Thomas & Piron: le partenaire de la construction de votre maison passive.

Qu’est ce qu’une maison passive ? 

Il s’agit d’une maison qui ne requiert que des besoins très réduits en chauffage (uniquement un chauffage d’appoint dans les périodes les plus froides de l’hiver) tout en étant confortable et facile à vivre. Ce concept fût mis au point en Allemagne dans les années 1990. La construction de maisons passives est d’ailleurs très répandue dans ce pays de même qu’en Autriche et dans les pays nordiques.

En Belgique, les avantages de ce type de construction commencent à se propager…

Pour combattre le réchauffement climatique, l’Europe émet des directives pour imposer que les maisons soient “passives” dans les prochaines années. En région wallonne, cette imposition est annoncée pour 2017.

 Développer des projets passifs ? Oui, mais quelles sont les notions essentielles ? 

La première notion essentielle, c’est le PHPP! PHPP de l’anagramme «Passive House Planning Package », est un logiciel très complexe qui fût mis au point par une équipe d’architectes et d’ingénieurs allemands.Il permet de calculer les besoins en énergie et les risques de surchauffe des bâtiments. De plus, il prend en compte une multitude de facteurs et permet de prévoir avec beaucoup de précision les consommations d’énergie qui seront nécessaires pour vivre dans le bâtiment étudié ainsi que la température ambiante dans la maison.

 Quels sont les critères d’une maison passive ? 

Pour obtenir le certificat délivré par la plate-forme “Maisons passives”, il faut respecter les critères suivants sur base du calcul PHPP.

- Les besoins nets en énergie de chauffage uniquement sont calculés par le logiciel et doivent impérativement être inférieurs à 15kWh/m²an. On ne parle que du chauffage et pas de la préparation de l’eau chaude sanitaire. A titre indicatif, les besoins nets en énergie de chauffage d’un bâtiment K45 et E100(conforme à la législation wallonne actuelle) sont de l’ordre de 120 kWh/m²an, soit près de 10 fois plus importants. Pour une maison moyenne (140 m²), la consommation annuelle de mazout par an passerait de 1.680 L. À seulement 210 L. !

- Une étanchéité à l’air performante qui se concrétise par un n50 inférieur à 0,6 au Blower Door Test.

Pour atteindre les niveaux de consommation repris ci-dessus, il est indispensable que la maison soit étanche à l’air pour éviter toutes fuites. Cette qualité peut être mesurée par un test d’étanchéité (Blower Door Test). Un résultat n50 inférieur à 0.6 signifie que, lorsque l’on met le bâtiment en surpression de 50 Pascals, les fuites d’air ne permettent qu’un renouvellement d’air de 0.6 volume par heure. Une conception irréprochable ainsi qu’une exécution particulièrement soignée sont essentiels pour atteindre ce résultat.

- Le pourcentage de surchauffe ne doit pas dépasser 5%.

Le logiciel calcule à partir des données relatives aux vitrages, à l’orientation, aux ombrages, aux protections solaires, …etc. le nombre d’heures par an pendant lesquelles la température à l’intérieur du bâtiment dépasse 25°. Ce nombre d’heure ne peut pas dépasser 5% du total. Ce critère est très important pour assurer, durant l’été, le confort du bâtiment.

- La consommation totale d’énergie primaire doit être inférieure à120 kWh/m²an (conseillé mais pas obligatoire en Belgique).

Le logiciel calcule la consommation d’énergie pour le chauffage mais aussi pour l’eau chaude sanitaire ainsi que tous les appareils qui équipent la maison dont, notamment, la centrale double flux, les circulateurs, les électro-ménagers, …Il s’agit bien de prendre en compte l’énergie primaire. C’est ainsi que, pour l’électricité, par exemple, la consommation escomptée sera multipliée par un facteur de 2.5 afin de prendre en compte des pertes survenues entre le lieu de production de l’énergie et le lieu de consommation.

Quelles sont les caractéristiques importantes pour atteindre le critère passif ? 

Le premier critère à prendre en compte lors de la construction de votre maison passive, c’est l’orientation et la situation. Pur bénéficier du critère «passif», il est  indispensable que la maison construite bénéficie au maximum des apports gratuits d’énergie que procure le soleil à travers les vitres. C’est pourquoi, lors de la conception du projet, on prévoira donc un maximum de surfaces vitrées orientées entre le sud-est et le sud-ouest et on veillera à ce que l’ombrage généré par l’environnement immédiat (arbres, immeubles voisins, …) soit le plus faible. Si le voisinage du projet ne permet pas d’orienter les fenêtres de cette manière, il faudra compenser le manque d’apports solaires par un renforcement de l’isolation.

Le calcul des déperditions et des températures prend en compte le climat de la région où se construira le bâtiment. Par exemple, il fait moins froid à Bruxelles qu’à Saint-Hubert. L’altitude du terrain aura donc une incidence sur le niveau d’isolation à prévoir.

Le second critère à prendre en compte est la compacité. En effet, la chaleur d’un bâtiment s’échappe par les parois qui le séparent de son environnement. Plus la surface de ces parois sera réduite, moins il y aura de déperditions. La forme du bâtiment doit donc être aussi compacte que possible.

De ce fait, la forme idéale serait la sphère ou, dans les parallélogramme, le cube (Maximum de volume pour une surface extérieure minimum). Les maisons 3 façades ou, mieux encore, 2 façades (mitoyenneté) sont évidemment plus favorables du fait que les murs mitoyens ne sont des murs déperditifs (même température des deux côtés du mur). Plus la forme du bâtiment sera avantageuse, moins il sera nécessaire d’isoler, ce qui diminuera le coût global. C’est donc un facteur important à prendre en compte.

Quand on parle de “Maison passive”, on pense évidemment évidement isolation. C’est effectivement par l’enveloppe du bâtiment que les calories s’échappent principalement. Plus l’isolation sera renforcée, moins la chaleur se diffusera.Un bâtiment passif sera donc particulièrement bien isolé, avec des matériaux dont la qualité s’avèrera constante dans le temps.

Pour chaque projet, il faut dimensionner ces épaisseurs en fonction du calcul PHPP des déperditions et des apports.

Le quatrième critère à ne pas négliger, est l’inertie thermique.

L’inertie thermique, C’est la capacité du bâtiment à stocker la chaleur ou la fraîcheur à un instant T1 pour les restituer à l’instant T2 avec un déphasage de quelques heures.

En hiver, cette qualité permet d’emmagasiner les apports solaires de la journée pour les restituer en soirée. En été, elle permet de restituer la fraîcheur de la nuit écoulée pendant la journée. Par exemple, les bâtiments en maçonnerie offrent une excellente inertie thermique, à l’inverse des bâtiments en bois à l’intérieur desquels il faut prévoir des éléments constitués de matériaux à forte inertie (béton, chape, mur maçonné, …) pour assurer cette fonction.

Si l’enveloppe du bâtiment n’est pas hermétique, l’air froid extérieur pénétrera dans la maison et l’air chaud intérieur s’en échappera! C’est pourquoi dans le cadre d’une démarche passive, il est obligatoire de mesurer l’étanchéité de l’enveloppe.

Comment se mesure l’étanchéité ? 

• Fermeture de toutes les portes et bouches de ventilation donnant sur l’extérieur.

• Mise sous pression (50 pascals) du bâtiment par l’intermédiaire d’un ventilateur installé dans une ouverture extérieure.

• Mesure en pression et en dépression du débit de fuite.

• Calcul du n50 qui correspond au taux de renouvellement de l’air de la maison par heure (Débit de fuite divisé par le volume intérieur de la maison).

La certification “Maison passive” impose un n50 de 0.6. Pour atteindre ce résultat, il faut non seulement que les détails d’exécution soient bien conçus, mais aussi que les intervenants soient très rigoureux lors de la mise en oeuvre.

Augmenter l’isolation des parois pourrait s’avérer inutile si l’on tolérait des interruptions de cette isolation aux “noeuds constructifs”, c’est-à-dire aux endroits de jonction entre les différentes surfaces (Pied de mur, pied de toiture, coin du parement, batées des fenêtres, …). C’est pourquoi, la limitation des Ponts thermiques a une importance capitale dans les critères d’une maison passive.

La liaison entre les différentes couches d’isolation peut engendrer des déperditions incompatibles avec la limitation des besoins en énergie de chauffage.

Pour respecter ce critère, il est donc indispensable de concevoir des noeuds constructifs limitant les “ponts thermiques” et de s’assurer, en cours d’exécution,qu’ils sont parfaitement réalisés.

Cependant, pour éviter que le climat intérieur ne devienne malsain, une ventilation est indispensable. On ne peut pas se satisfaire d’amener de l’air extérieur froid et d’expulser l’air intérieur chaud directement vers l’extérieur. Partant du principe qu’une ventilation efficace suppose de renouveler tout le volume d’air de la maison toutes les trois heures minimum, cela constituerait un gaspillage d’énergie considérable.

La centrale de ventilation double flux avec récupération de chaleur à haut rendement permet d’éviter ces pertes. Cet appareil met en contact l’air sortant avec l’air entrant, transmettant ainsi les calories de l’un vers l’autre. L’air entrant est ainsi “réchauffé” par l’air sortant à une température proche de 18°. La déperdition de chaleur liée à la ventilation est ainsi limitée à 15 % voire moins en fonction de la qualité de l’appareil.

L’installation de ventilation pulse l’air dans les locaux réputés “secs” et l’extrait des locaux réputés “humides”. Une filtration de l’air est réalisée à l’entrée et le système permet de débrayer l’échangeur de chaleur en été.

… Qu’en est il des protections solaires?

Le comportement d’un bâtiment “passif” est particulièrement difficile à maîtriser en été. Etant donné l’optimisation des surfaces vitrées orientées vers le sud, le risque que le climat intérieur devienne suffocant est alors bien réel. Pour atténuer l’augmentation de la température à l’intérieur, il est souvent indispensable de prévoir des protections solaires susceptibles d’éviter les apports solaires en été et de les permettre aux entre saisons. Ces protections peuvent être fixes (auvent, surplomb de la maçonnerie, arbres, …) ou mobiles (stores extérieurs, volets, persiennes, …).

 Quel est l’équipement pour assurer l’apport de chaleur et le chauffage de l’eau chaude sanitaire ? 

Outre les besoins d’énergie en chauffage d’appoint (limité à 15 kWh/m²an), le PHPP permet aussi de calculer les besoins en énergie d’eau chaude sanitaire et, ainsi, de dimensionner les différents équipements du bâtiment.

Ainsi, Pour réaliser l’appoint en chauffage ainsi que pour chauffer l’eau chaude sanitaire, plusieurs solutions existent. Le choix du système se fera en fonction des préoccupations spécifiques des constructeurs (pécuniaires, écologiques,confort, …)

Quelques possibilités :

• Radiateurs et boiler électriques.

• Chaudière à condensation au gaz avec radiateurs et boiler.

• Chaudière à condensation au gaz avec batterie de chauffe sur la ventilation et boiler.

• Pompe à chaleur avec ventiloconvecteurs et boiler raccordé à des panneaux solaires.

 Indépendamment du caractère “passif” de la construction, il est possible d’installer des panneaux photovoltaïques, un puits canadien, ou tout autre équipement favorisant les énergies renouvelables ou économiseur d’énergie.