Construction d'une maison passive et durable en Lorraine
Header image
Blower door test

Blower door test

n50 : 0,26

Q4Pa-surf : 0,04

La cible pour une maison RT2012 est un Q4Pa-surf inférieur à 0,6.
La cible pour une maison passive (PHI) est un n50 inférieur à 0,6.

La maison est donc 15 fois plus étanche que l’objectif d’une maison RT2012 et 2,3 fois plus étanche que l’objectif d’une maison passive.

Concrètement, ça représente une diminution de 4,5 % des déperditions thermiques totales de la maison par rapport à une maison qui atteindrait la valeur cible (n50 de 0,6).

Par rapport au test intermédiaire  dont le résultat du n50 était de 0,27, on en conclut que le second oeuvre à bien tenu compte de l’enveloppe d’étanchéité à l’air du bâtiment. C’est une excellente nouvelle.

Il faut également noter que cette excellente étanchéité est avant tout le résultat d’une conception qui facilite grandement le travail du second oeuvre (c’est moins facile de faire des trous dans de l’osb que dans un pare-vapeur) mais également d’une parfaite réalisation du constructeur.

Jaune : Apports solaire et internes / Gris : Besoin en chauffage d'appoint / Ligne bleue : Déperditions totales

Ce dernier week-end d’octobre, nous avons connu des températures négatives. Premier contact donc avec l’air sibérien de l’hiver qui approche alors que nous prenons les commandes de cette maison . A 11h14 aujourd’hui, mon constructeur m’interroge par SMS : « -3°C dehors. Quelle température avez vous ? ». Un oeil sur le thermomètre et je réponds : « Tant que y’a du soleil, c’est un peu facile : 23°C ». Oui, 23 °C dans les pièces de vies, 21,5°C dans les pièces nord, les panneaux solaires sont à 46°C. Seule la batterie de dégivrage de la VMC s’est mise en route pour éviter que l’échangeur thermique ne givre (entre 20 et 200 W de consommation supplémentaire tant que l’air aspiré est négatif).

Ca m’a fait repenser que les canadiens ont tendance à parler de « maison solaire passive » plus que de « maison passive » tout court. Chez nous on parle peut être plus de bioclimatisme mais le mot « solaire » à tendance à rester hors de cette dénomination. Et pourtant il est essentiel ce soleil.

Sur ce bâtiment passif, il a été possible de calculer avec PHPP (en kWh/(m².an) ) :

  • Déperditions thermiques conductives : 34,1
  • Déperditions thermiques aérauliques : 7,1
  • Déperditions thermiques totales : 41,2
  • Apports de chaleur internes : 10,7
  • Apports solaire : 18,5
  • Apports gratuits utilisables : 26,5 (total corrigé par le taux d’utilisation des apports gratuits : 91%)

Pour arriver à un besoin en chauffage : 41,2 – 26,5 = 14,7 kWh/(m².an) ( < 15 cqfd…)

On voit que l’apport solaire est important. Ca veut dire que la conception du bâtiment est essentiel. C’est évidemment vers le sud que doit se trouver la plupart des fenêtres si on veut optimiser la conception. Les contraintes du terrain font que nous avons plus de surface de vitrage à l’est (21,8 m²) qu’au sud (16 m²) et pendant la période de chauffe (de novembre à mars) ce sont bien les fenêtres au sud qui contribuent le plus aux apports solaires. En janvier par exemple, 99 kWh apportés par les vitrages est et 142 kWh par ceux du sud. Mais la construction est faites de bien des contraintes, j’y reviendrai.

C’est plutôt à la mi octobre que nous avons senti la maison se refroidir pour atteindre les 19-20°C. Sans soleil et avec des températures qui variaient entre 2 et 10°C, il semble que nous touchions les limites de notre enveloppe isolante. J’ai même dû brancher l’appoint du CESI.

Une petite remarque : l’inertie de la maison est composée essentiellement de 2 chapes béton de 8 cm (16 tonnes) et du parement en fermacell des murs et cloisons (11 tonnes).  Avec la pratique, je conçois aujourd’hui mieux l’intérêt de cette masse qui lisse la température. J’imagine que la maison se refroidirai beaucoup plus la nuit sans activité et sans soleil. Ici, nous perdons 1°C dans la nuit.

On voit sur l’image ci-dessus que l’appoint de chauffage n’est « statistiquement » pas nécessaire en octobre. La maison « colle » donc aux prévisions. En novembre, les apports solaires diminuent encore et les déperditions augmentent : il vaut se préparer à utiliser l’appoint de chauffage.

NB : A lire également sur le dossier de fiabitat sur le bioclismatisme et cet article sur le bioclimatisme et la rt2012

L’étude de l’enveloppe thermique est une partie importante dans la conception d’une maison passive. Pour cela, de nombreux bureaux d’étude thermique utilisent le logiciel PHPP (Passive House Planning Package édité et vendu par le Passivhaus Institut) qui synthétise le projet dans un ensemble de feuilles de calculs Excel. Mon thermicien, Laurent Guichard de Passif Eco3, m’a aidé à orienter le projet vers sa forme actuelle grâce à cet outil (entre autres).

PHPP permet également de tenir compte de ce qu’on appelle les « ponts thermiques » ou « noeuds constructifs » (un terme qui vient de Belgique, apparemment).

Un nœud constructif est un endroit de l’enveloppe du bâtiment où peuvent apparaître des pertes thermiques supplémentaires sans pour autant qu’on ait affaire à des pertes thermiques excessives et/ou à des problèmes de condensation ou de moisissures.
Dans certains cas particuliers, tels que des angles sortants correctement mis en œuvre, un nœud constructif peut au contraire être un endroit de moindre transfert thermique, c’est-à-dire où les transferts thermiques -nœud inclus- sont inférieures aux transferts thermiques d’une surface de déperdition équivalente mais sans nœud constructif. Le coefficient de transfert thermique à travers le nœud sera dès lors négatif. On parlera dans ce cas de nœud constructif favorable ou « positif ».

Pour les calculer, on peut utiliser le logiciel Therm. Il est gratuit comme beaucoup de programmes développés graçe à des investissements publics aux Etats-Unis ou au Canada.

Les images sont très colorées (« Rastaman Vibration… ») et ne sont pas très parlantes pour le néophyte. Après un passage dans une moulinette de calcul, on obtient la valeur du pont thermique. En dessous d’une valeur de 0,01 W/mK, le pont peut être négligé dans le PHPP.

Dans notre projet, le bilan est largement positif. Le seul noeud défavorable est celui du « mur extérieur/ plancher intermédiaire » avec une valeur de 0,019 W/mK. Il crée une déperdition thermique équivalente à 0,31 kWh/m².an. Les autres sont tous favorables (jusqu’à -0,055 W/mK pour le noeud « Mur/Toiture »). Au final, le gain est de 1,42 kWh/m².an sur l’ensemble de l’enveloppe.

Comme vous pouvez le constater, les gains peuvent être très importants (ou les pertes) sur des projets de construction à très basse consommation.

Pour aller plus loin, vous pouvez visiter la Galerie de la Plateforme Maison Passive ou télécharger le catalogue suisse des ponts thermiques.

Dans une maison passive, le besoin en énergie pour la production d’eau chaude sanitaire (20kWh/m².an) devient plus important que celui pour le chauffage (15kWh/m².an). Le contrôle de ce poste dans le projet qui veut réduire son impact sur l’environnement est donc essentiel.

D’autre part, dans le cadre de la certification BBC-Effinergie que nous visons (tout comme pour la RT 2012 par ailleurs), il est nécessaire d’utiliser une source d’énergie dite « renouvelable » pour le calcul thermique. Il faut donc choisir dans notre cas entre des solutions avec (mini) pompe à chaleur (eg. ballon thermodynamique, système combiné) ou le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI).

Economiquement, l’avantage est clairement  au chauffe-eau thermodynamique mais utiliser simplement  l’énergie du soleil me semble aller plus dans le sens de notre projet. (Le CE thermodynamique amène également certaines contraintes : placement de l’échangeur et nuisance sonore en particulier.)

Une fois que le choix de CESI est fait, il reste à le dimensionner. Les avis et les solutions sont multiples et variés. J’arrive à la conclusion qu’il faut compter 25-27  litres d’eau chaude à 60°C par personne et par jour (=33 litres à 50°C : observation du « plan Soleil ». A cela s’ajoute la consommation du lave-linge et du lave-vaiselle (25-30 litres).

Le label BBC-effinergie (Promotelec) cadre également ce dimensionnement à travers la Ves40 qu’on retrouve dans la liste bleu ciel (attention, à partir de 2013 pour la RT2012 mais dès avril 2012 pour le label BBC-Promotelec, il faudra choisir son CESI parmi ceux qui sont « NF CESI »). Dans mon cas (plus de 5 pièces), j’ai besoin d’un CESI avec une Ves40 supérieure ou égale à 450 litres.

Vient ensuite la quantité de capteur installer. En me servant du site de TECSOL, une doc de Viessmann et de PHPP, il semble qu’avec un ballon de 390 litres, 3 panneaux plats de 2,33 m² (7m² total) seraient nécessaires . Ce qui est gênant c’est qu’il n’existe pas de « kit » Viessmann avec 3 panneaux… A suivre.

Dimensionnement Viessmann

Pour vous aider à vous forger une opinion, voici quelques documents intéressants:

 

Pour la récupération d’eau de pluie, difficile de trouver un consensus dans le dimensionnement d’une cuve. J’ai choisis de prendre 7500 litres malgré la toiture végétalisée (180m²) qui retiendra un peu d’eau. Je dois prendre une cuve en PE (plus chère que le béton) pour une question d’accessibilité du chantier.

can you get steroids legally

L’ossature bois par ABC Lange Création

L’ossature bois de la maison est basé sur le système de construction Steico revu par ABC Lange Création (Créateur de maisons à ossature en bois en Lorraine).

La description des différents matériaux est faite de l’extérieur vers l’intérieur.

La dalle bois

  1. DFP Kronolux
  2. Poutre en I de 400mm avec insuflation de Steico Zell
  3. OSB 4 22mm
  4. Chape béton de 70mm (finition béton lissé)

Les murs extérieurs

  1. Bardage méleze de 27mm
  2. lame d’air de 25mm
  3. Steico Special (laine de bois) 60mm
  4. Ossature en poutre en I de 300mm avec insuflation de Steico Zell
  5. OSB 15mm (contreventement / étanchéité à l’air)
  6. Vide technique de 45mm comblée en Steico Flex 40mm
  7. Fermacell 12,5mm

Pour les murs du premier étage, le bardage est remplacé par de l’enduit et le Steico Special de 60mm par du 100mm

La toiture

  1. Végétalisation extensive – Sarnavert
  2. 70mm de substrat
  3. Membrane d’étanchéité Sika sarnafil TG 66-15F
  4. IKO enertherm ALU 100mm
  5. Pare-vapeur Sarnavap 5000
  6. OSB de 25mm
  7. Poutre en I de 360 avec insuflation de Steico Zell
  8. Frein vapeur hygrovariable Proclima Intello Plus
  9. Lattage
  10. Fermacell

Les murs intérieurs

  1. Fermacell 12,5mm
  2. Ossature de 60mm (ou 120mm sur certains murs porteurs) avec Steico Flex de 40mm (ou 100mm)
  3. OSB 9mm
  4. Fermacell 12,5mm

Le plancher intermédiaire

  1. Fermacell
  2. Lattage
  3. Poutre en I de 360mm
  4. OSB 22mm
  5. Chape ciment de 70mm (finition béton lissé ou Marmoleum Click)