Comment construire une maison BBC ?

Les progrès technologiques sont partout.

En électronique, chaque trimestre voit un nouveau produit encore plus performant que le précédent. L’automobile est une industrie très importante dans le monde et a fait de gros progrès : la consommation moyenne d’une voiture a diminué de près de 30% entre 1980 et 2010, passant de 10l/100km à 7l/100km

La construction des maisons a fait des progrès beaucoup plus spectaculaires : La consommation d’énergie moyenne d’une maison neuve a été divisée par 3 sur la même période, passant de 450kWhep/m²/an à 150kWhep/m²/an et l'a été à nouveau depuis 2013, passant de 150kWhep/m²/an à 50kWhep/m²/an. Si l’automobile avait fait les mêmes progrès, nos voitures ne consommeraient plus que 1l/100km.

Les maisons individuelles parviennent à une telle amélioration par 3 optimisations conjointes indispensables. Vous pouvez en découvrir le détail en cliquant sur les mots ci-dessous. Ce sont tous les aspects que nous évaluerons lorsque nous concevrons votre maison : Si vous avez des questions supplémentaires, c’est normal, contactez-nous et nous en discuterons.

Concevoir avec la nature

Concevoir avec la nature : C’est avoir en tête à chaque instant tous les phénomènes naturels locaux de façon à maximiser les effets favorables et minimiser les défavorables

Le Climat

• Le soleil :
  • Connaître précisément la course du soleil dans le ciel au point de construction, en été, en hiver
  • Maximiser les apports solaires dans la maison en hiver, les minimiser en été
  • Concevoir des masques solaires réellement efficaces, mesurer précisément leur capacité d’occultation en été et en hiver, selon les orientations et les ouvertures vitrées
• Les autres éléments météorologiques :
  • Les vents : se protéger des vents froids, du mistral venant du nord ou de l’ouest
  • Les pluies : prendre en compte l’orientation habituelle des pluies, le marin venant du sud-est

L’environnement

• L’environnement lointain, les panoramas, les vues
• L’environnement proche, la morphologie du terrain, les accès, les ombres, l’aménagement extérieur projeté
• Votre mode de vie :
  • Vie en intérieur ou en extérieur
  • Habitudes pour les volets, fenêtres, l’aération
  • Pièces les plus utilisées, enfants, visiteurs, …

L’architecture

Combiner les éléments ci-dessus par une forme de maison, une orientation, des volumes tampons (garage, cellier, auvent), des ouvertures, des aménagements, par exemple :

• Une forme ramassée (cubique) est naturellement plus performante qu’une forme allongée (rapport entre la surface d’enveloppe extérieure et la surface habitable intérieure)
• Un garage accolé à la façade nord de la maison réduit les déperditions
• Une baie vitrée au sud protégée par un auvent correctement dimensionné laisse pénétrer des apports solaires significatifs en hiver, sans pénaliser le confort d’été

L’écologie

Au-delà du thermique, profiter du reste et éviter le mauvais:

• Récupérer l’eau de pluie, a minima pour un usage extérieur (arrosage, piscine) voire pour un usage intérieur après traitement (chasses d’eau, lessive)
• Éviter les produits nocifs, composés organiques volatils, …

Un bâti très protecteur

Un bâti très protecteur : une enveloppe idéalement étanche aux calories sortantes (hiver) ou entrantes (été)

Le plancher

Le plancher bas :

• Résistance thermique visée R > 5 m².°C/W
• Isolation par le dessous, par une forte épaisseur de polystyrène continue en sous-face
• Rupteurs de ponts thermiques en périphérie du plancher
• Éventuellement, isolation intérieure verticale des soubassements et refends de fondations
• Isolation complémentaire au-dessus de la dalle en cas de plancher chauffant (polyuréthane)

Les murs

• Résistance thermique visée R > 4 m².°C/W
• Utilisation possible de matériaux de construction partiellement isolants : terre cuite (brique), silice expansée (Siporex)
• Isolation verticale, le plus souvent intérieure, en polystyrène, laine de verre, laine de roche, ou isolant biologique (mouton, cellulose : coton, chanvre, bois), avec une épaisseur d’au moins 10cm.
• Rupteur de pont thermique pour le plancher d’étage éventuel
• En cas de garage intégré à la maison, la cloison entre garage et habitable est isolée comme un mur extérieur. 

Les ouvertures

Les portes et fenêtres :

• Résistance thermique visée R > 0,7 m².°C/W
• Vitrages doubles 4/16/4 à gaz peu émissif (argon) et à bords chauds (intercalaire isolant non métallique)
• Parfois vitrages triples mais en façade nord uniquement pour ne pas réduire les apports solaires d’hiver
• Menuiseries à rupture de ponts thermiques, en PVC (5 chambres) ou en aluminium (rupteur)
• Volets sur la majorité des ouvertures, ce qui réduit les déperditions nocturnes et protège en été
• Porte d’entrée isolée (bois, acier ou aluminium), plutôt qu’une porte en chêne massif très belle mais ‘passoire’

Les plafonds

Les plafonds et les toits :

• Résistance thermique visée R > 7 m².°C/W
• Notre région recevant peu de neige, les toitures ont une pente faible (17°=30%), ce qui conduit à des combles de hauteur réduite, non aménageables. Cet espace est donc utilisé librement pour isoler le plafond haut, sans contrainte d’encombrement.
• Isolation horizontale, le plus souvent sur le plafond (sinon sous la couverture), en laine de minérale soufflée (ou déroulée), ou isolant biologique (mouton, cellulose : coton, chanvre, bois), avec une épaisseur pouvant dépasser 30cm (peu coûteux en fourniture et en espace consommé)

L’étanchéité à l’air

Étanchéité à l’air :

• Les calories s’échappant beaucoup moins à travers l’isolation renforcée, les pertes seront relativement plus importantes par le flux d’air sortant. Un flux d’air est indispensable pour ventiler la maison mais doit être contrôlé pour éviter un refroidissement inutile. Notamment toute fuite parasite doit être réduite, notamment :
  • Les pénétrations de tuyaux dans le bâtiment (eau, électricité, évacuations, …) doivent être calfeutrées.
  • La périphérie des menuiseries extérieures et des plafonds doit être jointée.

Des équipements performants

• Chauffage,
• pompes à chaleur,
• climatisation,
• eau chaude,
• ventilation

Le Chauffage, c’est très important, mais de moins en moins !

L’économie

L’amélioration de l’isolation du bâti a divisé par 10 le besoin de puissance depuis 40 ans : de 400kWhep/m²/an en 1970 à 40kWhep/m²/an en 2017 pour une maison BBC autour d’Aix en Provence. Cette consommation globale inclut le chauffage, la production d’eau chaude ainsi que la ventilation et l’éclairage. Pris séparément, le chauffage représente entre le quart et la moitié, soit environ 15kWhep/m²/an. De plus, si l’énergie utilisée est l’électricité, affectée d’un coefficient d’énergie primaire de 2,58, cela signifie que la consommation réelle de chauffage est de 15/2,58 = 6kWh/m²/an. Pour une maison de 170m²SHON, cela fait 1020kWh/an, soit environ 150€/an, moins de 13€/mois, c’est-à-dire beaucoup moins qu’un abonnement téléphonique ou internet. A ce niveau là, ce n’est plus l’économie de consommation que l’on doit rechercher, mais le confort et l’économie d’investissement et d’entretien.

Le confort

Le confort provient essentiellement du bâti, et ensuite de votre mode de vie dans la maison : Êtes-vous présent tous les jours ? Partez-vous en week-end ? Aimez-vous avoir les fenêtres ouvertes ? Êtes-vous habitué à fermer les volets en journée l’été ? A quelle température aimez-vous dormir ? Aimez-vous régler et entretenir votre système de chauffage ? Autant de réponses indispensables pour comprendre vos besoins de pilotage de votre température intérieure, notamment :

• Besoin de climatisation ?
• Besoin de réactivité thermique ? (remontée rapide en température après une absence)
• Besoin de systèmes différenciés par zone ? (séjour/chambres)
• Besoin d’un système sans entretien ?

Le chauffage électrique

Le chauffage électrique (effet Joule = transformation directe d’électricité en chaleur) retrouve une légitimité dans les maisons BBC en Provence.

• Les convecteurs sont les plus économiques mais générateur de flux d’air parfois gênants
• Les radiants ou rayonnants apportent une chaleur plus douce et directe, mais requièrent un espace dégagé pour fonctionner au mieux
• Les radiateurs à inertie ou accumulation offrent une diffusion encore plus stable mais sont moins réactifs aux variations externes
• Le plancher rayonnant électrique permet cette sensation agréable de sol chaud, mais comporte une inertie importante, pénalisante lors des fortes variations de température extérieure.
• Le plafond rayonnant encore peu utilisé

Le chauffage à circulation d’eau chaude

La circulation d’eau chaude (chauffage central) apporte une uniformité des températures et évite le dessèchement de l’air. L’investissement initial est significatif par la mise en place du réseau intérieur, que ce soit en sol ou avec émetteur mural (radiateurs). Les systèmes récents permettent une régulation fine par pièce. Le générateur de chaleur peut être :

• Une chaudière : fréquemment Gaz, de plus en plus rarement Fioul, parfois Bois (granules). Une chaudière Gaz peut être alimentée par le réseau de gaz de ville ou bien par une citerne extérieure ou enterrée. Les chaudières à condensation obtiennent de très bons rendements. Ces chaudières peuvent produire économiquement l’eau chaude sanitaire à la demande (ce qui impose de les laisser en fonctionnement l’été).
• Une pompe à chaleur : voir ci-dessous

Les pompes à chaleur

Les pompes à chaleur (PAC) puisent des calories à l’extérieur (froid) pour les transférer à l’intérieur (chaud). Les PAC réversibles permettent aussi de climatiser la maison. Les principaux systèmes sont :

• Split Air-Air : le plus économique à l’investissement, mais comportant plusieurs équipements visibles et générateur de flux d’air parfois gênants
• PAC Air-Air Gainable : la distribution d’air chaud se fait dans le plafond (plénum) pour toutes les pièces
• PAC Air-Eau : Réchauffe l’eau qui circule dans le plancher ou les radiateurs. Peut aussi produire l’eau chaude sanitaire
• Géothermie : Puise les calories dans le sol, en surface ou en profondeur ou dans une nappe souterraine pour réchauffer de l’eau. Peut aussi produire l’eau chaude sanitaire

La climatisation, ou le rafraichissement, est un plus indéniable, mais n’est pas toujours indispensable même autour d’Aix en Provence. Une maison bien conçue et protégée des apports solaires en été, et bien gérée (ouvertures fermées aux heures chaudes et ouvertes aux heures fraiches) reste agréable pendant toute la saison. Si vous tenez à une climatisation, plusieurs systèmes sont disponibles, tous basés sur une pompe à chaleur (PAC, voir ci-dessus) permettant aussi le chauffage. A noter qu’une PAC Air-eau ne peut permettre qu’un rafraichissement limité pour éviter les condensations intérieures.

Eau chaude sanitaire

• Cumulus : le ballon traditionnel, une simple cuve équipée d’une résistance chauffante et d’un thermostat (et d’une électrode pour réduire la corrosion intérieure). Très économique à l’installation, sans entretien, à remplacer environ tous les 10 ans.
• Chaudière : Si le chauffage est obtenu avec une chaudière, il est souvent optimum d’en tirer aussi l’eau chaude sanitaire. Le ballon d’accumulation peut être à l’intérieur ou à l’extérieur de la chaudière. Impose un fonctionnement de la chaudière en été.
• Chauffe-eau solaire : En Provence, un Chauffe-eau solaire couvre environ 75% de la consommation d’eau chaude, avec 4m² de capteurs en toiture. C’est un investissement réel sur le long terme. Ne pas négliger le contrôle régulier du fluide caloporteur et son remplacement tous les 4 à 8 ans.
• Chauffe-eau thermodynamique : En fort développement, c’est un simple ballon dont la résistance chauffante a été remplacée par une PAC spécialement dimensionnée. Si la PAC est sur le ballon, il est placé dans un espace d’au moins 20m³ non chauffé (garage) contiguë au volume chauffé, ou bien raccordé à l’extérieur par un gainage aéraulique. La PAC peut aussi être installée à l’extérieur. Un peu moins performant qu’un chauffe-eau solaire et un peu bruyant, mais moins cher à installer et moins d’entretien.
• Boucle sanitaire : Lorsque le point d’utilisation (puisage) d’eau chaude est éloigné du point de production, il faut faire couler de l’eau pour obtenir de l’eau chaude, ce qui entraîne une surconsommation. Une boucle sanitaire maintient l’eau chaude en circulation dans les canalisations principales, éliminant ce délai d’attente.

Ventilation

Ventilation : Une maison saine est ventilée, pour évacuer l’humidité, les odeurs, les pollutions intérieures, en évitant de trop refroidir la maison. Depuis 1982 tout logement est équipé d’une ventilation mécanique contrôlée (VMC) incluant des entrées d’air neuf (grille d’aération) dans les pièces de vie (chambres, séjour), des extracteurs d’air vicié dans les pièces humides (SdB, WC, cuisine), et un ventilateur aspirateur rejetant l’air vicié à l’extérieur. Ces équipements se sont améliorés depuis 30 ans, pour ajuster le débit de chaque pièce à son besoin, et maintenant pour minimiser les pertes de calories de l’air extrait.

• Simple flux hygro A : Chaque bouche d’aspiration en pièce humide est équipée d’un capteur d’humidité ajustant l’ouverture de cette bouche et donc son débit.
• Simple flux hygro B : De plus, chaque entrée d’air en pièce de vie est équipée d’un capteur d’humidité ajustant l’ouverture de cette bouche et donc son débit.
• Double flux : C’est un système beaucoup plus conséquent incluant un second ventilateur aspirant l’air frais pour l’insuffler dans chaque pièce à travers des gaines parcourant la maison. Sur son trajet, l’air frais traverse un échangeur thermique et se réchauffe en récupérant les calories de l’air vicié extrait.
• Puits thermique : La température du sol varie dans l’année beaucoup moins que la température de l’air extérieur. Ainsi, faire circuler l’air neuf dans le sol avant de l’injecter dans la maison permet de recevoir un air tempéré en toutes saisons.