Maison à énergie positive : l'inertie, le point clef

Par Didier CLEMENT - Consultant technique pour le compte de PROMODUL.

Soucieux d’anticiper la réglementation thermique en 2020, le constructeur de maisons individuelles Chamois Constructeurs vient de réaliser sa première maison à énergie positive à Sillingy, près d’Annecy (74).
Elle s’appuie sur un système constructif original visant à tirer partie des qualités intrinsèques du béton, et notamment de sa grande inertie thermique. Nous sommes allés à la rencontre du concepteur de cette maison auréolée de ses deux labels Effinergie et Minergie qui, derrière le caractère traditionnel de son architecture, n’en est pas moins hors normes.

La maison à énergie positive repose en tout premier lieu sur une conception architecturale bioclimatique.

L’orientation générale de la maison, sa forme, la taille et la disposition des ouvrants ont été étudiées pour optimiser les apports solaires, limiter les surfaces déperditives, préserver le confort d’été, favoriser l’éclairage naturel et intégrer les équipements d’énergie renouvelable.
Ainsi, la plupart des surfaces vitrées sont exposées plein sud pour récupérer un maximum d’énergie solaire passive. Au sud les larges baies sont équipées de double vitrage peu émissif 4/18/4 de chez Philibert, alors que les ouvrants situés au nord sont plus petits et en triple vitrage peu émissif 4/12/4/12/4.
Grâce à la technique du double mur, l’isolation est continue, depuis les fondations jusqu’au faîtage, ce qui supprime tous les ponts thermiques.
Le même soin a été apporté à la toiture propre aux zones de montagne avec une sur-ventilation. En effet, à la technique classique du double toit, Chamois Constructeurs a doublé la lame d’air (8 mm) qui assure la ventilation de l’ensemble mais aussi pour permettre la mise en place d’un réseau d’eau en PER (Polyéthylène réticulé haute densité) qui alimente un ballon d’eau chaude et vient, en appoint des capteurs solaires, diminuer la consommation énergétique liée à la production ECS.

1] Les murs intérieurs du rez-de- chaussée sont ralliés en béton banché d’épaisseur 15 cm afin d’amener le maximum d’inertie au bâtiment.

2] Mise en place de l’isolant en façade.

3] Mise en place du deuxième mur constitué d’agglomérés de béton de 15 cm sur lequel est appliqué, en traditionnel, le revêtement

“Sur Sillingy, je pensais appliquer la même technique mais nous sommes ici sur une zone sismique. De ce fait, la solution en béton banché ou prêt à l’emploi, vient renforcer considérablement l’inertie. Ainsi, de l’intérieur vers l’extérieur, la maison se compose d’un mur en béton banché (Vicat) de 15 cm d’épaisseur, de 20 cm d’isolant (polystyrène expansé Knauf X-Therm) et d’un deuxième mur constitué d’agglomérés de béton de 15 cm sur lequel est appliqué, en traditionnel, le revêtement de façade. Ces murs reposent sur un radier en béton ferraillé (plate-forme servant de base de départ d’un bâtiment et assurant sa stabilité) avec une isolation posée sous le radier en deux couches croisées afin de conserver au maximum l’inertie de la dalle béton. À signaler qu’avant son coulage, un réseau de circulation d’eau a été installé afin de permettre, en été, un rafraîchissement du plancher bas.

Pour ce qui est de l’enveloppe, tout est axé sur la recherche d’une grande inertie des matériaux, complément indispensable de l’isolation. C’est pour cette raison que le choix s’est porté sur le béton, un matériau qui a fait ses preuves, qui peut s’enorgueillir d’un impact environnemental neutre et présente une grande capacité d’absorption, de stockage et de restitution de l’énergie (chaleur ou fraîcheur) accumulée. Le béton est l’un des matériaux qui présente la plus grande capacité thermique : elle est estimée entre 2.400 et 2.610 Kilojoules par m³ et par degré. A titre de comparaison, celle du bois est seulement de 960 Kilojoules par m³ et par degré et celle de la brique se situe entre 630 et 1.800 Kilojoules par m3 et par degré, soit de 1,5 à 4 fois moins.

Avec son double mur en béton, la maison Chamois Constructeurs bénéficie d’une inertie intérieure (capacité à stocker l’énergie) de 250 tonnes alors qu’elle est de 80 tonnes pour la même maison construite en traditionnel avec une isolation par l’intérieur, et de 30 tonnes en ossature bois. Les résultats en termes de consommation se passent de commentaires : il faut moins de 4 kW pour chauffer cette maison de 154 m² habitables (170 m² de SHON) par -13°C. Autre preuve de l’efficacité de l’inertie : il faut en moyenne plus de trois heures pour que les parois de la maison commencent à se décharger de la chaleur stockée (source Bastide et Bondoux). Enfin, sur une journée d’hiver avec des températures extrêmes variant de -5°C, +5°C, chauffage arrêté et sans vie à l’intérieur de la maison, sans électroménager en fonctionnement, la chute de température intérieure constatée n’a été que de 1,5°C. “Toutes les mesures que nous avons effectuées et analysées durant l’hiver 2009-2010, particulièrement long, nous confortent dans nos convictions : l’inertie thermique de l’enveloppe permet d’éviter les écarts de température et de les rendre pratiquement inexistants. Ainsi, avec un système de chauffage électrique (4 panneaux rayonnants avec thermostat intégré suffisent), nous arrivons à une consommation électrique d’environ 215 €, soit autour de 18 €/mois.

Alors pourquoi aller au-delà ?” s’interroge malicieusement Didier Demercastel. En effet pour prétendre aux labels, il a dû prévoir une pompe à chaleur, un matériel coûteux VMC DOUBLE FLUX à l’achat comme à l’entretien. Ce qui nous ramène à sa conviction selon laquelle, pour préparer 2020, il faut investir prioritairement dans le bâti et choisir un équipement minimal à l’achat comme à l’entretien et, compte tenu du prix actuel pratiqué par EDF, recourir au photovoltaïque pour les installations intégrées. Dans le cas de la maison de Sillingy, l’installation sera amortie en moins de huit ans, sur la base d’un revenu annuel estimé de l’ordre de 1.500 à 1.700 €. Enfin le renouvellement d’air est assuré par une VMC double flux de chez Aldès.

Systèmes de chauffage : 2 pré-installations au choix : pompe à chaleur ou chaudière à gaz à condensation.

MAISON À ÉNERGIE POSITIVE ÉQUIPÉE D’UNE POMPE À CHALEUR ET DU PHOTOVOLTAÏQUE
Consommation conventionnelle : -22 kWhEP/m².an
Étiquette classe A
Consommations énergétiques (en énergie primaire) pour le chauffage, la production d’eau chaude sanitaire et le refroidissement, déduction faite de la production d’électricité à demeure.
Estimation des émissions : -2 kgéqCO2 /m².an
Étiquette classe A
Émissions de gaz à effet de serre (GES) pour le chauffage, la production d’eau chaude sanitaire et le refroidissement.


MAISON À ÉNERGIE POSITIVE ÉQUIPÉE D’UNE CHAUDIÈRE À GAZ À CONDENSATION, CHAUFFAGE RADIANT ET PHOTOVOLTAÏQUE
Consommation conventionnelle : -23 kWhEP/m².an
Étiquette classe A
Consommations énergétiques (en énergie primaire) pour le chauffage, la production d’eau chaude sanitaire et le refroidissement, déduction faite de la production d’électricité à demeure.
Estimation des émissions : 3 kgéqCO2 /m².an
Étiquette classe A
Émissions de gaz à effet de serre (GES) pour le chauffage, la production d’eau chaude sanitaire et le refroidissement.

Fait par Didier CLEMENT
Consultant technique pour le compte de PROMODUL. Didier Clément est rédacteur en chef de la revue
"CO2, LE MAGAZINE DU CONFORT THERMIQUE".

→ SOURCES & LIENS

• www.promodul.fr
• www.confort-thermique.fr