S’engager dans un projet zéro énergie

Concevoir & construire

La construction d’un logement zéro énergie impose de prendre en compte la dimension énergétique du projet dès la phase de décision.

 

En effet le potentiel en énergie renouvelable du site d’implantation du bâtiment est un élément essentiel dans l’atteinte des objectifs espérés.

Dans le cas d’une construction neuve, trois aspects sont particulièrement importants :

  • Le potentiel de production photovoltaïque.
  • L’orientation du bâtiment afin d'optimiser les apports solaires.
  • L’accès éventuel à des ressources géothermiques.

 

Lorsqu’il s’agit d’un projet de rénovation, les contraintes urbanistiques, telles que l’impossibilité d’isolation extérieure des façades visibles de la rue, peuvent être déterminantes.

Les étapes clés d’un projet

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Évaluation économique du projet

 

Construire un bâtiment zéro énergie est une décision économiquement importante qui doit être évaluée sur une durée d’occupation raisonnable (25 ans en moyenne) et tenir compte des conditions de financement du crédit bancaire.

 

En prenant pour référence un bâtiment construit aux normes énergétiques minimales admises, on estimera, sur la période retenue, les économies d’énergie attendues dans le projet zéro énergie envisagé. Au final le bilan des économies devra excéder les surcoûts associés aux choix techniques du projet : qualité des châssis, performance et épaisseurs des isolants, contrôles des points d’attention…

 

Afin d’estimer les gains potentiels on basera l’estimation sur les prix actuels de l’énergie. D’autre part on tiendra compte du fait qu’un bâtiment zéro énergie accueille des équipements de chauffage moins puissants et donc moins onéreux.

 

En pratique le prix de l’énergie varie avec la conjoncture et il est soumis à l’inflation. Dans l’hypothèse probable d’une évolution à la hausse au cours des prochaines années les économies de consommation énergétique deviendront de plus en plus intéressantes dans la durée : Construire un bâtiment à très haute performance énergétique peut donc être considéré comme une assurance vis-à-vis des risques d’augmentation du cours de l’énergie. On notera à cet égard que l’augmentation de la taxe carbone telle que prévue par la COP21 pour lutter contre le réchauffement climatique conduira à terme (2030) à une augmentation de la facture de gaz de plus de 50%.

 

On doit cependant remarquer qu’un bâtiment zéro énergie n’est pas totalement protégé des variations du cours de l’énergie. En effet il reste connecté au réseau électrique et achète généralement l’électricité dont il a besoin la nuit ou les jours d’hiver gris. Or le coût élevé de cette électricité complémentaire est difficilement compensé par le rachat des surplus d’électricité renvoyés au réseau les jours ensoleillés. Afin de minimiser ce décalage, il convient de viser un taux d’autoconsommation de l’énergie photovoltaïque le plus élevé possible. Ainsi il est recommandé de faire fonctionner les appareils électriques lorsque la production photovoltaïque est à son pic (souvent en milieu de journée). La gestions des pompes à chaleur sera optimisé en exploitant l’inertie thermique du bâtiment et les ballons d’eau chaude sanitaire seront utilisés pour stockage temporaire.

Conception d’un bâtiment
à très haute performance énergétique

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1 : Privilégier les apports naturels

Privilégier les apports naturels

L’habitation sera pensée pour tirer profit au maximum des apports naturels :
Ainsi on réduira les surfaces vitrées en façade nord. En effet, ne recevant pas directement le soleil, elles ne contribuent pas à « l’effet de serre » qui réchauffe naturellement l’habitation.

 

En revanche, la protection des baies vitrées en façade sud par des pare-soleil peut aider à prévenir les surchauffes tout en laissant pénétrer le soleil d’hiver plus bas sur l’horizon.

 

On notera que, du point de vue du chauffage, les occultants intérieurs sont préférables aux volets roulants intégrés qui affaiblissent généralement l’isolation.

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2 : Isolation et étanchéité a l’air

Isolation et étanchéité a l’air

Les performances énergétiques d’un bâtiment dépendent étroitement d’un ensemble de facteurs qui seront soigneusement étudiés : 

  • L’isolation thermique de l’enveloppe du bâtiment est essentielle : murs, châssis, toiture, fondations. Les pertes thermiques étant proportionnelles à la différence de température intérieur/extérieur, la surface d’échange doit être minimisée (bâtiment compact) et le coefficient d’isolation optimisé (caractéristiques d’isolation homogènes entre les éléments).
  • Les ponts thermiques doivent être impérativement évités. Remarquons qu’une isolation extérieure laisse beaucoup moins de place aux ponts thermiques qu’une isolation intérieure.
  • L’étanchéité à l’air est à la fois essentielle et techniquement difficile à assurer sur la durée de vie du bâtiment. A cet égard, le béton coulé permet d’atteindre des performances remarquables. La pose des châssis, de pratique délicate doit être contrôlée en fin de chantier à l’aide d’une caméra thermique.
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3 : Choix des techniques thermiques

Choix des techniques thermiques

Le choix du tout électrique est le plus simple car il permet de traiter facilement les problèmes éventuels de surchauffe estivale. Pour les maisons individuelles le poêle à pellet en ventilation naturelle est une alternative possible mais qui nécessite de diffuser la chaleur produite de façon équilibrée dans toutes les pièces.

Quelques précisions sur les principaux équipements :

  • Pompe à chaleur (PAC) : Les PAC air/air sont les plus simples à mettre en œuvre. Cependant elles nécessitent le recours à un ballon thermodynamique pour le chauffage de l’eau sanitaire. La géothermie est plus performante mais aussi plus onéreuse et les problèmes de rafraîchissement sont plus difficilement traités.
  • Ballon eau sanitaire thermodynamique : Il sera installé lorsqu’il n’y a pas de PAC mixte type eau/eau ou air/eau.
  • Ventilation mécanique contrôlée (VMC) double flux. La VMC double flux assure un renouvellement constant de l’air, d’une part en extrayant l’air vicié des pièces humides, d’autre part en pulsant de l’air neuf. Grâce à son échangeur thermique la VMC double flux récupère plus de 90% de la chaleur de l’air vicié pour réchauffer le nouvel air entrant. Il est ainsi possible de renouveler l’air d’une habitation sans la refroidir.

Simplicité et durabilité

On retiendra que les conceptions simples sont les plus faciles à mettre en œuvre et à maintenir. Elles sont aussi les plus robustes. On s’efforcera notamment d’éviter les dépendances technologiques de coordination afin que chaque élément technique puisse être opéré indépendamment des autres.
Il n’est pas nécessaire d’investir dans des systèmes de contrôle thermique sophistiqués; un thermostat central à consigne fixe est suffisant. En effet un bâtiment zéro énergie dont le chauffage est coupé perdra moins d’un demi-degré par jour en plein hiver. La température intérieure moyenne est donc extrêmement stable. Elle fluctue naturellement entre le jour et la nuit d’un ou deux degrés autour d’une moyenne stable. Ce comportement résulte de l’effet VMC qui réalise un équilibre entre l’air extérieur plus frais d’environ huit degrés la nuit et les éventuels apports solaires en milieu de journée.

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4 : Des équipements basse énergie

Des équipements basse énergie

 

L’objectif zéro énergie plus exigeant impose d’utiliser des équipements électroménagers et un éclairage basse consommation (A+, A++ ou A+++).

 

A titre de repère, notons qu’un ménage européen consomme en moyenne 1800 kWh/an pour son usage domestique (éclairages, électroménagers, téléviseurs et autres appareils électroniques …). S’il fait le choix d’équipements ultra basse consommation (A+++) sa consommation peut être réduite d’un tiers, ce qui correspond environ à la production annuelle de deux panneaux photovoltaïques.

 

Nous recommandons aussi l’usage de récupérateurs de chaleur positionnés en sortie du bac de douche afin de réchauffer l’eau entrante.

 

De même, en raccordant le lave-vaisselle directement à l’eau chaude on économisera jusqu’à 200 kWh par an, sans surcoût d’installation ni contrainte d’utilisation.