Bâtiments innovants & passifs

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Kirigami construction
60 rue Benjamin Baillaud, Bat E
31500 Toulouse


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Les informations ci-dessous sont issues du site PopUp House

Choisir les équipements adaptés en termes de chauffage, ventilation et climatisation est nécessaire pour bénéficier d'un confort optimal et pour limiter au maximum les dépenses énergétiques. Pour cela:

  • L'installation d'une VMC est obligatoire.
  • La puissance de chauffage doit rester limitée.
  • Dans certaines régions, un rafraîchissement ou une climatisation sont envisageables mais la climatisation doit également rester limitée.
  • La production d'Eau Chaude Sanitaire (ECS) par une source d'énergie renouvelable est recommandée.
  • Des systèmes combinés avec VMC, chauffage, refroidissement et même ECS existent.


Chaque projet est différent : une étude thermique complète du bâtiment permet d’orienter les choix architecturaux (casquettes, orientation et taille des vitrages, etc.) et le dimensionnement des systèmes à installer en fonction des besoins et du budget du maître d’ouvrage. 
Une simulation thermique dynamique (STD) permet de connaître de façon précise le comportement et les besoins énergétiques d’une maison, été comme hiver. En effet, un bâtiment à très faible consommation d’énergie ne se comporte pas comme un bâtiment traditionnel. Tous les experts du bâtiment, rassemblés à Marseille au congrès national du bâtiment durable en septembre 2016, ont mis l’accent sur la nécessité de passer par une STD pour concevoir des bâtiments performants.


» Pour un bâtiment passif : 
Le label PassivHaus (ou Bâtiment Passif) accepte un besoin de chauffage annuel maximal de 15 kWh/m² habitable, soit 1500 kWh pour une maison de 100m².

Ventilation

Une fois la maison chauffée, il faut répartir l’air chaud dans les différentes pièces. La ventilation mécanique contrôlée (VMC) joue ce rôle essentiel dans les maisons à basse consommation. Pour avoir une maison économe en énergie, il est conseillé d’installer une VMC double flux. Cette technologie permet de récupérer la chaleur (ou la fraîcheur) de l’air sortant pour augmenter (ou baisser) la température de l’air entrant. Par conséquent, une VMC double flux :

  • Minimise les besoins en chauffage et en refroidissement
  • Réduit la puissance de chauffe et de refroidissement à installer dans la maison
  • Améliore la qualité de l’air intérieur (les débits sont souvent plus adaptés que ceux d’une simple flux)



Comparaison VMC simple flux / VMC double flux:

  • VMC simple flux: l’air vicié est extrait depuis les pièces techniques vers l’extérieur, l’air neuf entre par les aérations (généralement au niveau des menuiseries). Les bouches hygroréglable permettent d'augmenter le débit quand l’humidité de la maison augmente. Les bouches autoréglables sont déconseillées dans une maison bioclimatique.
  • VMC double flux: l’air vicié est extrait depuis les pièces techniques vers l’extérieur en passant par un échangeur de chaleur. L’air extérieur passe par l’échangeur de chaleur pour être chauffé/refroidi par l’air vicié extrait de la maison et soufflé à l’intérieur en tant qu’air neuf à une température avoisinant la température intérieure.


Confort thermiqueConsommation de chauffage/refroidissementPuissance de chauffe à installerConsommation du ventilateurInvestissement financier
Simple FluxHumidité réduite.Inchangée. Pas de récupérateur de chaleur.Inchangée.~15 WInvestissement faible.Consommation de chauffage élevée.
Double FluxMeilleure qualité de l’air. Humidité réduite. Température intérieure stable.Fortement réduite. Récupération de 80 à 90% de la chaleur de l’air sortant.Réduite.Récupération de chaleur~40 WInvestissement moyen .Economies sur le chauffage.

Avantage de la récupération de chaleur hiver / été:

L’installation d’une VMC double flux n’empêche pas d’ouvrir les fenêtres. Une surventilation nocturne (ouverture des fenêtres la nuit et/ou bypass de la VMC) est très efficace pour régénérer l’air intérieur et rafraîchir la maison l’été.


» Pour un bâtiment passif : 
Une ventilation double flux est obligatoire pour atteindre le niveau de performance passif. Un puits canadien -ou provençal- permet de réduire davantage les besoins de chauffage et de refroidissement.

Chauffage seul

Grâce à la récupération de chaleur de la VMC double flux et à l’isolation du bâti, les besoins de chauffage peuvent être divisés par 10. Les équipements de chauffage à intégrer dans une maison bioclimatique serviront essentiellement d’appoint de chauffage, mais restent nécessaires.

Le reste des besoins de chauffage peuvent être assurés par :

  • Une pompe à chaleur
  • Un poêle à bois ou à granulés
  • Un chauffage à effet joule (électricité) sur certains projets.



Pompes à chaleur


Une pompe à chaleur (PAC) fonctionne à la fois avec de l’énergie thermique récupérée d’une source d’air, d’eau ou depuis le sol et avec un apport d’énergie électrique. Elle convertit les calories récupérés en chaleur ou en froid. 

Une PAC peut être branchée sur différents émetteurs chauds dans un bâtiment : radiateurs (PAC air-eau) ou soufflage d’air (PAC air-air). En mode chaud seul, une PAC permet de réduire la facture d'énergie grâce à un coefficient de performance supérieur à 2. 

Les maisons PopUp sont prévues avec un vide technique au plafond de 200 mm qui permet d’installer les gaines et diffuser l’air dans toute la maison. 

Dans les régions aux hivers doux, une pompe à chaleur en guise de système de chauffage, couplée à une VMC simple flux, peut suffire à maintenir un confort thermique avec une consommation minimale. 

Poêles

Un poêle à bois ou à granulés est adapté dans les régions froides mais il doit être étanche (relié à l’air extérieur) pour être compatible avec les maison passives. Il faut être attentif à :

  • Ne pas surdimensionner la puissance (< 5kW)
  • Choisir un modèle équipé d’un système thermostatique

Une étude thermique est nécessaire pour dimensionner au mieux ce système à énergie renouvelable. 

Lors de l’installation d’un poêle, la RT 2012 requiert l’installation supplémentaire de radiateurs électriques dans les pièces telles que les chambres et les pièces humides. 

La combinaison avec une VMC double flux est idéale car l'installation d'une bouche d’extraction près du poêle permet de récupérer un maximum de chaleur et d'améliorer la répartition de la chaleur dans la maison. 

Chauffages à effet joule

Le chauffage à effet joule est adapté à certains projets où la climatisation n’est pas nécessaire. 

Le couplage avec des panneaux photovoltaïques permet d’être fourni en électricité issue d’une énergie renouvelable réduisant ainsi l’impact environnemental de cette solution toute électrique.

  • Batterie électrique sur soufflage de la ventilation : Option chiffrable avec le réseau de soufflage de Geco.
    Réaliser le chauffage par le biais de la ventilation seule demande une étude thermique poussée pour vérifier que les puissances nécessaires n'engendrent pas d’inconfort dû au débit d’air soufflé. Il est conseillé d’ajouter un autre système de chauffage pour les appoints de chauffage.
  • Radiateurs électriques : conseillés dans les salles de bains pour le confort, ou système d'appoint de chauffage.
  • Plancher chauffant électrique : installé en film sous plancher ou en fil intégré dans la colle à carrelage


Systèmes à éviter

  • Plancher chauffant hydraulique : ce système est inadapté dans le cas de bâtiments à faible inertie. En effet, son manque de réactivité entraînerait une dégradation du confort. De plus, le coût n’est pas justifié par rapport aux faibles besoins de chauffage.
  • Chauffage au gaz ou au fioul, sources d’énergie non renouvelables et à fort impact carbone. Nous privilégions l’électricité car c’est le type d’énergie qui est de plus en plus issu de sources d'énergies renouvelables (solaire, éolien, hydroélectricité, …).
  • Cheminée :
    • Foyer ouvert : Les feux de cheminées à foyer ouvert sont interdits dans certaines régions. Par ailleurs ils sont incompatibles avec les maisons à forte étanchéité.
    • Foyer fermé : ils sont conçus pour avoir un meilleur rendement et ont rarement une puissance inférieure à 10 kW. Cette puissance de chauffe importante les rend donc incompatibles avec la majorité des maisons à forte étanchéité (surchauffes garanties).



Chauffage + Rafraîchissement

Dans les climats où le bâtiment nécessite un refroidissement actif, le choix des solutions techniques est plus restreint :

  • Installation d’une pompe à chaleur réversible (système thermodynamique)
  • Installation d’un puits canadien


Pompe à chaleur réversible

La pompe à chaleur réversible agit sur l’air (PAC air-air). Une version en gainable permet une intégration plus discrète au niveau visuel et sonore que pour une version multi-split (émetteurs type ventilo-convecteurs apparents). Les équipements d'une PAC gainable comprennent des bouches soufflantes, un élément de récupérateur d'air extérieur et une télécommande pour programmer et contrôler le système. 

Puits canadien ou provençal

Le puits canadien récupère l’énergie thermique du sol pour chauffer ou refroidir une maison. C’est une solution qui permet de faire plus d’économies d'énergie mais qui doit être dimensionnée avec soin pour pouvoir remplacer une climatisation active. 
Cette solution dépend de la qualité du sol. Une étude de sol rigoureuse est donc nécessaire pour s’assurer de ne pas trouver de rochers à moins de 2 mètres de profondeur.


Atout : placée en entrée de VMC, le puit canadien apporte un préchauffage de l’air en hiver et un refroidissement en été sans consommation électrique supplémentaire.

Cette solution est très bien adaptée aux régions aux forts écarts de température entre l’été et l’hiver.

Deux types de systèmes existent :

Puits aérauliquePuits hydraulique
La chaleur thermique du sol est récupérée à travers une circulation d’airLa chaleur thermique du sol est récupérée à l’aide d’un circuit d’eau enterré

Eau Chaude Sanitaire

La réglementation actuelle (RT2012) n'autorise plus l'installation de chauffe-eau électrique dans les bâtiments neufs.

Plusieurs solutions s'offrent désormais à vous:

  • Installer un chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur ou un chauffe-eau solaire individuel pour rester cohérent avec la notion de maison passive et faire appel à une source d'énergie renouvelable. Les deux cas permettent de valider l’apport en énergie renouvelable demandé par la RT 2012. Le choix de la technologie à utiliser dépend de l’étude thermique du bâtiment et du budget du maître d’ouvrage.
  • Moins connus que les VMC double flux, les récupérateurs de chaleur au niveau de l’écoulement de la douche récupèrent la chaleur des eaux grises. Ce genre de système permet d’apporter de l’eau préchauffée au ballon d’eau chaude et donc des économies d'énergie intéressantes.

Systèmes combinés

Il existe aujourd’hui des solutions combinant plusieurs fonctions dans un même équipement:

  • VMC + chauffage + refroidissement
  • VMC + chauffage + refroidissement + ECS

Ce sont les VMC double flux thermodynamique, qui permettent de ventiler, chauffer, climatiser et même de chauffer l'ECS avec un seul et même produit. Ils ont comme avantages :

  • Installation facilitée
  • Encombrement faible (- de 2m²)
  • Puissance pour chauffer et refroidir limitée (2.5kW)

Leurs coûts pouvant être importants, il faut vérifier le dimensionnement de la machine par rapport aux besoins et bien en comprendre les valeurs de performance communiquées. Pour cela, une étude thermique complète est nécessaire.