagne, ont un besoin de chaleur de 15kWheu/m2Shab/an. Par extension, toute construction dont le besoin de chauffage est limité à 15kWheu/m2Shab/an est considérée passive.
Pourquoi donc cette extension? Elle pourrait éventuellement conduire au fait qu'une maison serait considérée passive sans qu'elle respecte le critère de la puissance maximale de chauffage de 10W/m2Shab qui est pourtant la base du concept et donc avec le risque de ne pas pouvoir être seulement chauffée par l'air neuf !
Comment choisir le bon critère de chauffage
En hiver, un climat est principalement caractérisé par les températures moyennes extérieures et la durée de la période de chauffe. Plusieurs cas peuvent alors se présenter par comparaison au climat continental allemand :
- Lorsque le climat est plus froid et la saison de chauffe est plus longue qu'en Allemagne, la puissance de chauffage pourra la plupart du temps rester limitée à 10W/m2Shab grâce aux performances de la construction, mais la longueur de la saison de chauffe provoquera alors un dépassement du critère du besoin de chauffage
- Lorsque le climat est plus froid, mais que la saison de chauffe est plus courte, il est impossible de se prononcer par avance. Seuls les calculs thermiques PHPP permettront de trouver le premier des deux critères qui sera respecté. Dans le cas d'une optimisation de la construction, le niveau des prestations sera suffisant lorsque le niveau d'un des deux critères sera atteint. Il pourra être poussé jusqu'au moment ou le deuxième critère le sera également. Dans ce cas, le niveau du premier critère sera inférieur à la limite du label et le prix de construction sera supérieur à ce qu'il aurait été en se contentant du niveau optimisé.
- Lorsque le climat est moins froid, mais que la saison de chauffe est plus longue, le problème est identique. Il faudra également choisir, par le calcul thermique, entre le respect du critère souhaité qui n'est pas forcément l'optimum, et celui des deux qui sera le plus vite atteint et correspondra donc à une construction optimisée sur le plan économique.
- Lorsque le climat est moins froid et que la saison de chauffe est plus courte, il est très facile de constater, par les calculs PHPP, que le critère du besoin de chauffage est respecté bien plus facilement et plus rapidement que celui de la puissance de chauffage. C'est d'autant plus vrai que le climat est plus chaud et la saison de chauffe plus courte. Dans ce cas, une maison sera considérée passive parce que le critère du besoin de chauffage pourra être deux à trois fois inférieur à sa limite maximale alors qu'il ne sera pas possible de chauffer uniquement par l'air! Il faudra donc un système de chauffage complémentaire!
Les conséquences du choix du critère optimum
Dans une maison passive optimisée dans les régions chaudes du sud de la France, quand le niveau des prestations thermiques est seulement limité par le respect du critère du besoin de chauffage, il sera nécessaire de chauffer avec plus de puissance que dans le nord où il fait pourtant bien plus froid et où la période de chauffe est bien plus longue parce qu'il sera indispensable d'y respecter le critère de puissance. Le label Passivhaus optimisé s'autorégule dans le bon sens, sans qu'il soit nécessaire d'inventer de quelconques coefficients, à l'opposé de la RE2020 qui limite, de manière aberrante, les besoins d'énergie dans le sud alors que le chauffage y pollue peu et ne coûte pas très cher et l'augmente, facticement, dans le nord ou il pollue bien plus et peut finir par coûter bien trop cher. Le label Passivhaus augmente de fait, naturellement, sans règle particulière liée à la localisation d'une construction, la puissance de chauffage des constructions optimisées la où c'est possible, dans les régions plus chaudes du sud plutôt que dans les régions plus froides du nord, car même s'il faut y chauffer plus fort une maison passive, la période de chauffe est tellement plus courte qu'au final, la consommation d'énergie, la facture et la pollution seront quand même bien plus faibles.
Étendre la reconnaissance d'une maison passive à la limitation du besoin de chauffage et pas uniquement à la limite de sa puissance, c'est reconnaître implicitement les spécificités des différents climats sans autre artifice.
Améliorer les performances d'une maison passive pour respecter à tout prix le critère de puissance le jour le plus froid de l'année dans le sud de la France est aberrant sur le plan économique, car la puissance nécessaire serait le plus souvent inférieure au niveau maximum autorisé. En respectant ce critère plutôt que celui du besoin de chauffage d'une maison optimisée, la puissance maximale de 10W/m2SHab ne serait en effet utile que quelques jours par an et encore pas tous les ans. L'investissement considérable à mettre en œuvre pour passer du respect du critère du besoin à celui de la puissance serait impossible à rentabiliser, et ce, quelles que soient les techniques utilisées.
Entre respect du besoin ou de la puissance de chauffage d'une maison passive économiquement optimisée, il n'y a pas de choix à faire, la nature imposera sa loi.
En règle générale, afin d'optimiser économiquement un projet de maison passive, et donc de réduire au maximum son prix de construction en fonction de la technique de construction choisie, sous réserve de confirmation par le calcul thermique PHPP bien sûr :
- dans les climats froids, seul le critère de puissance de chauffage devra être respecté
- dans les climats chauds, seul le critère du besoin de chauffage devra être respecté
Le choix du critère de chauffage est guidé par la nature, le climat local,
la température moyenne en hiver et la durée de la période de chauffe
Le bon critère permet de limiter le prix de construction
Thème 14 - Le chauffage et le rafraîchissement