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| + | La norme fixe également des exigences minimum au niveau de la résistance thermique des différents éléments de l'ouvrage (murs, fenêtre, toit etc.), cependant, il est possible d'obtenir les performances d'une maison passive sans pour autant respecter ces exigences. En effet, il y a deux manières de réduire les besoins énergétiques :<br/> | ||
| + | * la première consiste à isoler le bâtiment pour diminuer ses pertes, c'est la surisolation, qui utilise par exemple des triples vitrages et des épaisseurs d'isolant de plusieurs dizaines de cm. | ||
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| − | + | La plupart du temps, une maison passive est le résultat de ces deux méthodes, mais la norme passivhaus et le label minergie suisse (sensiblement équivalent) penchent toutes deux plus du côté surisolation. La limite de cette démarche c'est son coût car les grandes épaisseurs d'isolants et les vitrages performants ne sont pas bon marché. | |
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| − | + | Enfin, puisque les besoins sont diminués, la part des apports internes du aux occupants de la maison et à leurs activité n'est plus négligeable, et au contraire devient un apport important. C'est pour ces raisons qu'on utilise le terme de "passif" car la majeure partie des besoins de chauffage sont remplis automatiquement, sans appareil mécanique ni surveillance ou programation. L'inconvénient c'est que les performances de la maison deviennent du coup dépendantes du mode de vie de ses occupants : ceux-ci peuvent tout à fait plomber le bilan final en utilisant mal les fenêtres ou le système de ventilation (par exemple). | |
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Version du 9 août 2005 à 16:55
La notion de maison de passive est une norme (allemande) énergétique d'un bâtiment ainsi qu'une appelation utilisée pour certains types de maisons. C'est une maison à très faible consommation énergétique. Elle offre toute l'année - contrairement à une maison dans une méthode de construction traditionnelle - une température ambiante agréable sans l'application conventionnelle d'un chauffage.
Sommaire
Qu'est qu'une maison passive?
Norme énergétique
La maison passive est une conséquence du développement des maisons à basse consomation d'énergie (low-energy-house, ou maison basse conso, ou maison basse énergie). On désigne généralement par maison passive un bâtiment qui est pratiquement autonome pour ses besoins de chauffage. Il se contente des apports solaires, des apports métaboliques (habitants, machines) et d'une bonne isolation ce qui relègue le rôle de chauffage à un simple appoint. La norme allemande "passivhaus" est accordée à partir d'un besoin de chauffage inférieur à 15 kWh/m²an, et un besoin de moins de 50 kWh/m²an d'énergie primaire (les 15 kWh/m²an du chauffage + l'énergie nécessaire au chauffage de l'eau + l'électricité consommée par la ventilation + climatisation). Un besoin calorifique aussi faible signifie qu'en pratique ces habitations n'utilisent un système de chauffage que quelques jours par an (et non pas qu'elles ont besoin d'une chaudière miniature). En comparaison, les logements des années 1960 et 1970 nécessitent en moyenne, 320 kWh/m²an.
La norme fixe également des exigences minimum au niveau de la résistance thermique des différents éléments de l'ouvrage (murs, fenêtre, toit etc.), cependant, il est possible d'obtenir les performances d'une maison passive sans pour autant respecter ces exigences. En effet, il y a deux manières de réduire les besoins énergétiques :
- la première consiste à isoler le bâtiment pour diminuer ses pertes, c'est la surisolation, qui utilise par exemple des triples vitrages et des épaisseurs d'isolant de plusieurs dizaines de cm.
- la seconde consiste à augmenter les apports solaires, c'est le bioclimatisme, qui cherche plus à capter mieux qu'à perdre moins (puisque l'énergie est gratuite et renouvelable).
La plupart du temps, une maison passive est le résultat de ces deux méthodes, mais la norme passivhaus et le label minergie suisse (sensiblement équivalent) penchent toutes deux plus du côté surisolation. La limite de cette démarche c'est son coût car les grandes épaisseurs d'isolants et les vitrages performants ne sont pas bon marché.
Enfin, puisque les besoins sont diminués, la part des apports internes du aux occupants de la maison et à leurs activité n'est plus négligeable, et au contraire devient un apport important. C'est pour ces raisons qu'on utilise le terme de "passif" car la majeure partie des besoins de chauffage sont remplis automatiquement, sans appareil mécanique ni surveillance ou programation. L'inconvénient c'est que les performances de la maison deviennent du coup dépendantes du mode de vie de ses occupants : ceux-ci peuvent tout à fait plomber le bilan final en utilisant mal les fenêtres ou le système de ventilation (par exemple).
Principe de fonction
Principe I: réduire les pertes de chaleur au minimum
- Diminuer les déperditions thermiques par transmission: pour ce faire, le coefficient de transmission thermique des parois extérieures de la construction doit être inférieur à 0,15 W/m2K, voire 0,10 W/m2K pour des maisons de type unifamilial. Le coefficient de transmission thermique de la fenêtre, constituée du vitrage, de son intercalaire et du châssis doit être inférieur à 0,8 W/m2K. Le facteur solaire du vitrage doit, lui, être supérieur à 50% afin de pouvoir encore bénéficier des gains d'énergie solaire en hiver.
- Diminuer les déperditions thermiques par ventilation: L'approvisionnement en air frais est assuré par une ventilation à double flux. L'alimentation et l'extraction mécanique permettent d'optimiser la ventilation suivant les besoins et ce, indépendamment des conditions climatiques extérieures. Pour réduire les déperditions liées à la ventilation, la « maison passive » sera obligatoirement équipée d'un ventilateur avec récupérateur de chaleur. Le taux de récupération doit être au moins égal à 75%. Dans ce même souci de réduction de la consommation d'énergie, il est précisé que le ventilateur ne peut consommer plus que 0,4 Wh par mètre cube de volume d'air acheminé. L'efficacité thermique du système de ventilation peut être aisément améliorée par l'usage d'un puits canadien.
Les pertes de chaleur par transmission sont très réduites grâce à une isolation thermique renforcée si bien que les pertes calorifiques par « infiltration » d'air deviennent prépondérantes et constituent la principale source de perte de chaleur. C'est pourquoi, une attention toute particulière doit être portée à la réalisation de l'étanchéité du bâtiment (celle-ci est mesurée par le procédé Blow-Door). Un système de ventilation mécanique avec récupération de chaleur (au moins de 80%) est utilisé afin de fournir de l'air frais aux habitants et d'extraire les mauvaises odeurs de cuisine ou les polluants (vapeur toxique de vernis de meuble par exemple).
Le besoin en chaleur est si faible (inférieur à 10W/m²) que la ventilation mécanique peut l'assumer en totalité. Un système de répartition calorifique supplémentaire (par exemple radiateur ou chauffage par le sol) n'est pas nécessaire. L'air extérieur est au préalable préchauffé dans un échangeur à chaleur souterrain. Dans le récupérateur de chaleur, cette air est réchauffé par la chaleur cédée par l'air extrait et est amené à température souhaitée par un registre de post-chauffage.
Principe II: Maximiser les gains de chaleur
Le réchauffement général a lieu passivement:
- l'utilisation du chauffage solaire passif au travers des fenêtres ou des façades de verre;
- la chaleur perdue des appareils électriques et l'habitant.
Sur la base des faibles besoins en énergie de chauffage, une maison passive devrait pouvoir fonctionner sans un chauffage conventionnel, mais avec un simple chauffage d'appoint.
Avantages
- Conservation de la valeur à long terme.
- Moins de problèmes d'humidité.
- Plus de confort grâce à un meilleur équilibre de la température et de l'humidité.
- Une meilleure qualité de l'air.
- Une réalisation au moyen de matériaux traditionnels et de principes de la construction bien connus.
- Economiquement attrayant à cause de frais de chauffage minimaux.
- Ecologique: protection des ressources, émission réduite de CO2.
Les quatre piliers du standard « maison passive »
Par rapport à un bâtiment traditionnel, une « maison passive » présente bien des avantages. Elle nécessite jusqu'à 90% d'énergie en moins, offre un meilleur confort thermique et garantit une excellente qualité de l'air. L'idée principale est très simple : les déperditions de chaleur sont réduites à un point tel qu'un système de chauffage conventionnel ne s'avère plus nécessaire. Ce type de bâtiment est nommé « maison passive » en référence à l'absence d'un chauffage actif et au recours à des mesures constructives principalement passives.
Ainsi, alors que le besoin d'énergie de chauffage d'une maison classique s'élève à environ 220 kWh par mètre carré de surface chauffée par année, celui d'une maison passive est réduit à 15 kWh par mètre carré par an. Comment parvenir à une telle performance ? Il suffit de prendre en compte les quatre principes suivants, que nous appelons les quatre piliers de la « maison passive ».
Premier pilier: L'isolation thermique
Emballée chaudement dans une épaisseur importante d'isolation thermique, la « maison passive » subit une perte de chaleur très limitée. Les besoins en chauffage encore nécessaires sont presque réduits à néant. Ici, des « radiateurs » qui passent habituellement inaperçus - la chaleur humaine, les appareils électroménagers et l'éclairage - commencent à prendre toute leur importance. Cette chaleur gratuite était généralement négligeable dans les bâtiments traditionnels étant donné que ces bâtiments étaient peu, voire pas du tout, isolés.
Là où l'isolation thermique est traditionnellement épaisse de huit à dix centimètres, elle peut dépasser les trente centimètres dans « une maison passive ». L'absence d'investissement dans un système de chauffage traditionnel entraîne une diminution considérable des coûts énergétiques annuels.
Deuxième pilier: L'aération
Le deuxième pilier du concept de « maison passive » est la ventilation en fonction des besoins. Elle assure continuellement une parfaite qualité de l'air interne et cela indépendamment des conditions climatiques externes. C'est, en quelque sorte, le cœur de la « maison passive ».
Un ventilateur mécanique à double flux avec récupération de chaleur insuffle de l'air frais dans les espaces de vie et extrait l'air vicié des espaces utilitaires. Moyennant un échangeur de chaleur efficace, l'air frais est préchauffé par la chaleur de l'air vicié évacué sans mélanger les flux.
Avec un tel système de ventilation, la crainte de ne plus pouvoir ouvrir les fenêtres est injustifiée. On peut sans problèmes les ouvrir, mais contrairement aux bâtiments traditionnels, on ne le fait plus pour ventiler mais pour entendre ce qui se passe dehors !
L'avantage d'un tel système de ventilation est l'augmentation considérable de la qualité de l'air et du confort thermique, ce qui est tout particulièrement favorable pour les personnes allergiques aux pollens et aux poussières car, grâce à des filtres efficaces, l'air extérieur et débarrassé de ces agents allergènes. Ce système reste trés couteux en énergie et entretien !
Troisième pilier: La fenêtre
La fenêtre est, d'un point de vue thermique, le maillon faible de la paroi extérieure. C'est à travers elle que se perd la plus grande partie de la chaleur. Mais, dans le même temps, elle laisse pénétrer le rayonnement solaire qui participe à chauffer le bâtiment.
Dans la « maison passive », la déperdition de chaleur d'un double vitrage traditionnel est encore diminuée de moitié par l'utilisation d'un triple vitrage à basse émissivité. Le point faible n'est désormais plus la surface vitrée, mais bien le châssis de fenêtre, ce qui mène à favoriser un nombre restreint de grandes surfaces vitrées plutôt qu'une multitude de petites fenêtres.
L'utilisation d'un triple vitrage augmente le confort thermique par l'absence d'un rayonnement froid à sa proximité. Par ailleurs, l'utilisation de fenêtres de grande taille laisse pénétrer plus de chaleur et de lumière naturelles.
Quatrième pilier: Les ponts thermiques et l'étanchéité à l'air
Des ponts thermiques peuvent provenir, d'une part, d'une mauvaise conception des détails et, d'autre part, d'une exécution non appropriée sur chantier. C'est pourquoi une « maison passive » doit être conçue et construite d'une manière méticuleuse. La suppression des ponts thermiques permet de diminuer les pertes de chaleur mais aussi d'éviter les pathologies dues à la condensation sur les parois froides de l'humidité contenue dans l'air intérieur
Par ailleurs, une bonne étanchéité à l'air augmente le confort, diminue les pertes et évite tout problème de condensation dans la paroi, ce qui peut provoquer la ruine du bâtiment. D'autre part, c'est cette bonne étanchéité à l'air qui garantit le bon fonctionnement de la ventilation mécanique.
Avec le standard de la « maison passive », l'habitant dispose d'un bâtiment garantissant un grand confort thermique et une qualité constructive supérieure, ceci grâce à une conception intelligente et non grâce à une infrastructure technique démesurée.
Histoire
Le concept de « maison passive » a été élaboré en 1988 par l'institut « Wohnen und Umwelt » (habitat et environnement) de Darmstadt, en Allemagne, avec la collaboration de l'université de Lund, en Suède. Le premier prototype de maison passive fut réalisé à Darmstadt-Kranichstein, en 1991. Il fait, depuis lors, l'objet d'un monitoring approfondi. Depuis, plus de mille « maisons passives » ont été construites à travers l'Europe et de nombreux composants constructifs et techniques répondant spécifiquement aux exigences de ce type de bâtiment sont commercialisés
Voir aussi
- Le puits provençal ou puits canadien
- Construire son habitat
- Utilisation de l'énergie
- Les énergies renouvelables
- L'isolation
- La laine pour l'isolation
- Les toits végétaux
Webographie
- Novethic: Allemagne : succès croissant des maisons écologiques
- de.wikipedia.org: maison passive (de)
- http://www.passivhaus-institut.de/ (de,en)
- http://www.passiefhuisplatform.be/ (nl)
- http://de.wikipedia.org/wiki/Blow-door-Test (de)
