9-4 - Compacité des bâtiments et prix de construction (V2017)

Le sommaire des concepts des maisons passives

Les bases du raisonnement


L'influence de la compacité sur le prix de construction, notamment quand il s'agit d'une maison passive aux parois plus isolées donc plus chères qu'une maison seulement RT2012, semble pouvoir être très importante. Les articles « Compacité des bâtiments et conséquences » et « Compacité des bâtiments ou double peine » définissent la notion de compacité pour le premier et l'intérêt financier théorique de la mettre en œuvre sans la chiffrer vraiment pour le second. Ce nouvel article est justement destiné à quantifier les conséquences économiques réelles des défauts de compacité. L'étude est réalisée à partir d’un exemple de construction dans lequel les façades sont réalisées par des entreprises spécialisées dans la région de Toulouse, en maçonnerie traditionnelle isolée par l'extérieur.

Un mur de maçonnerie basique, construit en blocs de béton creux, brut coté extérieur, mais enduit de plâtre traditionnel coté intérieur afin d'assurer une excellente étanchéité à l'air, revient, y compris raidisseurs verticaux, chaînages horizontaux, linteaux, et réservations pour les menuiseries… à approximativement 90 € TTC/m2.

Les épaisseurs d’isolation des façades des maisons passives peuvent varier, en France métropolitaine, de 10 cm dans les climats méditerranéens les plus chauds jusqu’à 24, voire même 30 cm, dans les climats les plus froids, notamment en haute montagne. Aller au-delà n'a que peu d'intérêt parce que les dépenses deviennent prohibitives en regard des gains de performance attendus.

Le prix de l’isolation thermique par l’extérieur, fort heureusement, n’augmente pas proportionnellement aux épaisseurs de l’isolant puisqu’une partie des coûts est le fait de la main-d’œuvre et des autres prestations, telles, entre autres, le rail de départ, la colle ou les fixations ainsi que par l'enduit en trois couches avec trame de renfort.

L'isolant le moins cher, pris en compte pour cet exemple, est le polystyrène expansé, le PSE, mais la fibre de bois ou la laine de roche sont utilisables. Avec un RPE, un Revêtement Plastique Epais, qui est la solution la plus durable, le prix de l'ITE peut tout de même varier de 130 €TTC/m2 pour une épaisseur de 10 cm de polystyrène, à 190 €TTC lorsque 24 cm de ce même isolant sont nécessaires. Ces prix comprennent la fourniture et la pose de l’isolant ainsi que toutes les sujétions de réalisation, de la pose de l'échafaudage au nettoyage du chantier en fin de travaux..

Il est à noter que pour un type d’ITE donné :
  • Les prix varient non seulement en fonction de l’épaisseur de l’isolant, mais aussi suivant son mode de fixation sur les murs, les frais de transport qui augmentent avec le volume et la distance de livraison, la zone géographique du projet, et enfin, beaucoup plus difficile à maîtriser, les stocks des fabricants et distributeurs.
  • La détermination d’une épaisseur d’isolant qui n’existe pas en standard conduira à choisir les épaisseurs disponibles immédiatement supérieures, avec un risque de surcoût qui pourra toutefois être compensé par des réductions de prestations par ailleurs sur le projet.
  • Une épaisseur d’isolant plus importante que nécessaire pourra toutefois être moins chère, car plus standard et plus facilement disponible en stock.

Le prix d'un mur de façade en blocs de béton creux, enduit de plâtre coté intérieur et isolé à l'aide d'une ITE en PSE recouvert d'un RPE varie donc de 220 à 280€TTC/m2 ou plus en fonction du climat local du projet.

Comparons les prix de deux projets identiques en tout point sauf en ce qui concerne les surfaces des façades portées de 100 à 110m2 parce que, par exemple, les hauteurs sous plafond seraient supérieures de 10%.

Dans le cas précis de l’exemple, il semble évident que le prix des façades est augmenté de 10% puisque leur surface a été augmentée de 10%. Le surcoût est alors celui de 10 m2 de mur, soit de 2 200 à 2 800 €TTC suivant le climat. Ce raisonnement, vrai en construction classique, est totalement faux en construction passive.

L’explication est donnée dans l’article « Compacité des bâtiments ou double peine ». L’erreur vient du fait que les besoins de chauffage d’une maison passive sont plafonnés. La conséquence est que toute augmentation des surfaces d’échange des parois d’une maison passive conduit, lorsque le besoin de chauffage ne peut pas être augmenté, à une amélioration équivalente de leurs caractéristiques thermiques pour compenser l’augmentation des besoins qu’elles provoquent.

Dans l’exemple, l’augmentation de la surface des parois de 10 % conduit à celle de 10 % des besoins qu’elles nécessitent. Dans le cas d'une construction optimisée, les besoins globaux dépassent alors les 15 kWh/m2SHab/an et la maison n’est plus passive. Il faut augmenter les performances de la totalité des façades pour revenir au besoin maximum autorisé dans les mêmes proportions, soit 10 %. L’amélioration pourrait bien sûr se porter sur d’autres prestations, une réduction des pertes ou une amélioration des apports, mais les 2 habitations ne seraient alors plus similaires sur les autres points.

L'exorbitant impact de la compacité


Améliorer les performances de l’isolant de 10 % conduit à choisir un matériau dont la conductivité est 10 % plus faible ou, plus vraisemblablement, à augmenter son épaisseur de 10 %.

D’un extrême à l’autre des climats français, pour une variation de la compacité de 10 % provoquant une augmentation de 100 à 110 m2 de la surface des façades, les résultats sont les suivants :
  • Le prix unitaire initial des façades varie de 220 à 280€ TTC/m2 du fait du climat. Le prix initial total des 100m2 de façade varie donc de 22 000 à 28 000€ TTC
  • La surface de façade passe de 100 à 110 m2 et voit son épaisseur augmenter de 10 % soit d'un minimum de 1cm dans les climats les plus chauds et plus de 2cm dans les climats les plus froids du fait du défaut de compacité. Les épaisseurs d'isolant immédiatement supérieures doivent être retenues du fait de leur disponibilité, soit 12 et 28cm.
  • Le prix unitaire final des façades varie de 234 à 306€ TTC/m2 du fait du climat et du défaut de compacité. Le prix final total des 110m2 de façade varie donc de 25 740 à 33 660€ TTC.
  • Le surcoût unitaire varie de 14 à 26 €TTC/m2 du fait du climat et du défaut de compacité. Le surcoût global varie alors de 3 740 à 5 660 €TTC
  • Le pourcentage d’augmentation du prix des façades pour une augmentation limitée à 10 % de leur surface varie de 17 % en climat chaud à plus de 20% en climat froid !!!

Quelle que soit la surface initiale, l’augmentation des prix du fait du défaut de compacité sera similaire en valeur relative, mais elle sera proportionnelle à cette surface en valeur absolue  et donc provoquer de très fortes augmentations du prix de construction

Il est à noter que l’augmentation des surfaces des parois résultant de l’augmentation de leurs longueurs, dues à celle des épaisseurs d’isolation aux deux extrémités, n’a pas été prise en compte. Dans un calcul thermique réel sous avec le logiciel PHPP des maisons passives, elles doivent l’être parce quelles dégradent les déperditions thermiques et augmentent simultanément les besoins et les coûts.

Cet exemple démontre encore une fois qu’à surface habitable égale, les surfaces de toutes les parois, sols, murs et toits, doivent être réduites au maximum. Seul le coefficient de compacité Sp/SHab, qui prend en compte la Surface des Parois et la Surface Habitable, est en mesure de formaliser l’influence de la variation réelle de la compacité, et notamment en cas d’augmentation des hauteurs sous plafond.

Suivant le principe de calcul ci-dessus, la comparaison entre une maison individuelle de 100m2 habitables en rez-de-chaussée sur plan carré, et la pire forme prise en compte dans le tableau des ordres de grandeur des facteurs de compacité définis dans le premier article sur la compacité des constructions, un rez-de-chaussée de même surface et de même hauteur mais en forme de H, montre une augmentation de la surface des façades supérieure à 50 %. L’épaisseur de l’isolant passerait de 10 à 15 cm en région chaude et de 20 à 30 cm en région froide. L’augmentation du prix des façades, mêlant augmentation des surfaces simultanément à celle des prix unitaires, conduirait en région chaude, à une augmentation du prix de 15 200 €TTC, alors qu’en région froide elle atteindrait 19 700 €TTC, soit dans les deux cas, un surcoût d'environ 70 %!!!

La non-compacité à un impact exorbitant sur le prix des maisons passives
Une mauvaise compacité peut conduire à augmenter le prix total des isolations et représenter plusieurs dizaines de milliers d’euros. C'es tellement vrai que si les constructions classiques sont généralement moins chères quand elles sont entièrement construites en rez-de-chaussée, l’incidence de la compacité est tellement importante en construction passive que ce sont souvent celles à étage qui le deviennent notamment quand les surfaces habitables augmentent. L’efficacité maximale, obtenue sans aucun frais grâce à la seule compacité, conduit d'ailleurs à des constructions individuelles en R+1 mitoyenne de chaque côté, à un urbanisme de rue à l’image de celles des villages que les anciens nous ont légués ou à des maisons en bandes.

Même si des épaisseurs d’isolation plus faibles rendent le concept nettement moins essentiel, la compacité est également importante en RT2012, et plus généralement dans toute construction performante. Les défauts de compacité pourraient être considéré par certains comme un défaut de conception, ou au minimum un défaut de conseil, au regard de l’ampleur financière qu'ils peuvent représenter.
En construction individuelle,
la forme la plus efficace est celle qui sera la plus proche possible du cube

Les hauteurs sous plafond devront toutefois être de préférence limitées au minimum nécessaire ou permises par la réglementation sans renoncer à la qualité architecturale tel que précisé dans l'article "Compacité des bâtiments et architecture".

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


En résumé :

  • La compacité est un des seuls facteurs permettant de baisser le prix des maisons passives tout en améliorant leurs performances thermiques
  • La compacité maximale des constructions individuelles est atteinte avec une forme proche du cube qui limite les hauteurs sous plafond
  • Entre une maison compacte et une qui ne l’est pas, le prix de la totalité des isolants de sol, de murs et de toit peut varier d’un facteur supérieur à 2 et représenter plusieurs dizaines de milliers d’euros

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