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Les concepts des maisons passives

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Une conception orientée vers le confort sans énergie payante


Une maison passive est une construction qui assure un confort supérieur à celui exigé par la règlementation avec un système de chauffage rudimentaire et inhabituel dont la puissance est de quatre dix fois plus faible que celle des constructions traditionnelles.

Ce blog explique les concepts à mettre en œuvre pour atteindre cet objectif sans recours possible aux boutons habituels de puissance et quel que soit le climat, à Toulouse ou à Paris, au bord de la mer ou en haute montagne.

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Le but d'une VMC, acronyme de Ventilation Mécanique Contrôlée, est d'évacuer l'air vicié des bâtiments pour le remplacer par de l'air neuf en provenance de l'extérieur avec des débits garantis. Il existe deux types principaux de ventilation capables de satisfaire à la règlementation et d'assainir l'air intérieur : les VMC simple flux (SF) qui aspirent l'air vicié du bâtiment ou, plus rarement, y injectent de l'air neuf et les VMC double flux qui couplent et contrôlent des deux flux qui se croisent sans se mélanger dans un échangeur de chaleur à contre courant.

On peut couramment lire qu’une VMC SF consomme moins d'énergie qu’une VMC DF car elle n’a qu’un ventilateur alors qu’une VMC DF en a 2. Les VMC DF possèdent toutefois un échangeur de chaleur qui permet, au moins pour celles qui sont labellisées Passivhaus, de limiter la différence de température entre l’air neuf extérieur et l'air vicié intérieur à moins de 3,5°C pour une température extérieure de -10°C (http://www.passiv.fr/spip/spip.php?article40). Les retours d'expérience montrent que cet écart de température est d'environ 2°C pour des températures de l'ordre de 7°C à l'extérieur et 19°C à l'intérieur, soit un écart de 12°C.

Quelle est l'incidence de cet échangeur? Est-elle négligeable au point de confirmer les économies supposées des VMC SF ou, au contraire, est elle de nature confirmer l'inverse, la supériorité thermique et économiques des VMC DF? Quelle est donc la réalité non basée sur un avis ni même un constat mais simplement sur un calcul physique?…

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Tout comme le CO2, le plastique produit par les hommes envahit le monde. C'est tellement important que celui qui flotte sur les océans constitue un huitième continent. Le plastique n'est toutefois pas que dans l'eau. Ses microparticules sont aussi dans l'air et nous les respirons partout dans le monde mais avec plus d'incidences dans les grandes villes où elles sont regroupées avec d'autres particules nocives pour notre santé et celle de nos enfants, notamment celles produites par nos systèmes de chauffage et de transport. La preuve en a été apportée au siècle dernier! Malgré ces faits, toutes les études montrent que l'air est plus pollué à l'intérieur des habitations qu'à l'extérieur et qu'il faut donc ventiler plus…avec un air de plus en plus pollué! Comme l'air extérieur est chargé de particules nuisibles de toutes sortes, y compris le pollen, la seule solution à notre disposition consiste à le filtrer…

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Un fenêtre perd bien plus de chaleur par conduction que les murs de façade en hiver et en apporte bien plus que toutes les parois en été, mais elle en amène simultanément aussi toute l'année par l'ensoleillement direct de ses vitrages. Gain et pertes simultanés dépendent entre autres de leur environnement, de leur surface, de leur orientation, de leurs vitrages et de leur protection solaire fixes ou mobiles. Les conséquences d'un mauvais choix peuvent donc conduire à un défaut de chauffage en hiver ou à des surchauffes invivables en été. Donner un simple avis sur le choix des fenêtres et donc tout simplement impossible sans risque important pour le futur occupant. Il ne peut résulter que de calculs thermiques pour déterminer le bon dosage entre apports et déperditions afin d'assurer un confort optimum toute l'année avec le minimum de chauffage et si possible sans climatisation, en maison RE2020 comme en maison passive.…

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Un des moyens les plus efficaces de se forger un avis objectif puis de choisir en toute connaissance de cause à propos de n'importe quel sujet consiste à établir la liste la plus exhaustive possible des avantages et inconvénients qu'il présente ou qu'il est censé présenter. C'est bien sûr le cas de la comparaison entre une maison passive et une maison similaire qui ne l'est pas…

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Le prix au m2 d'une maison passive varie de 2 000 à 3 500 €, soit un prix de 200 000 € à 350 000 € pour une construction neuve de 100 m2. Ces énormes écarts de prix, qui varient presque du simple au double, sont issus de recherches récentes sur les moteurs de recherche. Ils résulteraient essentiellement de celui qui propose sa réalisation, un constructeur ou un architecte, mais aussi, et de manière tout aussi importante, du choix des matériaux de construction, en maçonnerie ou en bois, du mode de réalisation des travaux, par des entreprises ou en autoconstruction ou encore de l'usage éventuel d'un kit préfabriqué. Ces informations n'indiquent ni la région, Paris ou Toulouse, en France ou ailleurs, ni l'altitude, en haute-montage ou au bord de la Méditerranée, ni l'architecture classique ou moderne du ou des projets qui en sont les sources. Ils ne précisent pas non plus sa surface, grande ou petite, le nombre de niveaux, de plain-pied ou avec étage, le nombre de pièces ou encore les équipements pris en compte…

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La coupe de principe du système en charge d'assurer le confort à 20°C dans une maison passive, par tout temps et en tous lieux, sans aucun des appareils que nous connaissons tous aujourd’hui, des convecteurs électriques, une chaudière et ses radiateurs en réseau, une pompe à chaleur et ses planchers chauffant, un poêle ou une foyer avec insert et sa cheminée… peut paraître surprenante et très complexe, voire même totalement invraisemblable.

Alors comment fonctionne une telle construction pour assurer le confort au quotidien?

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Dès l’école primaire, et pendant pratiquement toute votre scolarité, on vous a appris, comme à moi d’ailleurs, que le soleil se lève à l’est et se couche à l’ouest. On vous a également expliqué que le soleil est à la verticale à midi en été. Certaines décisions ont peut-être été prises en fonction de ce savoir parfaitement établi et qui pourtant est parfaitement… faux. Si vous appliquez ce que vous considérez être un acquis à une maison passive ou une maison bioclimatique, les conséquences de la méconnaissance de la vraie course du soleil pourront être, par exemple, un manque d'apports solaires en hiver, ou encore des risques de surchauffe en été, notamment en période de canicule…

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Les définitions d'une maison passive découlent des actions à mettre en œuvre afin d'optimiser l'efficacité énergétique durable d'un bâtiment très confortable et des bénéfices cumulés qui en résultent : économies d'énergie, réduction de la pollution au quotidien, baisse perpétuelle des frais mensuels…

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En période estivale, notamment en climat chaud ou en période de canicule, la surchauffe quotidienne d'une grande majorité des constructions actuelles accroît le besoin de rafraîchir et donc de recourir à un système de climatisation énergivore et polluant. Quand la température nocturne extérieure est supérieure à la température intérieure, c'est en effet la seule solution qui soit tout à la fois facile et rapide à installer dans toutes les constructions existantes. La surconsommation de ces systèmes thermodynamiques est parfois réduite quand ils sont réversibles parce qu'ils permettent aussi de baisser la consommation d'énergie de chauffage en se substituant au systèmes traditionnels au fioul, au gaz ou au bois. Dans tous les autres cas, il s'agit d'une consommation supplémentaire avec toutes les nuisances qui lui sont liées…

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Les équipements habituels des maisons passives ne sont pas ceux des maisons classiques. Les puissances nécessaires sont tellement faibles qu'il n'existe que très peu de matériels adaptés à leur usage, pour le chauffage comme pour le rafraîchissement.

Les principaux équipements, ceux qui sont à la base du concept, sont les VMC double flux et les menuiseries passives triple vitrage dotées de protections solaires vraiment efficaces, notamment les brise-soleil à lames orientables et les pare-soleil bien conçus.Ces équipements, qui ne sont pas très courants en France au niveau de performance requis, ne sont pas toujours suffisants pour assurer seuls le confort pendant les périodes de froid et de canicule qui se reproduisent de plus en plus fréquemment et de manière plus intense…

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La consommation moyenne d’eau en France, telle que précisée en 2017 par l’observatoire des statistiques, est de 140 litres d’eau par jour et par personne, avec une croissance marquée du nord au sud du territoire métropolitain et une tendance globale à la baisse depuis quelques années. Elle est répartie par ordre croissant entre boisson, cuisine, voiture et jardin, vaisselle, linge, sanitaires et hygiène corporelle. Bains et douches, qui constituent ce dernier usage, représentent près de 40 % de la consommation moyenne d’eau, soit 60 litres par jour et par personne, et une très grande partie du besoin en eau chaude…

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En France, le prix d’une maison passive est, pour l’instant, toujours supérieur à celui d’une maison classique. Cette différence systématique de prix, même en forte baisse du fait des évolutions de la règlementation française, conduit à des questions économiques qui sont toujours les mêmes : quel est le surcoût d’une construction passive par rapport à une maison classique similaire et combien de temps faut-il pour l’amortir ?…

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Après avoir démontré qu'en période hivernale, sauf en maison passive, un puits canadien classique couplé à une VMC double flux n'a pratiquement pas plus d'intérêt qu'une VMC double flux seule, la question de l'efficacité d'un puits provençal classique se pose très sérieusement pendant sa période estivale de fonctionnement, et plus particulièrement en période de canicule…

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Quel que soit le type de construction existante ou projetée, l’intérêt de ses occupants actuels et futurs est d’y vivre dans la meilleure situation de confort possible tout en limitant au maximum le prix de l’énergie dont ils ont besoin pour l’assurer. Dans les constructions hautes performances, notamment dans les maisons passives, les besoins d’eau chaude sanitaire (ECS) sont tel que l’énergie nécessaire à sa production peut dépasser très largement celle indispensable au chauffage. L’optimisation de la production d'ECS est donc tout aussi utile que celle du chauffage…

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La nécessité de réduire la consommation d'énergie des bâtiments a imposé de réduire celle qui résulte de la ventilation obligatoire par balayage tout en conservant en permanence un air intérieur de bonne qualité. Cette obligation, qui implique une ventilation stable et sans interruption, a fini par imposer l'usage quasi systématique des VMC simple ou double flux, dont le fonctionnement peut et doit être continu. Cette obligation de fait et le constat de l’augmentation de la fréquence des périodes de canicule ont incité à faire transiter l'air neuf par des canalisations insérées dans le sol, toujours plus frais que l'air, pour tenter de réduire les températures intérieures en été. Ce principe est celui des puits climatiques aérauliques qui sont donc pratiquement toujours mis en œuvre en parallèle avec une VMC. Il y a donc forcément interaction entre les deux équipements qui sont le plus souvent amenés à gérer l'air simultanément…

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Les raisons pour construire passif sont nombreuses.Qu'il s'agisse d'une raison écologique, économique, physiologique ou de toute autre, les maisons passives permettent un cumul particulièrement important d'intérêts, tant pour ceux qui bénéficient directement d'une grande indépendance énergétique que pour tous les autres, à court comme à long terme.…

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Il n'aura échappé a personne que l'année 2022 n'a pas été une année normale sur le plan du climat et de ses importantes répercussions sur nos lieux de vie, habitat, bureaux, commerces, écoles… qui ont eu une forte tendance à surchauffer même en dehors de la période estivale, notamment pendant les multiples périodes de canicule qui se sont suivies et échelonnées sur plusieurs mois…

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Les VMC Double Flux sont sensées contrôler la totalité des flux d'air rentrant et sortant dans une Maison Passive. Dans la réalité, elles n'en gèrent fatalement qu'une partie. Leur efficacité dépend de la proportion d'air qu'elles contrôlent réellement. Celui qui circule tout seul, sans contrôle de débit, à la température subie du climat, n'en bénéficie pas. Cet air non contrôlé n'est autre que celui qui passe par les fuites du bâtiment et qui dépend donc de son étanchéité réelle à l'air. Les débits de fuite réels pris en compte dans les calculs doivent être mesurés sur site afin que les défauts de réalisation inévitables soient vraiment pris en compte. Ils ne doivent en aucun cas uniquement résulter de l'application de normes de qualité de construction censée être respectée, mais qui, dans la réalité, ne le sont pas toujours parce qu'il y a un intérêt financier à faire plus vite, moins cher et donc forcément moins bien…

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Le climat a toujours évolué lentement en laissant à quasiment tous les occupants de la planète, même les légumes, le temps nécessaire à leur adaptation naturelle. Aujourd’hui, soumis à de trop fortes pressions humaines, il évolue bien trop vite pour que cette adaptation se poursuive et se dirige vers des limites fatales, y compris pour l’homme et ses légumes pourtant indispensables à sa survie. Ce changement climatique qui s’aggrave en permanence est un constat dont les causes anthropiques avérées depuis longtemps n'ont jamais provoqué de réaction à la hauteur du problème. Devant le fait accompli et sans possibilité de corriger les causes issues du passé, nous ne pouvons que subir les conséquences du climat actuel en faisant en sorte de nous protéger de ses réactions les plus violentes. Nous devons aussi et surtout stopper au plus vite toutes les actions qui contribuent a intensifier cette évolution dommageable pour conserver un futur soutenable…

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Les maisons biosourcées, ne sont pas les plus écologiques si elles nécessitent de consommer plus d’énergie qu’une maison passive parce que la pollution locale qu'elles provoquent est essentiellement due à leurs systèmes de chauffage et non à leurs matériaux de construction.

Dans de nombreuses grandes villes du monde, l’air est plus pollué que partout ailleurs du fait des trop nombreux déplacements en véhicules à moteur thermique et du chauffage au bois des trop nombreux anciens bâtiments trop souvent à l’état de passoire énergétique. En faisant abstraction de la pollution due à la mobilité à repenser, quelles sont les conséquences des performances thermiques et du choix des matériaux de construction?…

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