La maison passive
Une construction aux normes passives, qu’il s’agisse d’habitat individuel ou de bâtiment collectif, consomme au maximum 15 kWh/m²/an pour son chauffage, c’est à dire 7 à 8 fois moins qu’une construction neuve respectant la règlementation thermique actuelle, ou encore…presque rien, au regard de la moyenne des logements français actuels.
Face aux enjeux énergétiques et environnementaux contemporains, les maisons passives apportent des réponses concrètes et précises, et suscitent désormais un intérêt grandissant…même en France.
Auxance Bois Création a réalisé en 2010 la première maison passive de la Vienne, et l’une des toutes premières en Poitou-Charentes.
Un peu d’histoire…
Tout a commencé en Scandinavie dans les années 80 avec les premiers « bâtiments à basse consommation » capables de consommer moins de 70/80 kWh/m²/an. Quelques chercheurs allemands de retour d’une voyage d’études se sont demandé s’il était possible d’aller encore plus loin,
Alain Langer a rencontré le Dr Feist
dans son laboratoire de mesures,
au PassivHaus Institut, Darmstadt, 2007et ont expérimenté en 1991/92 un premier bâtiment passif de 4 logements, à Darmstadt. Cette réalisation se voulait autant un lieu de vie qu’un lieu d’études. Certains équipements ont du être réalisés spécialement, comme les menuiseries à triples vitrages qui n’étaient pas encore commercialisés à l’époque. Ne sachant pas avec certitude si l’expérience fonctionnerait, ce bâtiment a été doté d’un chauffage central classique. Le Dr Wolfgang Feist, ingénieur en physique du bâtiment, fondateur et directeur du PassivHaus Institut (l’Institut de la Maison Passive), qui habite lui-même sur place jusqu’à aujourd’hui, pouvait vérifier et mesurer le bon fonctionnement du prototype. Après quelques mises au point, lui et son équipe constatent vite que le besoin en chauffage est effectivement très faible, mais aussi que la place occupée par le radiateur de chaque appartement importe peu, ni le moment ou il est mis en marche, car la circulation de la chaleur et l’isolation très poussée fonctionnent parfaitement. L’essentiel des calories est apporté par le fonctionnement des appareils électroménagers et hi-fi, par la présence et l’activité des personnes, la cuisine,…et véhiculé à travers le logement par la VMC double flux. Les habitants sont unanimes à trouver que l’économie d’énergie n’entraine aucune gêne, et qu‘au contraire le confort thermique est réel, ils apprécient la qualité de l’air et l’absence de coin froid.
On peut construire à neuf – ou rénover- aux critères passifs, en réunissant 4 conditions :
1 – La compacité des volumes est indispensable pour limiter les surfaces de déperdition des murs et des toitures :
On établit un rapport (le « coefficient de forme» CF , ci-contre en données verticales, qui doit rester le plus bas possible) entre le Volume intérieur chauffer V identique dans tous les cas et la Surface des murs en contact avec l’extérieur S.
La forme idéale serait la sphère (l’igloo est l’exemple humain le plus parfait ! La yourte mongole présente également un excellent ratio).
L’exemple 10 ci-contre est une illustration exacte du modèle français, le « lotissement » -le pire cas! C’est en fonction de ce critère que plusieurs pays nordiques mettent en place des mesures favorisant la construction de maisons mitoyennes : les murs mitoyens, disposés entre 2 espaces chauffés, ne sont pas comptés comme déperditifs.
Rénovation aux normes passives d’immeubles anciens
Allemagne, 2007
En Allemagne, de nombreuses villes exigent désormais que tout projet de bâtiment public neuf intègre les critères passifs. De même, au début des années 2000, dans le cadre du programme de rénovation thermique de 300000 logements, de nombreux programmes urbains de rénovation énergétique des bâtiments ont cherché à atteindre les performances passives, à partir d’immeubles construits dans les années 70 sans précaution particulière (en habitat passif, l’orientation bioclimatique des façades est un vrai plus, mais n’est absolument pas sine qua non !)
En rénovation on trouve bien entendu des conceptions architecturales trop accidentées pour espérer s’approcher de quelque manière que ce soit des critères et des objectifs de la basse consommation … ;-)
2- Une excellente isolation et une étanchéité à l’air maitrisée.
Avec la construction à ossature bois, des résistances thermiques très élevées sont possibles sans changement de principe constructif, simplement en jouant sur la section de l’ossature et l’épaisseur de la couche externe d’isolation : la maison passive de Quinçay, que nous avons réalisée en 2010, comprend une partie en ossature bois de sections 45/220 remplie classiquement de ouate de cellulose insufflée, et complétée d’un doublage extérieur en fibre de bois de 100mm. Avec le bardage bois et le parement intérieur de Fermacell, notre mur arrive à une épaisseur de 423mm pour une résistance thermique de 8,4 !.
En toiture on peut facilement dépasser un R de 10 en augmentant l’épaisseur de ouate de cellulose épandue en comble perdu (450 à 500 mm, R = 12,5). Le surcoût est dégressif, du fait que les frais fixes de main d’œuvre sont identiques à ceux demandés par une isolation de 300 mm de type BBC.
La trop grande perméabilité à l’air des constructions génère à elle seule une augmentation de chauffage en France de l’ordre de 5 à 20kWh/m²/an ! L’étanchéité à l’air est une discipline nouvelle entrant dans l’art de bâtir, dont les enjeux s’avèrent considérables et la mise en œuvre délicate. Tous les collaborateurs d’Auxance Bois Création sont formés à ce travail de précision par des sessions de formation auprès de spécialistes reconnus. wigwam-conseil.com.
Cette partie essentielle du travail en construction basse consommation et passive ne peut pas être improvisée sur le chantier, elle doit impérativement commencer par phase de conception, dessin qui intègre tous les éléments du bâti et concerne chaque intervenant. Il consiste principalement à installer une membrane (régulateur de vapeur) parfaitement continue et jointive délimitant le volume chauffé (l’« enveloppe »). Les fuites d’air se localisent généralement aux liaisons d’éléments : mur/dalle de sol, mur/toiture, mur/menuiseries, ainsi qu’au niveau des équipements électriques, interrupteurs ou prises sur mur extérieur, passages de câbles et gaines techniques, trappes d’accès… 80% de ces fuites concernent des défauts d’étanchéité au niveau des menuiseries et des passage d’équipements électriques !
Le projet de Quinçay a servi dans le cadre d’une formation pour une démonstration du test d’étanchéité à l’air. La maison est mise entièrement en dépression à l’aide d’un ventilateur installé à la place d’une porte ou d’une fenêtre, et on mesure le débit des «fuites» à l’aide de capteurs de pression. Un calcul informatique est réalisé en temps réel, intégrant plusieurs données telles que la dépression ainsi créée (une dépression de 50 Pascals, qui correspond à un vent de 80 km/h sur les façades), le volume chauffé,: on obtient une valeur indiquant le nombre renouvellements du volume chauffé sur une durée d’1 heure.
Des campagnes de mesures du CETE Lyon ont montré que statistiquement en France 80% des maisons testées ont une perméabilité à l’air supérieure à 4,5 vol/h sous 50 Pascals (n50). En 2007 Olivier Sidler cite des logements neufs couramment livrés avec des valeurs de 10 vol/h sous 50Pa !.
La RT 2005 donne comme référence 3,1 vol/h, ce qui reste très élevé, et qui correspond à une augmentation des consommations par rapport au passif estimée entre 5 et 12 kWh/m²/an.
Descendre en dessous de la valeur 1 vol/h est un véritable défi posé aux équipes de construction aujourd’hui.
L’un des principaux critères de labellisation d’une maison passive, et le plus difficile à atteindre, est sa perméabilité à l’air inférieure à n50= 0,6 vol/h.
A Quinçay, le test Blower-Door a validé les performances passives de la maison en matière d’étanchéité à l’air avec un résultat à n50=0,48 vol/h.
3- Les menuiseries sont également un élément essentiel du projet passif.
Modèles au Passivhaus InstitutElles sont nécessairement à triple vitrage, avec un Uw (coefficient de performance thermique de l’ensemble de la menuiserie : vitrage + cadre ouvrant + dormant + liaisons) très bas (Uw entre 0,9 et 0,7). Il existe des menuiseries « passives » en toutes sortes de matériaux, bois, PVC, composite, … Celles que nous avons choisies pour la maison passive de Quinçay sont de type mixte bois-alu, fabriquées artisanalement près de Valence (Menuiserie André) sous licence autrichienne Optiwin: une belle menuiserie en pin verni, doublée d’un capotage extérieur en aluminium inaltérable aux intempéries et aux UV. Les dormants bois sont profilés en U et la gorge est isolée à la fibre de bois. Vitrages 44mm, pour un Uw de 0,79
4- Pendant les périodes tempérées de l’année, une maison passive se vit comme n’importe quelle autre construction.
Mais il est évident qu’avec une maison rendue aussi isolante et aussi étanche, il faut pendant les mois froids une ventilation de grande qualité. Pour maîtriser les mouvements d’air, limiter les débits parasites, maitriser les condensations, assainir radicalement l’air ambiant, seule une VMC double flux permet de récupérer les calories de l’air sortant pour réchauffer l’air rentrant -et donc, dans notre région, de quasiment supprimer les besoins de chauffage. Avec des machines de haut rendement (jusqu’à 95% et plus !), l’air entrant étant quasiment à la même température que l’air des pièces, cette installation représente un enjeu incontournable de 20 à 30 kWh/m²/an (Sources : O. Sidler et www.lamaisonpassive.fr/files/le_cours).
On pense souvent «pour ventiler, il suffit d’ouvrir les fenêtres en grand de temps en temps».Pour atteindre un échange de seulement 0,33 fois le volume d’air, il faudrait ouvrir les fenêtres en grand toutes les 3 heures pendant 5 à 10 mn, y compris la nuit. En pratique, on aère beaucoup moins, et de fait la qualité de l’air s’en ressent.
Lors d’un voyage en Allemagne, Alain Langer a rencontré des habitants de maisons passives qui partagent volontiers sur les particularités de cet habitat.
A la question de savoir comment gérer la température d’une habitation dépourvue de chauffage et restée inoccupée plusieurs jours en hiver, une habitante répond qu’elle …fait un gâteau en rentrant (nous sommes bien en Allemagne !). Les calories de la cuisson récupérées par la VMC double flux suffisent à réchauffer l’ambiance.
A la même question, une autre personne du petit immeuble passif répond en riant : nous invitons les voisins pour raconter nos vacances autour d’un apéritif…