Logements sociaux bois-paille-passifs à Plainfaing dans les Vosges

Par Vincent Pierré Ingénieur (Terranergie) et Antoine Pagnoux Architecte DPLG (ASP Architecture)

Voici un retour d’expérience exemplaire mené avec une démarche environnementale pour assurer à ses occupants des logements vertueux et à très faibles charges locatives. Soit des logements passifs avec des solutions techniques sobres, bas carbone et à récupération d’énergie. Les distinctions de ce programme de 4 logements sociaux à Plainfaing dans les Vosges réalisés en bois-paille et passifs, sont nombreuses – cf. en fin d’article – et en particulier le prix Envirobat 2019 et le récent trophée de la construction Batiactu 2020, catégorie logements. Bravo à toute l’équipe pour la démarche et le résultat : besoin de chauffage de 12,5 kWhep/(m².an) pour un coût réduit de 1 777 €HT/m² shab – cf. en fin d’article.

Le Toit Vosgien : un bailleur social qui a fait le choix du passif

Le Toit Vosgien gère 2 400 logements avec 18 personnes (dont 2 contrats d’avenir) et a, de ce fait, des circuits courts de décision.

Il travaille dans une démarche qualitative et ne construit qu’environ 20 logements par an et son parc est très concentré sur la partie montagneuse de l’est des Vosges (au démarrage très concentré autour de Saint-Dié-des-Vosges, le bailleur a élargi sa zone d’activité par le rachat d’un autre bailleur).

Créé par les industriels locaux pour loger les ouvriers, le premier actionnaire du Toit Vosgien a été la Chambre de Commerce et d’Industrie. Dans les années 2000, la CCI a souhaité développer l’activité bois (opération inter-consulaire sur le massif vosgien intitulée « La Route du Bois ») : industrie, meuble et construction. Ceci explique pourquoi Le Toit Vosgien privilégie le bois dans ses choix constructifs.

Aujourd’hui les actionnaires majoritaires du Toit Vosgien sont la CCI et la Ville de Saint-Dié-des-Vosges et 3 objectifs principaux sont poursuivis :

• Réduire les charges des locataires, notamment grâce aux performances énergétiques des bâtiments
• Développer les matériaux biosourcés,
• Contribuer au développement de la filière bois.

Le bailleur considère que l’enjeu aujourd’hui est de faire du passif. Le passif est donc devenu le standard de construction pour le Toit Vosgien. « La conception des bâtiments passifs est différente de celle des bâtiments BBC :
- pour le BBC, on renforce l’isolation d’un bâtiment traditionnel et on ajoute le recours aux EnR, le chauffage traditionnel gaz est possible ;
- pour le passif, on part d’une conception bioclimatique avec une forte isolation et un recours éventuel aux EnR mais l’enveloppe est prioritaire, devant le système énergétique qui devient interchangeable (et modifiable) mais on ne touchera plus à l’enveloppe pendant 60 ans ... »

Contexte et origine du projet de Plainfaing : des charges réduites …

Cette opération de 4 logements sociaux est située en limite du centre de la commune de Plainfaing dans les Vosges, à 550 m. d’altitude, à 200 m. environ de la mairie et des transports collectifs.

L’objectif était de proposer un logement dont les charges énergétiques sont réduites au strict minimum pour des familles aux revenus modestes.

Cette réduction des charges redonne du pouvoir d’achat et facilite aussi l’intégration sociale des personnes qui peuvent également davantage consommer dans les commerces locaux.

Il est composé d’un bâtiment compact (ratio surf déperditives parois/surf référence énergétique =2,37 (661/278,9))  en R+1 orienté vers le sud et comprenant deux logements de 3 pièces chacun à chaque niveau. Un petit bâtiment annexe (car-port) complète le projet afin d’intégrer 4 véhicules et les vélos.

Projet architectural : sobriété et bioclimatisme

Le bâtiment correspond à une architecture sobre dont le volume monolithique qui cherche à rappeler les corps de ferme vosgiennes, est couvert d’une « peau » réalisée en terre cuite. Cette vêture résulte du mélange progressif de trois modèles de tuiles (noires mates et noires et grises vernissées), évoquant les bardeaux bois vernaculaires de la région. Un bardage bois complète cette vêture sur les seules parties protégées des façades.

La volonté du Toit Vosgien est de construire des logements respectant les principes de la sobriété (réduire les besoins par le bioclimatisme, la compacité et l’optimisation des plans et des locaux techniques), de l’efficacité (enveloppe parfaitement isolée et étanche à l’air, ventilation double flux certifiée et récupération de chaleur sur les eaux grises) et du renouvelable (matériaux de construction).

Ces principes l’amènent à construire des logements passifs avec des systèmes constructifs privilégiant les fibres végétales, telles que le bois et la paille pour les murs et le bois et la cellulose en toiture. Déjà suivis dans d’autres projets (maison de 4 logements à Gerbépal, immeuble Jules Ferry (R+7 bois-paille-passif à Saint-Dié-des-Vosges), ces principes ont été appliqués à Plainfaing avec 90 % en volume de fibre végétale locale pour l’ensemble de la structure.

Caractéristiques de l’enveloppe : passives !

Le bâtiment compte 50 m² de fenêtres : 30,2 m² au sud, 9,2 m² à l’est comme à l’ouest et seulement 1,3 m² au nord.

Les fenêtres au Sud sont protégées par le débord des balcons alors que les ouvertures en pignons Est et Ouest sont équipées de stores BSO (brise-soleil orientables).

Afin d’augmenter la performance énergétique du bâtiment tout en assurant la pérennité de ses performances, une étanchéité à l’air poussée a été requise par l’intermédiaire d’un frein vapeur sur l’intégralité des murs à ossature Bois et de la toiture. Terranergie rappelle certains principes nécessaires pour le respect des objectifs d’étanchéité à l’air qu’il nous a paru intéressant de reprendre :

• continuité du frein vapeur assurée à l’aide d’un ruban adhésif adapté et posé soigneusement ;
• menuiseries en triple vitrage très étanches (indicateur A du classement AEV en classe 4) ;
• liaisons mur menuiseries : aplanir la surface d'appui, mise en place d’un compribande + joint acrylique + scotch pour raccord dormant au frein vapeur ;
• liaison maçonnerie-charpente : étanchéifier avec joint compribande (à cellule fermée) entre bois et béton et du côté intérieur grâce au frein vapeur par collage et rubans adhésifs adaptés ;
• gaines techniques : étanchéifier chaque traversée de gaine au moyen de collerette EPDM ou joint compribande (à cellule fermée) et mastic type Orcon F de marque Proclima ou équivalent ;
• réseau de distribution électrique avec une extrémité en espace froid : étanchéifier à une extrémité (de préférence en sortie de tableau) là où les gaines ayant l'extrémité terminale en espace froid, par bouchon de mastic ;
• réseau téléphone et TV : étanchéifier les gaines par bouchon de mastic et collerette adaptée ;
• chemin de câbles entre espaces chauds et froids : seules les passages individuels sont autorisés car colmatables (contrairement aux passages groupés difficile à traiter entre les éléments).

Systèmes techniques à récupération d’énergie

La ventilation est un système de double flux collectif, Novus 450 de Paul. Le rendement calculé est de 88,1 % et une consommation électrique de 0,29 Wh/m3. L’hypothèse de renouvellement d’air est élevée avec 0,52 vol/h. La VMC est bypassée l’été.

Le chauffage d’appoint est assuré par des poêles à bûches étanches individuels (6 kW, rendement de 81 %), le bois étant stocké dans l’annexe (car-port).

L’eau chaude sanitaire est fournie par un chauffe-eau thermodynamique 270 L sur air extrait ajoutée à un système de récupération de chaleur sur les eaux grises des douches permet de réduire les besoins énergétiques de l’ordre de 25 %. Les logements sont équipés de limitateurs de pression (< 3 bars), de mitigeurs économes, de robinetterie à faible débit et de chasses d’eau à double volume (3/6 L).

L’éclairage est en Led, permettant d’avoir une puissance d’éclairage installée inférieure à 6 W/m².

Le Toit Vosgien met à disposition des locataires des cuisinières électriques classe A leur permettant d’abandonner leur cuisinière gaz à butane.

Performance énergétique

Calcul des besoins du bâtiments

Confort d’été

Simulation du confort d’été (PHPP)

Les graphiques simulent le comportement du bâtiment lors d’une semaine d’été caniculaire (premier graphique) ou chaude : même avec des températures extérieures dépassant les 30°C, les logements conservent une température intérieure toujours inférieure à 24°C.

En période de canicule et compte tenu d’hypothèse de ventilation, le taux de surchauffe au-dessus de 26°C est inférieure à 30 heures par an. 

Analyse du cycle de vie, empreinte environnementale

La structure du bâtiment est composée à 90 % de fibres végétales (bois et paille) locales.

La compacité du bâtiment vise à réduire autant que possible les surfaces non végétalisées.

La structure bois-paille a une durabilité équivalente à une maison à colombage et l’ossature bois reste facilement démontable. A la fin de vie de la maison, bois et paille peuvent se recycler.

L’annexe (car-port) a une couverture très claire afin d’éviter l’échauffement de l’environnement.

Par Vincent Pierré Ingénieur (Terranergie)
Et Antoine Pagnoux Architecte DPLG (ASP Architecture)

Fiche signalétique du projet de logements sociaux bois-paille et passifs

Localisation : Plainfaing (88)
Maître d'ouvrage : Le Toit Vosgien SA
Année de livraison : Octobre 2018
Architecte ou maître d’œuvre :  ASP Architecture, Antoine Pagnoux, Saint-Dié-des-Vosges (88100)
Physique et thermique du bâtiment : Terranergie, Vincent Pierré, Saulcy-sur-Meurthe (88580)
Surface habitable : 4 logements T3 sur deux niveaux représentant une surface habitable de 278,3 m²
Surface PHPP : 278,3 (Surface RT : 358 m²)
Surface du terrain : 1 055 m²
Coût de l’opération : 625 000 €TTC dont 535 000 € construction, 83 000 € études et 6 500 € foncier
Coût HT/m² habitable :  1 777 €HT/m² shab

Distinction :
Labellisation PassivHaus
Lauréat de l’appel à projet Passif Climaxion 2018 de la Région Grand Est
Lauréat Prix Envirobat Grand Est 2019 (catégorie logements)
Grand Prix National Promotelec 2019
Lauréat Prix Fibois Grand Est 2019 (catégorie logements)
Lauréat Trophées de la Construction Batiactu 2020 (catégorie logements)

Performance énergétique :  
Besoin de chaleur pour le chauffage : 12,5 kWhep/(m².an)
Besoin de refroidissement annuel : 0 kWhep/(m².an)
Puissance de chauffe :  11,4 W/m²
Consommation d’énergie primaire (tous usages) :  97,6 kWhep/(m².an) dont 30 kWh/(m².an) pour les trois usages chauffage, eau chaude sanitaire et auxiliaires
Etanchéité à l’air : n50 < 0,6 vol/h 
Confort d’été : 0,3 % > 26°C

Sources et liens