Performances d’un bâtiment bois 8 niveaux, labellisé PassivHaus

Par Vincent PIERRE - dirigeant du bureau d'études TERRAENERGIE

Cette résidence Jules Ferry compte 26 logements sociaux à Saint-Die-des-Vosges se caractérise par une écoconstruction remarquable et une ultra basse consommation.  C’est une véritable référence d’une construction bois de 8 niveaux qui se distingue par les paramètres plutôt remarquables :

• PLUS HAUT IMMEUBLE D’HABITATION EN BOIS EN FRANCE
• BATIMENTS LABELLISES PASSIV HAUS
• UTILISATION ESSENTIELLEMENT DE MATERIAUX BIO-SOURCES
• EAU CHAUDE ET CHAUFFAGE = 95% GRATUIT - 100% ENERGIES RENOUVELABLE

Ce projet a reçu le 2^ème prix du jury des Trophées de l’Ingénierie Performante organisé par l’association ICO et le magazine CFP ; prix remis lors du salon Interclima+élec le 5 novembre 2015.

Structure en bois pour étages réalisée en 2 mois

• Rapidité de réalisation (structure bois de 8 étages montée en 2 mois malgré les conditions climatiques défavorables)
• Propreté du chantier (filière sèche)
• Précision des assemblages et de la réalisation (particulièrement adaptée à  la recherche de performance énergétique)
• La structure bois massif remplit plusieurs fonctions : structure principale, étanchéité à l’air, isolation partielle, finition intérieure …
• Dans la continuité des études de maîtrise d’œuvre réalisées en amont, la préfabrication permet aux entreprises locales qualifiées (mêmes modestes) de répondre qualitativement et efficacement

• Isolation des murs en paille associée à la structure bois.
• Parois 100% fibres végétales perspirantes (pas de frein vapeur) = régulation naturelle du bâtiment et pérennité des matériaux
• Isolation des toitures par de la ouate de cellulose
• Bilan carbone de la construction positif de 1100T de CO2 !

1 000T de CO2 stockées dans les 1 000 m³ de bois utilisés
200T de CO2 stockées dans les 600 m³ de paille utilisés
-100T de CO2 consommées lors de la construction

• Construire un bâtiment peu énergivore qui à l’usage préservera au mieux  les ressources naturelles est important
• Mais il est aussi essentiel de préserver l’environnement dès la  construction qui doit également être sobre (dans certains cas l’empreinte environnementale de la construction peut représenter jusqu’à 50 ans d’empreinte environnementale des consommations d’un bâtiment)

Isolation thermique des murs en paille

Un bilan carbone positif pour cette construction !

• Grâce à une bonne conception du bâti (orientation, compacité,  performances de l’enveloppe …) les besoins énergétiques sont très  faibles
• Réduction en plus des besoins à la source (distribution ultra-directe, bouclage ultra-isolé 100 mm !, robinetteries performantes …)
• Suppression des émetteurs de chauffage classiques (radiateurs,  planchers, …)
• Fusion du chauffage avec la ventilation double flux
• Besoins eau chaude sanitaire = 2 x besoins chauffage (car particulièrement faibles dans notre cas)
• Système énergétique pour les 26 logements =
  - Récupération de chaleur collective sur les eaux grises (30% des besoins)
  - Centrale double flux collective à haut rendement (80% des besoins)
  - 1 petite pompe à chaleur de 30 kw
  - 50 m² de capteurs solaires thermiques

• Ventilation double flux : Rendement de 85% certifié PHI - Consommation électrique inférieure à 0,4W/m³ en fonctionnement réel.
• Instrumentation de mesure de tous les logements + système énergétique
• Efficacité éclairage : Tout éclairage commun à Led et détection de présence
• Efficacité ascenseur : Ascenseur à vitesse limitée et récupération d'énergie au freinage

Schéma de principe énergétique

Par rapport à un investissement « classique », les économies réalisées sur le système énergétique (absence d’émetteurs de chaleur, distributions ultra-courtes, faibles puissances nécessaires …) sont investies dans l’enveloppe du bâtiment (investissement plus durable).
Ce transfert confère au bâti des qualités intrinsèques indépendantes de toute technologie et le préserve des risques de mauvais usages (utilisateurs, intervenants extérieurs, dérèglements …) Il garantit durablement de très faibles coûts d’entretien, de fonctionnement et de mise à niveau. La cohérence de la démarche associant matériaux biosourcés, énergies renouvelables et performance de l’enveloppe, participe également activement à assurer la pérennité des ouvrages.

Ratios de coût de construction

Dans ces prix sont comprises des prestations spécifiquement demandées par le Toit Vosgien, non liées aux performances du bâtiment.
Ces prestations représentent 7% de l'opération :
- Cuisines intégrées et en plus équipées (classe A : four, plaque à induction et hotte)
- SDB et WC entièrement carrelés
- Instrumentation de chaque logement
- Balcons largement dimensionnés ...

Seule la modélisation complète et la simulation thermique dynamique des bâtiments permettent de concevoir un projet performant et de garantir que les valeurs estimées en étude se confirment dans l’usage réel et libre des logements. La labellisation Passiv Haus est une excellente certification de cette démarche (approche scientifique basée exclusivement sur la réalité physique du bâtiment). Après plus d’un an de fonctionnement, les estimations des consommations énergétiques ont été confirmées .

Charges locatives année 2014

*La température moyenne relevée dans les logements est de 22,8°C

La conception et la réalisation de bâtiments entièrement biosourcés de grande ampleur ne posent pas de problème technique particulier. C'est bien plus une question de méthode et de culture de l'équipe de maîtrise d’œuvre, d'ouverture et de confiance du maître d'ouvrage et d'appropriation par les utilisateurs.

La conception intégrée (architecte + ingénieur) permet de tendre vers un réel optimum technico économique basé sur des solutions simples et pérennes.

La logique du bâtiment passif « l'effet tunnel » permet de maîtriser les coûts en investissement le bon matériaux au bon endroit et ainsi d'investir dans la qualité de l'enveloppe (patrimoniale) plutôt que dans les systèmes qui finissent toujours frappés d’obsolescence

L'usage d'un bâtiment passif « bien conçu » est excessivement simple et s’appuie sur le bon sens :

• Mettre le chauffage si on à froid, l’arrêter lorsqu'il fait bon
• Ouvrir les fenêtres aussi souvent que l'on veut 8 mois de l'année
• Ne pas les ouvrir en continu en hiver quand on utilise le chauffage
• Les ouvrir seulement quand il fait plus frais dehors en été

Ces simples règles sont largement suffisantes pour assurer le fonctionnement optimal des bâtis

Le retour d’instrumentation montre qu’il est vain de vouloir répartir les charges de chauffage avec des calorimètres (chacun paye selon ces consommations) car l’ensemble des paramètres (position dans le bâtiment, nombre d’habitants, apports internes) est tellement imprévisible que l’on aboutit à des logements qui n’ont pas consommé 1 seul kWh en 2 ans (mais chauffé par les voisins), et des logements situés « dans les coins » qui ont consommés 3X la moyenne (en chauffant les voisins). Seule une répartition de charges de chauffage au m² avec une température individuelle maîtrisé (maximum 21°) permet une justice tout en incitant chacun à participer à l’économie globale (sans parler de l’économie de compteur et de maintenance / relevé qui coûte nettement plus cher que les 30€ par an à facturer !)

Par contre l’eau chaude est bien sûr répartie à la consommation exacte!

Par Vincent PIERRE
dirigeant du bureau d'études TERRAENERGIE

SOURCE

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