Construire en bois un bâtiment passif : performances et enseignements 4 ans après

Par Stéphane Cochet, Architecte, A003architectes

Ce projet neuf concerne la résidence Girard à Montreuil (93) et comporte 17 logements et deux locaux d’activités, bâtiment PassivHaus de tout confort, sans être équipé d’émetteurs de chauffage (radiateurs).

                                                             V.Krieger photographe                                                                        A003architectes                                                                               V.Krieger photographe 

Construire un bâtiment jusqu’à 6 niveaux en construction entièrement sèche avec des performances passive est ainsi possible et bien avantageuse sur tous les plans avec un bilan GES 5 à 10 fois inférieur aux constructions BA, un chantier propre, rapide (un niveau par semaine), une garantie de qualité et un cercle vertueux en qualité d'exécution et en confort de travail pour les compagnons tout corps d'état.

Avec de plus :

• Un coût de construction très optimisé 2.015€HT/m²SHAB+SU.
• Et des charges locatives extrêmement basses (appel de charges  2,24€/m²shab/mois (147,10€/T3))

Une opération phare pour Grand Paris Habitat

17 logements sociaux et 2 locaux d’activité – pour Grand Paris Habitat - A003architectes

La commande portait sur un bâtiment durable, efficace et low-tech, avec un minimum d’équipements à entretenir. Le projet a été monté en loi MOP, avec une maîtrise d’œuvre compétente en construction bois, et un appel d’offres en macro-lots.

Le bâtiment de type R+5 comporte 17 logements et deux locaux d’activités et est entièrement en bois, hors la volée d’escalier qui est en béton préfabriqué et assemblée sur le chantier.

L’ossature est en bois et la cage d’ascenseur est réalisée en CLT. L’immeuble ne comporte pas de parking. Le chantier a été mené sans échafaudage, avec des installations réduites, caractéristique particulièrement intéressante dans une rue de 9 mètres de large, à proximité du marché de Montreuil.

Equipé d’une ventilation en double flux qui sert aussi aux besoins résiduels en chauffage, le bâtiment est certifié PassivHaus. Sans recours aux énergies renouvelables, il a constitué un projet pilote pour l’expérimentation E+C.

Le bâtiment se gère tout à fait normalement, sans besoin particulier de maintenance. En revanche, il importe de bien expliquer à chaque nouveau locataire les particularités de son logement (absence de radiateurs par exemple). Les locataires sont très fiers d’habiter dans ce type d’immeuble et le retour est plutôt très positif !

Certifications

• PassivHaus et BBCA 2017
• Cerqual/Qualitel H&E profil A
• Label bâtiment bio sourcé niveau 3

Performances

• Niveau Plan Climat Paris à 50kWh.ep/m².an sans ENR
• Bâtiment Bepos avec 30kWc (130m² de PV en toiture),
• Plus haut bâtiment de France en technique ossature bois : 6 niveaux

Une construction exemplaire en filière sèche complète

Chantier en filière 100% sèche - A003architectes

• Un bardage pré-grisaillé, Bardage cl.3 pré-grisaillé par saturateur gris non filmogène (certificat PEFC) , sans entretien ultérieur
• Des solutions acoustiques certifiées Qualitel/Cerqual
• Des installations de chantier réduites : Un chantier sans échafaudages
• Des fondations 4 à 5 fois moins (im)portantes

Une rapidité de chantier exceptionnelle

Un niveau par semaine : clos couvert hors d'eau hors d'air = 2 mois

A003architectes

• Construction sur 6 niveaux en technique
• Ossature bois (200x45) et plancher à double solivage.
• Filière sèche complète (chapes sèches).
• Cage d'ascenseur en CLT (bois massif).
• Volées d'escalier en béton préfabriqué.
• Murs bois livrés d'usine fermés, bardés, équipés des menuiseries extérieures et bavettes.
• Durée de montage du clos couvert : 8 semaines (2 mois) à 5 compagnons : 1 niveau de 260m²/ semaine
• Levage uniquement par grue de chantier (30,00m / 2,5T)
• Bilan Eges sur PCE pour DVR de 50ans (E+C-): 337kgeqCO2/m²SdP soit 30% des Eges totaux.

Industrialisation et process qualité

Construction industrialisée dans les ateliers SOCOPA constructions – Vosges (88) - A003architectes

Une enveloppe performante et contrôlée

Une enveloppe performante

A003architectes

• Epaisseur totale en murs extérieurs cc bardage :
  405mm et épaisseur totale en plancher à double solivage :420mm
• Menuiseries bois triple vitrage avec Uw de 0,85
• Toiture « Cool Roof » albédo de 0,80, U=0,082W/m².K

Etanchéité à l'air maitrisée (EN 13829)

A003architectes

• Test sur l'enveloppe chauffée complète (cage d'ascenseur inclue).
• Exigence certification passive : 0,60h-1 sous 50Pa
• Equivalent Q4 : 0,27 m3/(h.m²)
• Résultat réception: Q4 : 0,18m3/(h.m2) - N50 : 0,42h-1

Des performances énergétiques élevées et un bâtiment passif

VMC double-flux centralisée assurant ventilation et chauffage - A003architectes

Des équipements techniques réduits :
- Une chaudière gaz centralisée de 24 kW seulement pour tout l’immeuble
- Une CTA double flux RC centralisée,
- Un récupérateur de chaleur statique sur EU / logt
- Pas de radiateurs (hormis dans les salles de bains)

Régulation thermique sur l'air : pas de radiateur.

Pas d'intervention courante en logement en entretien maintenance.

Stratégie en Confort d'été

• Logements traversant, toiture cool roof,
• Occultations, ventilation, végétalisation.
• Bâtiment résilient testé sur un confort d'été à +3°C (station Toulouse) et un confort d'hiver à -3°C (station Trappes) pour une enveloppe à faible inertie (filière sèche intégrale) à 100Wh/m².

Locaux techniques très réduits : seulement 1,5m² (mini chaufferie) + 10m² (CTA).

PHPP

• Consommation tout usage : 103 kWh.ep/m².an
• Besoin de chauffage : 14 kWh/m².an
• Fréquence surchauffe : 3,4%
• BePOS avec 30kWC pour 130m² de PV

Des coûts d’exploitation P1/P2/P3 sur 30 ans estimés à 1€/m²/SHAB/mois.

Appel de charges réduites : 2,24€/m²shab/mois (147,10€/T3).

A noter que  les charges portent sur les coûts P1, P2 et P3 (consommation, entretien et maintenance postes chauffage et ECS) ainsi que sur l'ensemble des charges de fonctionnement de l'immeuble: consommations parties communes, ascenseurs, personnel d'entretien, espaces verts, taxes …

Observatoire des charges de CDC Habitat

Sur la base de comparatifs de résidences équivalentes (base RT2012 ) du patrimoine CDC Habitat de moins de 10 ans construites entre 2011 et 2017, il en ressort les performances et économies suivantes :
- Consommation d'eau = -25%
- Consommation de chauffage et ECS (P1) = - 60% : 3,25€/m².a contre 8,65€/m².a pour l'équivalent patrimoine CDC
- Consommation P1 + poste P2 entretien maintenance = -35%

Le surcoût sur le P2 s'explique d'une part par la petite taille de l'opération - 17 logements - et par le fait que les équipements VMC double flux, ballons à échangeur hydraulique, sont encore peu courant et n'ont donc pu être intégrés aux contrats cadre de CDC + contrat de maintenance assujetti à une astreinte de veille 24h/24 et 7jrs/7.

Une mission de suivi des performances énergétiques

Le bâtiment livré en 2016 a ensuite fait l’objet en 2019 par le bureau d’étude AMOES d’une campagne de mesure et un suivi des consommations énergétiques pour évaluer et s’assurer de la performance énergétique réelle de l’opération. AMOES a réalisé une instrumentation avec plusieurs volets :

• Une instrumentation technique sur les équipements spécifiques de l’ouvrage (1 an),
• Un suivi énergétique des consommations réelles (sur 3 ans),
• Un accompagnement social et un changement, pour dialoguer avec les futurs utilisateurs et s’assurer d’une bonne prise en main du bâtiment par les usagers (sur 1 an)

Le tableau ci-dessous donne pour chaque poste la consommation prévisionnelle (fourchette basse – fourchette haute) et la consommation réelle mesurée :

A003architectes

Au global, nous atteignons une valeur à peine supérieure aux 120 kWhep/m².an du niveau passif.

On note en particulier des consommations élevées sur le poste ECS et également sur le poste ventilation. Sur le poste ECS, les consommations dépendent des demandes des habitants. C’est un poste sur lequel il est donc difficile d’agir.

Conclusion du rapport du bureau d’études :

Ce rapport après 3 ans donne une vision du fonctionnement du bâtiment de 17 logements passifs rue Girard à Montreuil.  A retenir que les efforts de conception et de réalisation réalisés pour aboutir à un bâtiment le moins demandeur de chauffage possible ont abouti : le bâtiment correspond aux standards du passif en termes de besoins de chauffage.
La partie analyse des consommations dresse un bilan des consommations qui correspondent aux prévisions mais qui sont dans leur fourchette haute, en particulier sur le poste ECS/Distribution et sur le poste ventilation.

Sur le global de toutes les consommations confondues, nous nous situons au-dessus des 120 kWhep/m².an, mais restons relativement proches de cette valeur.

En résumé et à retenir même après 3 ans d’exploitation, les efforts de conception et de réalisation réalisés pour aboutir à un bâtiment le moins demandeur de chauffage possible ont abouti : le bâtiment correspond aux standards du passif en termes de besoins de chauffage.

Gestion des logements passifs : opération réussie !

Si l'équipe de gestion était au départ plutôt sceptique et quelque peu réticente à l'idée d'avoir à gérer une bâtiment en bois et qui plus est sans radiateur, les retours de l'antenne de gestion après plus de 4 ans d'exploitation sont très positifs : pas de DO déclarée depuis 4 ans que le bâtiment est livré, notamment sur les étanchéités.

Les habitants ne se plaignent pas d'inconfort notamment sur le chauffage contrairement aux autres résidences. Pas de robinets thermostatiques à changer!

Les quelques problèmes rencontrés tels que dégâts des eaux ou départ de feu en cuisine ont été gérés comme dans n'importe quel autre bâtiment sans aggravation particulière.

Les habitants sont plutôt fiers d'habiter ce bâtiment.

Un guide de bonnes pratiques du logement passif à l’attention des usagers

Guide de bonnes pratiques du logement passif - A003architectes

La contribution de l’occupant à la sobriété énergétique est essentielle, de plus ce type d’habitat étant caractérisé par une faible consommation en énergies inférieure à 120 kWh/m² par an (chauffage, eau chaude sanitaire, électricité...) dont 15 kWh/m² par an pour le chauffage (rappel aucun radiateur dans les pièces sauf en salles de bains), un guide complet a été établi pour les accompagner dans l’utilisation, l’entretien et la maîtrise de des consommations.  Ce guide très bien fait explique simplement comment gérer son thermostat, son ballon d’ECS, les consommations d’électricité également, adapter son confort d’été, optimiser ses consommations d’eau, trier ses déchets, …

Par Stéphane Cochet architecte, agence A003architectes à Paris, certifié Passive House designer (CEPH)
 

Sources et liens