Concevoir un bâtiment performant

Préalablement à toute démarche environnementale, un bâtiment performant est une construction empreinte de bon sens dans sa conception :

En effet, dans un bâtiment, à quoi bon mettre en oeuvre des isolants les plus performants, donc les plus coûteux, si, en 1er lieu, la construction ne répond pas au bon sens paysan bien connu de nos ancêtres ? Avez-vous vu une ferme dont la façade principale est orientée au nord ? non, en cette orientation on trouve généralement des pièces secondaires telles que cellier, cave, pressoir, etc...

Pour moi, le bon sens doit être un préalable obligatoire aux technologies les plus sophistiqués, ces dernières étant nécessairement consommatrices d'énergie pour être élaborées, conçues puis construites.

Mais que l'on ne me fasse pas dire ce que je n'ai pas dit : oui il faut économiser l'énergie, oui il faut développer les énergies non-fossiles telles que l'éolien, le solaire passif, etc...

Par contre, cette technologie ne palliera jamais une mauvaise conception comme par exemple des fenêtres orientées au nord ; le meilleur des vitrages ne pourra pas empêcher les déperditions !

Donc, pour qu'une construction soit performante il faut avant toute chose que ses besoins soient faibles grâce à la très grande qualité du clos-couvert.

Et dans le même esprit, l'énergie la plus respectueuse de l'environnement et la plus économique, c'est l'énergie qui n'est pas consommé.

Une construction empreinte de bon sens, c'est :

• une orientation principale privilégiant les ouvertures orientées au sud, et modéremment à l'est et à l'ouest ;
• prohiber les ouvertures orientées au nord exceptée éventuellement une porte d'entrée laquelle sera alors obligatoirement munie d'un sas (surface d'env. 2 m² située entre les 2 portes) ;
• des pièces secondaires, telles que : cellier, cave, wc, vestiaire,... séparées des pièces à vivre par une porte. L'ensemble de ce volume nécessitera une température moindre (17-18°C) que les pièces à vivre (19-20°C) et jouera alors le rôle de pièces tampon ;
• des avants toits permettant d'amortir le rayonnement estivale lorsque le soleil est au plus haut, sans empêcher les rayons hivernaux d'inonder les pièces ;
• prévoir une ventilation naturelle par des ouvrants en imposte (parties hautes des baies) protégeant ainsi contre les surchauffes estivales, notamment les pièces en comble ;
• prévoir des volets protégeant les baies des déperditions hivernales ;
• concevoir une toiture sous forme de terrasses (partielles ou totales) végétalisées pour offrir une parfaite isolation face aux déperditions (75% du total de sdéperditions d'une maison) de toiture ;
• ...

Ces contraintes ne sont pas contradictoires avec des constructions à l'architecture contemporaine, bien au contraire.

Les différents modes traditionnels de chauffage : 

• ELECTRICITE : 

Sous l’appellation "radiateur électrique" ont retrouve différents principes : convection, radiateurs à inertie, radiateurs radiants et rayonnants, à accumulation...

Le principe général du radiateur électrique est le suivant : une résistance électrique chauffe un fluide généralement l’air ambiant ou un noyau réfractaire en brique contenu dans l'appareil. Ce dernier emmagasine alors la chaleur pour la restituer petit à petit de manière homogène, du sol au plafond.

Convecteur électrique : l’air ambiant entre par la partie basse et se réchauffe au contact d’une résistance électrique. L’air chaud étant plus léger que l’air froid, il ressort alors par une grille située sur l’avant de l’appareil.

L’air réchauffé circule ainsi dans la pièce du bas vers le haut.

Radiateur à fluide caloporteur : renferme un fluide liquide chauffé par une résistance. Dans ce fluide est plongée une résistance chauffante. Il assure le transport de la chaleur au sein du corps de chauffe pour une chaleur homogène. Ces appareils reviennent chers à l’utilisation.

Radiateur à inertie : radiateur à fluide caloporteur conçu pour offrir une surface d'échange thermique importante. Offre une alternative à l’installation d’un chauffage central classique. S’adapte aux grandes pièces pour un coût d’utilisation très économique.

Radiateur rayonnant : fonctionne avec une résistance chauffant une plaque qui diffuse sa chaleur à tous les objets ou parois environnants, qui à leur tour réchauffent la pièce. La chaleur est ainsi répartie de manière homogène dans toute la pièce. Plaque généralement protégée par une grille ou une façade en verre laissant passer la chaleur.

Radiateur soufflant : fonctionne avec un ventilateur aspirant et pulsant l’air de la pièce à travers une résistance chauffante. Circulation accélérée de l’air pour un réchauffement très rapide. Démarre très rapidement et donne la sensation d'un «courant d'air chaud». Souvent utilisé dans une salle de bains, mais attention à la proximité de la baignoire et/ou de la douche et du périmètre de sécurité obligatoire.

Radiateur radiant : composé de fins panneaux de grande dimension renfermant des résistances. Permettent de fournir une chaleur de convection et de rayonnement. Avantage : diffusent une chaleur uniforme et continue et ne dessèchent pas l'air.

Radiateur à bain d’huile : fonctionne grâce à des résistances électriques baignant dans de l'huile.

Plancher rayonnant : procédé de chauffage électrique direct. Principe : des câbles électriques chauffants sont placés dans une chape de faible épaisseur (env.50 mm.) laquelle a été mise en œuvre sur un isolant thermique. Ces câbles assurent la totalité du chauffage de la pièce. Le plancher diffuse une chaleur douce qui se propage de façon homogène.

• BOIS :

C’est une énergie renouvelable dans la mesure où le volume de bois prélevé ne dépasse pas l’accroissement naturel de la forêt. Tout le CO2 émis lors de la combustion du bois est absorbé pendant la croissance des arbres replantés.

Le bois fournit à notre pays 9 millions de tep (tonnes équivalent pétrole). Ce qui représente 4 % de la production totale d’énergie. Le bois est la 2^ème énergie renouvelable après l’hydraulique.

Une maison individuelle sur deux, soit 6 millions de résidences principales en France, utilise le bois comme source de chauffage, accessoire ou principale. Si la bûche reste la forme la plus symbolique, et la plus utilisée, le combustible bois a des origines variées (sciure, écorce, copeaux, découpes, emballages, etc.) et des formes d’utilisations nouvelles (granulés, plaquettes, etc.).

Ces dernières années, les poêles et inserts de cheminées ont fait d’énormes progrès en termes de rendement. Celui-ci est passé de 50 % à 85 % en une vingtaine d’années. De plus, les appareils modernes réduisent considérablement les émissions de CO2 et suppriment la pollution par le souffre. Ils sont maintenant équipés d’une chambre de combustion et d’un ventilateur extracteur piloté par sonde pour contrôler le niveau d’oxygène nécessaire.

Attention toutefois aux bois récupérés : la combustion de bois de mauvaise qualité libère de nombreux polluants. C’est le cas des bois « souillés » issus de récupération (chantiers de démolition, vieux meubles, bois échoués en bord de mer, etc.) qui contiennent des produits toxiques et/ou corrosifs : produits de traitements, vernis, peinture...

• GAZ :

Conditionnés en bouteille, ou en bonbonne, située alors en dehors de la construction, ce sont des gaz inertes non toxiques, entièrement combustibles et possèdant un haut pouvoir calorifique.

Le gaz peut être utilisé comme chauffage d'appoint, en complément d'une autre installation centrale. Le chauffage d’appoint au gaz se matérialise par les "poêles" à gaz : appareil mobile, souvent équipé de roulettes, fonctionnant au moyen d’une bouteille de butane ou propane. Le raccordement entre l’appareil et la bouteille s’effectue au moyen d’un tuyau et d’un détendeur.

Si les installations gaz sont contraignantes (réglementation complexe) et coûteuses à mettre en œuvre, le coût d’exploitation (les factures) s’en ressent.

• FIOUL : 

Le fioul ou fuel qui est un hydrocarbure dérivé du pétrole. Les chaudières au fioul très utilisées dans le passé séduisent de moins en moins à cause des contraintes liées au stockage du fioul et de l'augmentation continue du prix du pétrole. Cette énergie présente de plus l'inconvénient de ne pas être renouvelable et de ne pas aller dans le sens de la diminution de production de CO2.


Pour autant, les chaudières fioul bénéficient désormais des dernières performances dues à la récupération d'énergie dans les fumées. Cela donne des chaudières fioul à condensation produisant des rendements de combustion proche de 100%. De plus ces chaudières fioul permettent désormais de bénéficier de crédit d'impôt comme pour les chaudières gaz à condensation.

Le chauffage d’appoint au fioul se matérialise par les "poêles" à fioul. En permettant une modulation du chauffage selon les différentes pièces dans lesquelles il est installé, le chauffage à fioul procure un jeu de flammes, aussi convivial qu’un feu de bois. La chaleur est diffusée par convection et est rendue agréable par le rayonnement direct des surfaces d’échange de l’appareil.

Le solaire passif :

• Le mur trombe :

Un mur trombe est constitué d'un mur en maçonnerie teinté en noir, d'une lame d'air et d'un double vitrage en face extérieure.

Cette paroi permet d'accumuler de la chaleur et de la restituer dans la pièce adjacente, par thermo-circulation, via des orifices dans les parties basses et hautes du mur.

L'ouverture de ces orifices est régulée au moyen de grilles motorisées asservies à des capteurs d'ambiance.

Lorque le rayonnement solaire est suffisant, l'ouverture de la grille intérieure crée une circulation dans la lame d'air située entre le vitrage et le mur en maçonnerie lourde, qui s'échauffe au contact du mur.

Le solaire actif :

• Le capteur thermique :

Le chauffage solaire offre des perspectives d'économie et cela quelle que soit la localisation géographique puisque contrairement à certaines idées reçues, les régions froides et bien ensoleillées, certaines zones de montagne remplissent ces deux conditions, peuvent recevoir des capteurs solaires.

Le principe du chauffage solaire repose sur des capteurs thermiques récupérant la chaleur. La surface des capteurs mise en œuvre est généralement comprise entre 10 et 20 m².

Techniquement, le principe du chauffage solaire est le suivant : la température des capteurs solaires thermiques grimpe lorsqu’ils sont exposés aux rayons du soleil. La chaleur est alors récupérée grâce à un fluide caloporteur (eau + antigel), qui va s’échauffer dans un absorbeur (un tube de couleur noir) situé sous un vitrage.

Ce dernier laisse entrer la lumière du soleil et limite les pertes grâce à un rayonnement infrarouge de l’absorbeur. Les infrarouges restent prisonniers dans le capteur grâce à la vitre, c'est le principe de l'effet de serre.

• Le chauffe eau solaire :

Les capteurs peuvent être intégrés ou posés sur un toit revêtus d'ardoises ou de tuiles et dont la pente est > à 15° (ou 27%). Ils peuvent également être mis en oeuvre sur un châssis indépendant de la toiture lequel est alors posé sur le terrain ou une terrasse.

Depuis peu, il existe des chauffe-eau électrosolaire fonctionnant sur les heures creuses du marché (EDF par exemple).

• Le capteur photovoltaïque :

Un des avantages actuels de l'électricité produit grâce à ce type de capteur est le rachat du surplus des kilowatt/heure par EDF, à un tarif convenu et particulièrement avantageux.

Ce rachat est fixé par une loi de juillet 2006 obligeant EDF a débourser 55 centimes d' euro pour chaque Kwh produit par le soleil ... alors que ce même Kwh est revendu seulement 9 centimes d'euro aux particuliers.

• La géothermie :

Il s'agit d'une technique très ancienne puisque déjà dans l'antiquité certains établissements thermaux utilisaient l'eau réchauffée lors de son passage dans les couches chaudes de la croûte terrestre ! C'est la 1ère trace de la géothermie.

Le chauffage par géothermie consiste en :

1. capter l'énergie gratuite dans le sol grâce à un fluide frigorigène toujours plus froid que le sol ;
2. transformer cette énergie en chaleur utilisable par l'intermédiaire d'un générateur qui utilise juste la quantité d'électricité nécessaire au transfert.

La géothermie est donc une énergie économique car d'origine gratuite et renouvelable à l'infini, écologique car elle ne pollue pas.

Il existe 3 principaux systèmes de captage :

1. serpentin horizontal de capteurs à env. 60 cm. de profondeur ; il s'agit du système le plus répandau cale plus simple à mettre en oeuvre ;
2. sonde géothermique verticale à env. 80/90 m. de profondeur ;
3. pompage d el'eau dans la nappe phréatique

Pour plus d erenseignement consulter : www.avenir-energie.com

• Le puits canadien :

(à compléter)

• l'éolien :

Jusque-là réservé à une utilisation industrielle, installer une éolienne dans son jardin est désormais proposé aux particuliers : elle permet de récupérer l’énergie du vent pour produire de l’électricité qui servira à alimenter leur foyer.

Cadre légal :

La taille des éoliennes est située entre 3 et 11 mètres, contre 50 mètres pour les modèles traditionnels.

Si la hauteur de mât est inférieure ou égale à 12 mètres, aucune autorisation n’est requise.

D’un point de vue légal, une éolienne domestique peut donc être installée n’importe où.

Résultat : distributeurs et installateurs se multiplient dans l’hexagone et un modèle d’une puissance de 20 kilowatts suffit généralement à éclairer une maison de 200m².

Attention : pour bien fonctionner, une éolienne doit être suffisamment puissante, haute et être placée sur le point culminant d’un site très venteux.

Par contre, si l’éolienne mesure + de 12 m., il y a lieu de déposer une demande de permis de construire.

Rentabilité :

Depuis le 14 juillet 2007, la DRIRE -Direction Régionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement- ne délivre en effet plus de certificat ouvrant droit à une obligation d’achat hors des ZDE -zones de développement de l’éolien-.

Seul recours possible pour la personne intéressée par le rachat de son énergie éolienne : demander à la commune concernée d’engager les démarches pour devenir une ZDE. Un long parcours administratif en perspective !

Par ailleurs, le tarif de rachat des kilowatt/heures n’est pas jugé attractif : EDF s’engage à les racheter à seulement 7,8 centimes d’Euro, un prix 7 fois inférieur à celui accordé au photovoltaïque.

Sachant qu’une éolienne coûte environ 15.000 euros, il faudra env . 30 ans pour amortir l’installation, mais, la durée de vie d’une éolienne est seulement de 15 ans …

La seule aide financière à laquelle les particuliers peuvent prétendre est un crédit d’impôt de 50% à valoir sur l’achat de leur matériel, à condition toutefois que l’éolienne soit destinée à une résidence principale. Certaines régions (Languedoc-Roussillon, Rhône Alpes, …) encouragent l’achat de petites éoliennes en subventionnant également l’investissement.

En résumé, il est facile de se procurer et d’installer chez soi une éolienne mais il est difficile de la rentabiliser.

Le vitrage :

Le double vitrage est composé de 2 verres, généralement d’une épaisseur de 4 mm. séparés d’une lame d’air ou d’argon de 16 mm. et d’un film à basse émissivité qui recouvre l’une de ses deux faces.

Le triple vitrage, quant à lui, possède 3 couches de verre, généralement, d’une épaisseur de 4 mm. séparées de 2 lames d’air ou d’argon de 12 mm.

La valeur du coefficient thermique du double vitrage (Ug) est comprise entre 1,2 et 1,1 tandis que celle du triple vitrage est de 0,8.

En conséquence, le triple vitrage est un produit très performant.

Par contre, installer un triple vitrage s’est se priver des apports solaires passifs.

Il peut donc être installé sans problème sur une façade orientée plein Nord mais, par contre, sur les autres, son installation mérite réflexion. 

Comment concilier fraîcheur dans le logement et sobriété énergétique ?

Des solutions architecturales ou des techniques de construction adaptées, des comportements "de bon sens", une bonne aération et un brassage de l'air efficace permettent de régler le problème dans de nombreux cas : "la climatisation n'est pas une fatalité", rappelle l'Ademe(www.ademe.fr), même dans le sud de la France. Et si elle est nécessaire, il existe des solutions satisfaisantes pour limiter les coûts énergétiques et les risques pour l'environnement.

Mais pour les mettre en œuvre, il faut y penser à l'avance : un équipement acheté dans l'urgence, pour faire face à une situation exceptionnelle, risque fort de se révéler coûteux à l'usage et mal adapté.

Anticiper et mieux construire :

Dans les régions chaudes, les traditions de construction et d'agencement des pièces sont à privilégier car elles offrent des solutions intéressantes pour garder les maisons fraîches en été.
Le plan est simple et en règle générale, pensé comme traversant (ouvrant sur deux façades distinctes ou un patio, etc.) Il offre de bien meilleures possibilités de ventilation et sera plus confortable en été.

Pensez également à la conception des baies vitrées ou fenêtres qui apportent deux tiers des apports de chaleur en été. Taille, situation, protection, isolation, prenez le temps de bien choisi un matériau isolant été comme hiver et qui saura garder chaleur comme fraîcheur selon la saison.

Bien choisir les matériaux et leur mise en œuvre :

L'inertie thermique d'un bâtiment est sa capacité à stocker de la chaleur dans ses murs, ses planchers, etc. Plus l'inertie d'un bâtiment est forte, plus il se réchauffe et se refroidit lentement. Plus les murs sont épais et les matériaux lourds (pierre, brique pleine, terre crue, etc.), plus l'inertie est grande.

En l'absence de climatisation, une forte inertie est un atout pour le confort d'été de jour : elle amortit les pics de surchauffe. Une bonne ventilation la nuit devra permettre d'évacuer la chaleur accumulée pendant la journée.

Une bonne isolation d'hiver ne garantit pas une maison confortable l'été. En France, la plupart des logements sont isolés par l'intérieur, ce qui empêche de profiter de l'inertie des murs. Pour que l'isolation joue un rôle favorable dans le confort d'été, l'une des solutions les plus appropriées est l'isolation par l'extérieur.

Des règles simples et faciles à suivre :

•baies et fenêtres : réservez baies vitrées et grandes fenêtres aux façades sud ; à l'est, éclairé de face par le soleil du matin, des ouvertures plus modestes ; enfin méfiez-vous de l'ouest ! Là, pour éclairer sans surchauffe, privilégiez de petites fenêtres ou des dispositifs d'éclairage indirect ;

• fenêtres de toit : sur une toiture orientée au sud, elles apportent beaucoup de chaleur. Il est préférable de les réserver aux pans de toiture au nord et à l'est, et d'y prévoir des occultations extérieures efficaces ;

• pour occulter les ouvertures, les volets : Les volets roulants sont particulièrement bien adaptés aux exigences du confort d'été, mais les volets battants, les persiennes, etc., sont eux aussi efficaces ;

• pour ombrer les ouvertures, les protections solaires : Elles empêchent l'insolation directe des ouvertures mais laissent passer la lumière. Certaines sont légères, amovibles ou orientables, comme les stores ou les brise-soleil fixes ou orientables. Repliées ou enroulées l'hiver, elles laissent entrer le soleil.

D'autres font partie intégrante de la construction même : pare-soleil, écrans, auvents, balcons, débords de toit, etc.

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