Les principes de la maison passive :
confort et performance optimisés (PHPP)
Lorsqu'on conçoit un projet, on se concentre souvent sur la conformité réglementaire RE2020, sans toujours mesurer l'impact des choix initiaux sur le confort, la durabilité et les coûts d'exploitation. Cette page présente les fondamentaux sur lesquels se base la construction passive pour comprendre comment concevoir un bâtiment réellement confortable, performant et durable.
Le confort : la clé d'une maison passive
Au début d’un projet de construction, on se projette, on imagine les espaces, la lumière, le cadre de vie. Puis arrivent les premières démarches : trouver un terrain, rencontrer des professionnels, faire des choix techniques… et répondre à des questions dont on ne mesure pas toujours l’impact sur le long terme.
Dans cette phase, il est facile de se sentir perdu. La meilleure façon d’avancer est alors de revenir à l’essentiel : quels sont les objectifs d’un projet réussi ?
Un bâtiment doit être conforme, abordable et surtout confortable.
Le confort, bien qu’en partie subjectif, repose sur des paramètres parfaitement mesurables : température de l’air, température des parois, qualité de l’air intérieur, absence de courants d’air, silence.
Comprendre ces fondamentaux, c’est comprendre pourquoi certaines conceptions rendent un bâtiment agréable à vivre… et pourquoi d’autres, pourtant conformes à la norme, restent énergivores ou inconfortables.
Avoir un projet confortable
Température ambiante et Besoins énergétiques
C'est la température ambiante qui définit les besoins de chauffage et de climatisation.
+ ces besoins sont grands, + les consommations des équipements sont grandes pour atteindre la température souhaitée.
Le bilan énergétique du projet permet de quantifier ces besoins.
La gestion des apports solaires : Surfaces vitrée bien orientées et bien protégées
Un bâtiment performant, utilisant les principes d'une maison passive, base sa conception sur la bonne gestion des apports solaires, source de chauffage gratuit en hiver.
3,5 m² de vitrage, orienté plein Sud, sont équivalents à un chauffage de 1000 Watts.
La course du soleil est courte en hiver. Il convient donc de maximiser les surfaces vitrées bien exposées, de minimiser les effets d'ombrages et de s'équiper de menuiseries de qualité.
L'objectif est de s'équiper de menuiserie possédant un bon facteur d'apport solaire (grand facteur g) mais aussi, une forte capacité isolante (faible Uw), de manière à laisser entrer un maximum d'énergie par rayonnement et de la conserver au maximum sans qu'elle s'échappe par transmission à travers les menuiseries.
Il existe plusieurs types de vitrages et tous n'ont pas les mêmes caractéristiques. Un triple vitrage est plus isolant qu'un double. Lorsqu'il est équipé d'une couche basse émissivité, le triple vitrage peut présenter les mêmes apports qu'un double vitrage. Ce vitrage peut, de ce fait, apporter + d'énergie qu'il n'en laisse sortir.
En été, on va chercher à limiter ces apports solaires, pour éviter la montée en température du bâtiment. Pour cela, l'étude thermique tient compte des effets d'ombrages dus aux masques architecturaux, aux masques lointains et aux systèmes d'occultations.
En hiver, l'objectif est de maximiser les apports solaires pour profiter du chauffage gratuit. En été, l'objectif est de limiter les apports solaires, pour conserver le frais à l'intérieur. Un bâtiment performant peut s'abstenir d'un système de chauffage complexe et d'un système de climatisation coûteux, tout en conservant un climat intérieur compris entre 20 et 25°C, toute l'année.
Les pertes par transmission de l'enveloppe : Résistance (R) et Transmission thermique (U)
Le meilleur moyen de limiter les pertes par transmission thermique est de limiter les surfaces en contact avec l'air extérieur en optimisant la compacité du bâtiment. On utilise, pour cela, un ratio de compacité.
+ il y a de surfaces déperditives, + la quantité d'apports pour les combler sera importante.
En + d'une bonne capacité, l'enveloppe doit présenter une bonne résistance thermique (R).
La résistance est l'inverse de la transmission (U) : + une paroi résiste, moins elle transmet.
Le béton a une faible résistance, il transmet facilement la chaleur. Sa paroi intérieure est froide et sa paroi extérieure est chaude, signifiant que la chaleur sort.
A l'inverse, l'isolant a une forte résistance, un faible flux de chaleur le traverse. Sa paroi intérieure est chaude et sa paroi extérieure est froide
En isolant par l'intérieur, la paroi intérieur du béton est froide. A l'inverse, en isolant par l'extérieur, la paroi extérieure du béton reste chaude. Cela permet de profiter de l'inertie thermique du matériau.
Une enveloppe isolante permet de limiter les transferts de chaleur entre l'intérieur et l'extérieur.
En hiver, elle conserve le chaud à l'intérieur. En été, elle conserve le frais.
C'est ce qui permet au bâtiment performant d'être confortable, toute l'année.
Les pertes aérauliques : Ventilation et Étanchéité à l'air
L'air intérieur est 8 fois + pollué que l'air extérieur. Il est donc primordial de le renouveler. Les polluants tels que le CO2 ou les COV ont un impact important sur le confort de l'occupant. L'accumulation d'humidité peut générer des risques d'apparitions de moisissure qui dégrade aussi bien la qualité de l'air que celle du bâti en lui-même.
Pour limiter les déperditions thermiques dû à ce renouvellement d'air et maximiser le confort de l'occupant, l'utilisation d'une ventilation double flux à récupération de chaleur (et potentiellement d'humidité) est souvent indispensable dans un bâtiment performant. Elle évite de rejeter l'air intérieur fraichement chauffé par le système de chauffage, ou fraichement refroidit par la climatisation, tel que le fait une ventilation simple flux.
En été, la ventilation double-flux permet aussi d'apporter une sur-ventilation mécanique permettant d'augmenter le renouvellement d'air et d'apporter davantage d'air frais dans le bâtiment : soit l'air frais des nuits, soit l'air issu d'un puits climatique.
Couplée à une bonne étanchéité à l'air, la ventilation double flux permet de récupérer jusqu'à 90% de la température intérieure. Avec les apports solaires sur le vitrage, elle permet à un bâtiment performant du type d'une maison passive, de se passer d'un système de chauffage.