4-1 - Les principes de base

15/08/2022 -


Pour prendre contact Les principes de base

Plutôt que de remédier à des défauts thermiques en augmentant production de chauffage pour assurer le confort, le principe de base des constructions passives neuves ou rénovées consiste à les supprimer pour réduire fortement la consommation d'énergie tout en visant un confort supérieur.

Un bâtiment aussi performant est, la plupart du temps, chauffé gratuitement et sans pollution par les apports solaires traversant les vitrages, l'énergie fatale produite par ses occupants et leurs matériels ainsi que par l'énergie notamment récupérée par la VMC. Lorsque la température extérieure descend en dessous de la normale ou les jours sans soleil, il suffit généralement d’une puissance de 10W/m2 habitable pour la maintenir en situation de confort à 20°C. C’est environ 4 fois moins qu'une construction RE2020 ou RT2012, 10 fois moins qu’une construction RT2005 et 30 fois moins qu’une maison ancienne peu isolée. Les factures de chauffage diminuent dans les mêmes proportions.

Dans une construction classique, c’est l’entreprise chargée de la réalisation du chauffage qui doit assurer une situation de confort, au plus froid de l’hiver, en dimensionnant un système de chauffage capable de compenser les pertes de chaleur incontrôlées et maintenir la température aux alentours de 19°C en toute circonstance.

Dans une maison passive, ce sont les caractéristiques thermiques qui sont définies, lors de la conception du projet, de manière à obtenir une meilleure situation de confort, la plupart du temps 20°C, grâce au réseau d'une VMC DF qui est leur seul système de distribution actif de chaleur épaulé par les sèche-serviettes les jours bien plus froids qu'à la normale. Le manteau constitué par l’isolation sans pont thermique, associé à des menuiseries triple vitrage, la VMC double flux haute performance éventuellement couplée à un puits canadien et un contrôle drastique de l'étanchéité à l’air du bâtiment doivent permettre d’atteindre cet objectif en association avec les notions de compacité et d'inertie thermique :
  • En hiver, la faible puissance de chauffage nécessaire pour assurer le confort les jours les plus froids de l'année peut être fournie grâce au renouvellement permanent de l'air distribué par le réseau de la ventilation double flux.
  • En été, un puits provençal permet la distribution d'un air frais même en journée et réduit les risques de surchauffe sans climatisation.

Le concept est global. Il ne consiste pas à cumuler les solutions les plus efficaces, mais plutôt à déterminer par les calculs thermiques celles qui sont strictement nécessaires en compensant les défauts des unes par la qualité des autres.

Le résultat est sans équivalent dans une construction traditionnelle : les frais d'investissement, de fonctionnement et d’entretien du système de chauffage sont sur la voie d’une disparition presque totale. Ceux liés à la climatisation sont généralement inexistants. Quand elles sont équipées de systèmes d'éclairages très basse consommation et d'équipements électroménagers de catégorie A, leur besoin en énergie primaire devient si bas que les heureux propriétaires de telles constructions n'auront plus le risque de ne plus pouvoir payer une énergie qui deviendra, à coup sûr, très, voire même trop chère. Équipées de panneaux photovoltaïques couplés à un gestionnaire d'énergie et à des batteries, elles peuvent même produire plus d'énergie qu'elles n'en consomment pour la totalité des besoins et s'approcher d'une autonomie quasi totale.

L'efficacité énergétique et la sensation de confort inhabituelle que procure une maison passive peuvent naturellement se cumuler pour atteindre une efficacité écologique sans équivalent lorsque ses matériaux et équipements ne nécessitent que peu d'énergie lors de leur mise en œuvre, stockent le gaz carbonique que nous produisons par ailleurs et sont recyclables. Un tel bâtiment ne produit en effet que très peu de CO2 à la construction et en fonctionnement. Il participe donc tout à la fois à la réduction de la pollution sans frontière à laquelle nous contribuons malheureusement tous au quotidien, à la protection du climat et à celle de notre santé à tous. Leur performance écologique est parmi les meilleures.

La faiblesse de la puissance de chauffage qui peut être amenée par l'air entrant d'un réseau de VMC double flux implique que la performance thermique de la maison soit très élevée et que, dans l'ordre de priorité permettant la baisse des prix de construction, elle soit :
  • bioclimatique pour récupérer le maximum d'énergie solaire gratuite et non polluante,
  • compacte pour limiter les échanges évitables d'énergie par les parois donnant vers l'extérieur de la zone chauffée, y compris le sol,
  • étanche à l'air pour garantir le confort des occupants en évitant les filets d'air trop froids ou trop chauds qui traversent la construction sans possibilité de les contrôler, limiter les baisses de performance des isolants contournés par les fuites et éviter que la chaleur ou la fraîcheur ne soit jetée avec elles,
  • très isolées sans pont thermique pour la même raison,
  • et enfin, lorsque la maison est passive parce que tous les principes précédents ont été correctement mis en œuvre, dotée de tout équipement permettant l'usage des énergies naturelles gratuites et non polluantes ainsi que la récupération, à l'image de l'échangeur de chaleur de la VMC double flux, de toute l'énergie interne qui peut l'être.

Pour prendre contact La conception bioclimatique

Une maison bioclimatique est une construction qui bénéficie au mieux de tous les avantages de son environnement immédiat tout en limitant ses inconvénients. L'implantation du projet sur le terrain, son orientation, le nombre de niveaux, la position des annexes, l'implantation et la taille des fenêtres, la présence d'un pare-soleil, la position et le type d'arbres plantés… ne sont pas le fruit du hasard, mais le résultat d'une recherche conduisant, entre autres, à améliorer les apports solaires gratuits en hiver tout en s'en protégeant en été grâce aux ombrages naturels ou créés.

Les constructions bioclimatiques exploitent au mieux leur environnement

Une maison passive doit, du fait de la faible puissance de son système de chauffage, limiter le besoin d'énergie au minimum possible. Elle doit donc, avant tout, être une construction à l'architecture bioclimatique optimisée parce que ce mode de conception permet d'utiliser et de contrôler l'énergie solaire gratuite afin de limiter les besoins en chauffage et en climatisation ainsi que la nécessité de recourir à des matériaux, produits et équipements qui devraient être encore plus performants si la construction était plus traditionnelle.

Les constructions passives sont des constructions bioclimatiques
qui se protègent au mieux des conditions extrêmes de leur environnement

Pour prendre contact La compacité

Les conséquences sur le besoin d'énergie

Une construction compacte est un bâtiment dont la forme limite les surfaces en contact avec l'air extérieur, le sol ou des espaces non chauffés pour limiter tout autant les déperditions thermiques en hiver que les apports contreproductifs de chaleur en été. À surfaces habitables égales, la surface des parois peut varier d'un facteur 1,5 entre deux maisons individuelles et atteindre 3,5 en comparant ce type de construction avec les logements d'un immeuble collectif. Il est donc préférable de construire des bâtiments passifs compacts pour limiter les déperditions de chaleur et donc le besoin d'énergie.

Les conséquences sur le prix de construction

Dans une maison traditionnelle, le prix des parois augmente approximativement dans les mêmes proportions que le facteur de compacité. Dans une maison passive, l'augmentation de prix est bien pire. Les déperditions supplémentaires impliquent généralement d'améliorer les performances des murs porteurs extérieurs dans les mêmes proportions puis qu'il n'y a pas de système de chauffage classique dont la puissance peut être augmentée à peu de frais pour compenser le défaut thermique. Fort heureusement, l'augmentation du prix résultant de l'augmentation des performances des parois extérieures est pratiquement limitée aux matériaux et non à la main-d'œuvre. En première approche, on peut donc considérer que leurs prix peuvent varier d'un facteur égal à a variation du facteur de compacité en comparaison d'une construction compacte de surface habitable équivalente! La recherche de la meilleure compacité possible est donc un des facteurs essentiels permettant de limiter prix de construction.

Pour prendre contact L'isolation thermique

Il paraît évident qu'il ne viendrait jamais à l'idée de qui que ce soit de sortir en hiver avec un convecteur électrique sous un bras et une batterie électrique sous l'autre pour les faire fonctionner près de lui afin d'avoir chaud tant qu'il y a de l'énergie. C'est pourtant ce qu'ont fait de très nombreux Français pendant plus de trente ans avec leurs constructions. La bonne solution aurait été de protéger les bâtiments comme le font si bien, sans énergie et sans pollution, un manteau ou une doudoune pour les hommes, même dans les climats les plus froids. Ils auraient dû isoler plutôt que chauffer.

Les transferts de chaleur au travers d'une paroi sont proportionnels à leur qualité d'isolation, leur épaisseur et leur surface en contact avec l'extérieur. Les matériaux devront donc être faiblement conducteurs et plus épais qu'ils ne le sont habituellement. Leur surface devra être limitée grâce à la compacité évoquée précédemment. Les ponts thermiques, qui sont des points faibles de l'isolation, devront être supprimés au mieux et si possible en totalité.

Dans une maison passive, les caractéristiques des parois ne sont pas déterminées suivant des idées préconçues trop souvent fausses, mais calculées de manière à atteindre le bon niveau de performance sans aller au-delà pour ne pas inutilement augmenter le prix de construction. Ces calculs ont un coût non négligeable, mais les économies qu'ils peuvent générer en termes de prix de construction sont très largement supérieures. C'est en outre le seul moyen de s'assurer que la construction sera bien passive sans payer des surcoûts inutiles d'isolation.

Pour prendre contact Les énergies naturelles et récupérables

Une construction, même passive, qui ne nécessite jamais d'énergie de chauffage ou de climatisation, ça n'existe quasiment pas sauf dans de rares cas ou le climat, peu variable à l’année comme au quotidien, est au bon niveau de température doute l'année. Dans les autres cas, il faut chauffer en hiver et, de plus en plus souvent, rafraîchir en été. Dans les maisons passives, ce besoin est toutefois tellement faible que la consommation d'énergie primaire peut être au moins en grande partie couverte par les énergies naturelles et celles qui sont récupérables, toutes gratuites et non polluantes.

Les fenêtres peuvent laisser entrer la chaleur du soleil contrôlée par des pare-soleil. Le réseau de la VMC double flux peut distribuer la chaleur ou la fraîcheur transportée par de l'eau chauffée par les rayons du soleil ou rafraîchie part le sol. Son échangeur peut récupérer la chaleur de l'air vicié extrait en hiver comme sa fraîcheur pendant les fortes chaleurs des journées d'été. La surventilation nocturne naturelle ou mécanique peut apporter un rafraîchissement important et bienvenu des constructions en été. La chaleur jetée avec l'eau des douches peut être récupérée pour préchauffer l'eau potable avant qu'elle soit bien plus chauffée par des panneaux solaires…

Bref, le soleil, l'eau et l'air, qui sont des sources d'Energies Naturelles Renouvelables, durables, réparties, non polluantes, illimitées et gratuites, sont tous dans l'environnement immédiat actuel et futur de chaque projet. Ces ENR ne sont pas produites mais simplement transportées et parfois stockées. Aucune autre forme d'énergie ne possède autant de qualités. Aucune n'est aussi peu polluante. Leurs deux inconvénients majeurs sont, souvent mais pas toujours, leur faible puissance et leur intermittence. Associées à la récupération d'énergie et éventuellement au stockage, elles peuvent être suffisantes dans un seul type de construction, les bâtiments au standard passif.




En résumé :
  • Dans une maison passive, ce n'est pas la puissance du système de chauffage qui est calculée mais les caractéristiques du bâtiment dans son environnement, des matériaux et des équipements de manière à ne pas en avoir besoin.
  • Une maison passive est une construction bioclimatique compacte, étanche à l'air et très isolée, dotée d'équipements capables d'utiliser les énergies naturelles renouvelables et les énergies fatales récupérables pour assurer le confort
  • Dans le domaine de la construction, le concept d’efficacité énergétique « Maison Passive » est le mieux optimisé et les plus économe


Thème 4 - Les maisons passives