9-3 - Compacité des bâtiments ou double peine

15/06/2019 -


Pour prendre contact Compacité, performance thermique et prix de construction


Une maison passive doit être compacte parce qu’à surface habitable identique, la surface globale de toutes les parois extérieures déperditives est alors plus petite. Dans ce cas, les déperditions spécifiques sont plus faibles et les dépenses énergétiques minimisées au quotidien. Contrairement à l'habitude, l'augmentation des performances thermiques ne provoque pas une augmentation des prix mais plutôt un baisse proportionnellement à la réduction des surfaces des parois d'échange. Ce raisonnement, qui paraît tout à fait logique, est-il pour autant vrai?

Alors que la question posée laisse planer un doute, l’article « Compacité des bâtiments et conséquences » rappelle pourtant, à juste titre, qu’un bâtiment échange d’autant plus d’énergie avec son environnement que sa surface extérieure est grande. Il paraît, dès lors nécessaire d’apporter les précisions indispensables pour lever l’incertitude ainsi créée.

Pour prendre contact Les constructions classiques


Dans les constructions classiques, la surface des parois n’est pas prise en compte dans la phase de conception parce que le confort sera assuré, quoi qu’il advienne, grâce au système de chauffage. La forme du bâtiment importe peu parce que la puissance du générateur de chaleur, pratiquement toujours déterminée sur des bases empiriques, sera surdimensionnée de manière à pallier sans risque à des températures extérieures largement plus basses que celles généralement atteintes dans le climat local avec les conséquences négatives que cela implique sur les performances thermiques globales.

Dans ces conditions, à surface habitable donnée, les déperditions et la consommation augmentent d’autant plus que la surface des parois est grande et que la température extérieure est basse.

Dans les constructions classiques, à surface habitable égale, une augmentation de la surface des parois
PROVOQUE
une augmentation des déperditions et une augmentation proportionnelle du prix de l’énergie de chauffage

Quels que soient la forme, la surface et le volume d'une construction classique ainsi que son climat, les murs peuvent être réalisés de manière toujours similaire. Leur prix ne dépend que de leur surface.

Le prix global des parois des maisons classiques
est proportionnel à leur surface

Pour prendre contact Les constructions passives


Dans les constructions passives, ce n’est pas la puissance du système de chauffage qui est évaluée, de manière très imprécise, pour assurer notre confort en toute circonstance, mais pour simplifier, l’épaisseur des isolants qui est calculée, avec précision, de manière à en faire tout autant sans ce système de chauffage énergivore, polluant et coûteux en fonctionnement comme en entretien. Plus précisément, dès la phase de conception, l’épaisseur des isolants doit être optimisée, notamment en fonction de la surface habitable et du climat d’insertion de la construction, de manière à ce que la puissance du système de chauffage soit inférieure à 10W/m2SHab le jour le plus froid de l'année ou que son besoin spécifique de chauffage soit inférieur à 15kWh/m2Shab/an. Que la surface des parois soit importante ou non, les déperditions sont plafonnées afin de ne jamais avoir besoin de recourir à un réseau de chauffage classique tel que précisé, entre autres, dans la définition des maisons passives.

Dans les constructions passives, à surface habitable égale, une augmentation de la surface des parois
NE PROVOQUE PAS
une augmentation des déperditions et une augmentation du prix de l’énergie de chauffage
c'est une conséquence du concept de « Maison passive »

Dès le départ, la forme et la compacité des maisons passives sont donc importantes. Pour schématiser, à performance thermique égale, plus un bâtiment sera découpé et plus les isolants devront être épais. Inversement, plus un bâtiment sera compact et plus les isolants seront fins. Les épaisseurs d'isolant augmentent d’autant plus que les surfaces déperditives extérieures sont importantes de manière à ne pas dépasser les limites de la puissance maximale de chauffage nécessaire le jour le plus froid de l'année ou celle du besoin spécifique annuel de chauffage. Autrement dit, plus les surfaces des parois sont importantes, plus les isolants doivent être épais. Les deux varient simultanément dans les mêmes proportions. Toutes autres choses étant égales par ailleurs, une augmentation de 10 % de la surface des parois, par exemple, implique une augmentation de 10 % des épaisseurs d’isolant pour rester passif. Le prix d’une construction peu compacte augmente, non seulement parce que la surface des parois augmente, mais aussi parce que le prix des parois augmente conjointement. L’augmentation globale des prix des parois n’est pas linéaire, uniquement proportionnelle à leur surface, mais en forme d’exponentielle parce qu'il augmente aussi avec l’épaisseur de leur isolation thermique.

Le prix global des parois des maisons passives
croît exponentiellement avec l’augmentation de leur surface

La double peine, mentionnée dans le titre de cet article, résulte du manque de compacité d’une construction passive. Elle consiste, d’une part, à payer l’augmentation de la surface des parois qui aurait pu être évitée et, d’autre part, à payer, en sus, le surcoût de l’amélioration de la qualité de la totalité des parois que l’augmentation de surface impose afin de continuer à respecter le concept des maisons passives. Ce surcoût global est, bien évidemment, très largement supérieur à celui qui résulte de l'augmentation de la puissance du système de chauffage d'une construction RE2020 peu compacte.

La conclusion est sans équivoque. Le raisonnement initial est vrai pour nos constructions énergivores habituelles, mais faux dans le cas des constructions passives pour lesquelles les défauts de compacité vont bien au-delà de la simple proportionnalité:

Les défauts de compacité explosent généralement les prix des maisons passives

L’analyse de la compacité ci-dessus, comme, entre autres, celle de la qualité comparée des matériaux isolants, indique que ce qui est vrai pour des constructions classiques ne l’est peut-être plus pour des constructions efficaces du niveau des constructions passives. De telles constatations doivent obligatoirement remettre en cause les acquis parce que l’erreur de raisonnement vient, en grande partie, du fait que l’approche de la plupart d’entre nous n’est pas basée sur des connaissances techniques récentes et réelles, mais uniquement sur le sentiment que l’on a de la réalité obérée par la mauvaise qualité thermique de nos constructions habituelles, notamment des plus anciennes.




En résumé :

La compacité des maisons passives optimisées :
  • n’améliore pas les performances thermiques
  • ne baisse pas le coût de fonctionnement du chauffage
  • réduit fortement le prix de construction des parois extérieures et notamment celui des façades

Thème 9 - Compacité, taille et forme des constructions