Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur les maisons passives

Les maisons passives sont-elles passives ? Sont-elles réellement « sans chauffage » ? Sont-elles confortables ou risquent-elles de surchauffer ? Toutes les réponses d’un concepteur certifié de maisons passives.

Critères de définition d’une maison passive

D’un point de vue technique (NB : les explications moins techniques sont présentées au paragraphe suivant), une maison passive doit respecter un certain nombre de critères dans différents domaines :

  • Un besoin de chauffage inférieur à 15 kWh/m2/an (à comparer à 50 kWh/m2/an dans la réglementation thermique actuelle en France – RT 2012).
  • Un besoin en énergie primaire inférieur à 120 kWh/m2/an : la définition d’une maison passive ne s’intéresse pas seulement à la quantité d’énergie utilisée dans la maison (énergie finale) mais aussi au type d’énergie et à son mode de production et de distribution (énergie primaire), prenant ainsi en compte l’aspect écologique de cette énergie.
  • Un besoin en rafraichissement (ex : climatisation) inférieur à 15kWh/m2/an.
  • Une étanchéité à l’air très élevée (test n50<0,6h-1) afin de quasiment éliminer les fuites d’air parasites.
  • La période de l’année où la température moyenne de la maison est supérieure à 25°C doit être de moins de 10%, afin d’éviter les surchauffes.

Ces critères techniques étant précisés, voyons ce que cela signifie concrètement avant d’expliquer comment on peut les atteindre dans la pratique lors de la conception et de la construction d’une maison.

Concrètement, ça sert à quoi ?

Ces différents critères techniques sont tout d’abord un gage de performance thermique de la maison passive : une maison très bien isolée et très étanche aura peu de déperditions de chaleur (ou de fraîcheur) et donc consommera peu d’énergie. Pour une maison de 100m2, cela représente annuellement moins d’un stère de bûches de bois, ou moins de 150 litres de fioul ou moins de 120 kg de propane. L’énergie la moins chère et la moins polluante est celle qu’on ne consomme pas !

Quelques bûches suffisent pour une année de chauffage !

Ensuite, ces critères rendent la maison passive très confortable et hygiénique : pas de courant d’air parasite désagréable, une sensation de confort thermique très élevé (grâce à l’absence de parois froides et à l’absence de surchauffes prolongées), un air intérieur renouvelé en permanence (réduisant la concentration des polluants et les moisissures), etc.

Enfin, ces critères garantissent un faible impact écologique de la maison passive dans son fonctionnement, grâce au travail sur la consommation d’énergie primaire. En ces temps de lutte contre le changement climatique, ce point est toujours intéressant à rappeler sachant que l’habitat est responsable en France de 45% de la consommation nationale d’énergie primaire.

En pratique, comment atteindre ces critères ?

Les critères de définition des maisons passives sont extrêmement exigeants (3 à 4 fois plus exigeants que la réglementation thermique actuelle en ce qui concerne le besoin de chauffage et l’étanchéité à l’air, par exemple) et demandent donc une conception et une mise en œuvre précises. Quatre postes sont particulièrement étudiés :

  • L’isolation des parois de la maison est primordiale pour éviter toute déperdition de chaleur vers l’extérieur. On visera donc des parois avec une conductance U<0,15W/m2.K (c’est-à-dire avec une résistance R>6,7m2.K/W). Cela représente une épaisseur d’isolant de 25 à 30 cm sur les murs et de 35 à 40 cm pour les sols et plafonds, selon le type d’isolant choisi.
  • Les fenêtres font partie des parois et en représentent le « maillon faible » : alors qu’elles représentent 10% de la surface extérieure, elles sont responsables de 50% des déperditions thermiques. Il convient donc d’y apporter un soin particulier pour réduire ces déperditions. Au-delà de la barrière thermique qu’elles représentent, les fenêtres jouent aussi un rôle dans l’apport de chaleur gratuite en transmettant les calories des rayons solaires dans la maison. Pour répondre à cette double fonction, Carapace Habitat a recours à des fenêtres triple vitrage très performantes (sur ce point particulier, n’hésitez pas à nous contacter pour bénéficier de tarifs défiant toute concurrence). C’est parce qu’elles profitent pleinement des apports « passifs » de chaleur du soleil que ces maisons sont dites « passives ».
  • L’étanchéité à l’air doit être quasiment parfaite, avec un seul niveau d’étanchéité continu (enduits, films et adhésifs d’étanchéité) pour l’ensemble du bâtiment. Une attention sera portée en particulier à tous les points faibles des parois : connexions mur/toiture, traversées de réseaux et canalisations, connexions mur/fenêtre, etc. Un test intermédiaire d’étanchéité à l’air est réalisé en cours de chantier afin d’identifier les fuites existantes et d’y remédier avec le second œuvre. On a coutume de dire que dans une maison conventionnelle, la surface de l’ensemble des fuites existantes est équivalente à une grande baie vitrée de 4m2 ouverte en permanence ! Dans une maison passive, c’est la surface… d’une orange.
  • La ventilation doit permettre à la fois de renouveler l’air intérieur pour l’hygiène mais également de récupérer la chaleur de l’air envoyé vers l’extérieur, afin de conserver au maximum cette chaleur dans la maison. Cela est possible grâce à l’utilisation d’une ventilation double-flux avec échangeur de chaleur : l’air sain entrant est préchauffé par l’air vicié sortant (sans mélange des flux).

Il faut à présent traduire ces différents aspects de manière fonctionnelle dans la conception d’une maison passive et lors du chantier.

Dans la pratique, comment ça marche ?

La prise en compte des différents aspects de la performance de la maison passive se fait à chaque étape de la conception et de la construction.

En phases d’esquisse et d’avant-projet, l’approche bioclimatique est mise en œuvre (bâtiment compact, orientation, ombrages) avant de préciser l’enveloppe du bâtiment et son étanchéité à l’air. Ces propositions sont testées dans un logiciel de simulation thermique dédié aux maisons passives (PHPP) pour les valider à chaque étape. En phases d’études de projet et d’exécutions, les points sensibles sont étudiés en détails et avec précision : ponts thermiques, connexions étanches à l’air, optimisation des fenêtres, etc.

Le recrutement des entreprises de construction est réalisé sur la base de niveaux d’exigence élevés précisés notamment dans les cahiers des clauses techniques. Des matériaux de qualité doivent être choisis pour atteindre l’objectif passif. Une information régulière des toutes les entreprises est réalisé en amont et pendant le chantier, avec une coordination des interfaces entre corps de métiers. Un suivi de chantier précis et régulier doit être réalisé, et les tests d’étanchéité à l’air (intermédiaire et finaux) sont des étapes clés de contrôle qualité.

Toutes ces étapes peuvent être mise en œuvre par Carapace Habitat pour votre projet de construction d’une maison passive, sur la base de la Certification en Conception de Maison Passive. Appelez-nous !  06 52 75 65 63

Retrouvez également toutes ces infos (et d’autres) dans l’interview de Julien Gabert sur France Inter.

 

Ressources bibliographiques : Passivhaus Institut ;

Source schéma maison passive : par Michka B — Travail personnelPassivhaus_section_en.jpg (english), CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=46411509

La conception bioclimatique

Saviez-vous que dans un projet de construction d’une maison, 80 à 85% des futures économies d’énergie sont obtenues lors de la phase de conception ? Découvrez comment.

C’est en effet lors de la conception de la maison que l’on va prendre les décisions ayant une influence fondamentale sur la future construction et sur ses coûts de fonctionnement (chauffage, rafraîchissement, etc.). Il s’agit notamment des choix de lieu, de taille, de forme, d’orientation et d’aménagement intérieur.

La conception bioclimatique consiste en une approche écologique de l’habitat afin de réduire les besoins de chauffage (et/ou de rafraîchissement), en recherchant un équilibre entre la conception technique de l’habitat, le climat et l’environnement local, et le rythme de vie des habitants.

Construire avec le climat local

La conception bioclimatique va chercher à profiter des avantages du climat local et à en réduire les inconvénients, tout au long de l’année. Dans nos climats tempérés :

  • en saison froide, on cherchera à réduire le besoin de chauffage, notamment en captant et stockant les calories solaires, en limitant les pertes de chaleur et en répartissant ces calories dans l’ensemble de la maison.
  • en saison chaude, on visera à éviter les surchauffes sans avoir recours à la climatisation, par exemple en protégeant l’habitat des rayons du soleil (ombrage par les débords de toit), en isolant l’espace intérieur des apports de chaleurs externes et en le refroidissant aux moments opportuns (ventilation nocturne).
  • en demi-saison, on s’adaptera aux conditions climatiques locales en composant avec les solutions présentées précédemment.

Ensoleillement

Le soleil et ses apports de chaleur gratuits jouent un rôle important dans la démarche bioclimatique. On souhaite en particulier profiter de l’ensoleillement d’hiver au Sud pour chauffer la maison par le rayonnement solaire.

L’orientation idéale est donc d’avoir la façade principale des pièces de vie en direction du Sud, à plus ou moins 25°. Ainsi, le soleil d’hiver (qui est plus bas sur l’horizon) apportera ses calories au moment où on en a besoin, et des protections solaires adaptées (casquettes et débords de toits au Sud, volets et brise soleil à l’Est et à l’Ouest) empêcheront les rayons de pénétrer dans la maison en été, pour éviter toute surchauffe estivale.

Pour optimiser l’ensoleillement, il faut également prendre en compte l’ombrage porté par les éléments proches (maisons voisines, arbres) et lointains (montagne) qui cachent le soleil à certaines heures de la journée et réduisent donc les apports de calories solaires.

Tout cela doit être étudié finement : diagramme solaire, énergie de rayonnement reçue localement, calculs d’ombrage, etc. afin d’optimiser la performance thermique du bâtiment.

Construire en fonction du terrain

Avant tout travail de conception, le choix du terrain d’implantation est bien évidemment primordial, afin de prendre en compte et d’optimiser les influences de l’altitude, du relief, des sols et de la végétation environnante. Outre la température locale et l’ensoleillement, le choix du terrain devra également prendre en compte le régime des vents locaux et l’humidité.

Une fois le terrain choisi, on jouera sur les contraintes locales pour favoriser les gains solaires tout en réduisant les déperditions : protection contre les vents dominants en hiver, utilisation de la végétation locale comme ombrage d’été, réduction de surfaces vitrées sur la façade Nord, etc.

Forme et compacité

Facteur important, le choix de la forme de la maison devra être un équilibre judicieux entre esthétique et performance thermique. En effet, plus un bâtiment sera compact avec des surfaces réduites en contact avec l’extérieur, plus les coûts de construction seront réduits et plus les déperditions de chaleur seront faibles (et donc les besoins de chauffages seront réduits). Ainsi, pour une même surface habitable totale et à réalisation technique équivalente, un logement collectif de 16 appartements pourra coûter deux fois moins cher que 16 maisons individuelles, à la construction et au fonctionnement, comme le montrent le schéma et la graphe ci-dessous (source : Depecker et al, 2001).

Organisation des espaces habités

Après avoir réfléchi sur le terrain d’implantation et sur la forme du bâtiment, il est intéressant de travailler sur le positionnement et l’aménagement des différents espaces intérieurs de la maison. On réalisera un « zonage thermique » pour notamment favoriser les apports de lumière et de chaleur solaire dans les pièces de vie (salon, salle à manger qui seront donc préférentiellement situés au Sud de la maison), créer des zones tampons au Nord du bâtiment où seront positionnées les pièces non chauffées (garage, entrée, cellier) et placer les chambres (qui sont des pièces plus tempérées que fortement chauffées) à l’Est et à l’Ouest.

Pour compléter cet article, nous en publierons prochainement un autre sur les techniques de la conception bioclimatique : vitrage et parois performantes, protections solaires adaptées, ventilation nocturne, etc.

La conception bioclimatique est à la base de la démarche de Carapace Habitat lorsque que nous vous accompagnons sur votre projet de construction neuve ou de rénovation. Cela va des recommandations sur l’orientation et l’aménagement intérieur jusqu’aux calculs de pointe pour prendre en compte les ombrages en simulation thermique. N’hésitez pas à nous contacter pour plus d’informations (06 52 75 65 63).

 

Ressources bibliographiques : La conception bioclimatique, Oliva J.-P. et Courgey S., Terre vivante, 2006 ; Passivhaus Institut ; passivact.fr

Source schéma et graphique compacité : Depecker et al., 2001, cité dans : Laëtitia Arantes, Solène Marry, Olivier Baverel et Daniel Quenard, « Efficacité énergétique et formes urbaines : élaboration d’un outil d’optimisation morpho-énergétique », Cybergeo : European Journal of Geography [En ligne], Aménagement, Urbanisme, document 777, mis en ligne le 07 avril 2016, consulté le 25 juillet 2018. URL : http://journals.openedition.org/cybergeo/27584

Source schéma organisation des espaces habités : Ademe

Construire une maison écologique

Non, une maison écologique n’est pas forcément une cabane en bois sommaire au fond d’une forêt. Ce n’est pas non plus une lubie de militants écologistes autoconstructeurs en rupture avec la société.

Des bâtiments écologiques poussent désormais partout en France et sont essentiellement le fait d’entreprises et d’artisans convaincus de la nécessité de construire de manière plus responsable et durable.

Pourquoi construire écologique ?

Le secteur de la construction est l’un des secteurs d’activité ayant le plus d’impact sur l’environnement. Ainsi, l’habitat est responsable en France de 19% des émissions de gaz à effet de serre et consomme 45% de l’énergie primaire. Afin de lutter contre le changement climatique, la rénovation performante et la construction de maisons écologiques, voire passives, sont des activités d’avenir.

Part de l’habitat dans les émissions de gaz à effet de serre en France en 2016

 

Part de l’habitat dans la consommation d’énergie primaire en France en 2015

Qu’est-ce qu’une maison écologique ?

Il n’existe pas de définition stricte ou de label. Une maison écologique est une maison plus respectueuse de l’environnement. Pour cela, les deux axes principaux d’action sont le fonctionnement (ou exploitation ou usage) de la maison et sa construction.

Consommation énergétique d’une maison en usage

C’est la partie la plus importante de la consommation d’énergie (et d’émission de gaz à effet de serre) d’une maison sur l’ensemble de sa durée de vie. En effet, si l’on cumule la consommation énergétique d’une maison conventionnelle sur (par exemple) 50 ans de durée de vie, on arrive à une quantité d’énergie au moins 5 fois supérieure à l’énergie nécessaire à la construction de cette maison.

C’est donc l’axe majeur d’intervention pour rendre une maison écologique. Pour cela, il est intéressant de regarder quels sont les principaux postes de consommation d’énergie d’une maison. Si l’éclairage est souvent la première idée qui vient en tête (« remplaçons les ampoules traditionnelles par des ampoules à économie d’énergie »), c’est en fait le chauffage qui est, et de loin, le poste le plus énergivore : 61%.

Répartition de la consommation énergétique d’une maison en France en 2012

Cela explique que dans une maison écologique, on mettra l’accent sur la réduction des besoins de chauffage, notamment via une excellente isolation (pour réduire les pertes de chaleur par les murs, le sol et le toit), une très bonne étanchéité à l’air (pour éviter les fuites d’air chaud), l’installation de menuiseries performantes (pour éviter les déperditions par les fenêtres et les portes) et la récupération de chaleur sur le système de ventilation (VMC double flux).

Ainsi, les maisons passives, par exemple, consomment 70% moins d’énergie pour le chauffage qu’une construction neuve actuelle, et 90% de moins qu’une maison existante.

Énergie nécessaire à la construction d’une maison

L’énergie nécessaire à la construction d’une maison ne se limite pas à l’énergie nécessaire au chantier. Elle inclut également « l’énergie grise » qui est toute l’énergie mise en œuvre pendant la vie d’un bâtiment, selon l’analyse du cycle de vie : extraction des matières premières, fabrication des matériaux de construction, conditionnement, usage, recyclage, etc. Il en est de même pour les émissions de gaz à effet de serre.

Afin de « construire écologique », on va donc notamment :

  • Utiliser au maximum des matériaux peu énergivores et faiblement émetteurs de gaz à effet de serre. A titre d’exemple, pour une épaisseur d’isolant ayant la même résistance thermique R, le polyuréthane consommera 72 fois plus d’énergie grise qu’une botte de paille. De même, l’utilisation de 19 cm de polyuréthane (R=7) émettra 27m3CO2/m2 tandis que 33cm de paille (R=7) piégeront 41m3CO2/m2 . Les matériaux biosourcés sont particulièrement intéressants de ce point de vue.
  • Limiter les distances de transport des matériaux ou les distances de déplacement des artisans et entreprises travaillant sur le chantier.

Maison écologique avec isolation paille dans le Vercors

Oui mais un bâtiment écologique, c’est forcément un bâtiment cher ?

Une construction écologique n’est pas forcément plus chère. Des techniques constructives respectueuses de l’environnement à coût maîtrisé existent et permettent de proposer des bâtiments abordables, comme l’a prouvé par exemple le bureau d’études thermique Enertech qui a fait construire ses bureaux très écologiques pour un prix 20% inférieur aux prix généralement constatés sur le marché : http://leblog.enertech.fr/

C’est aussi l’objectif de Carapace Habitat : rendre la maison écologique aussi abordable que possible.

Ressources bibliographiques et schéma : ADEME, CAUE38/Créabois Expo « Au fil du bois », Ministère de la transition écologique et solidaire.