Les fondamentaux du bioclimatisme. JC Mengoni, Conseils en éco construction

Transcription

1 Autrefois Architecture pratique mais sans confort (vie dans les champs) Longue connaissance/expérience de la nature, du soleil, des vents Guerre morts en France Perte des techniques traditionnelles Besoin de techniques «moindre qualification» Début du modernisme (Le Corbusier) Années 70 et postérieures L'industrie «fagocite» la construction, imposant la conception et les matériaux sur base de critères de rentabilité au mépris de l'humain et de la terre => l'hâbitat est le 2eme générateur de CO2 Puissance de la chimie, du pétrole et de ses dérivés Puissance de l argent : la santé est «oubliée» Années 90 et postérieures Hausse très sensible de l'énergie et de la consommation en // avec une fin proche des resources Prise de conscience progressive de la dérive Habitât écologique Réaction vis-à-vis de la dérive chimique & financière la santé et l environnement redeviennent des priorités => recherche de cohérence : quelles sont les «vraies» valeurs? Réduction des gaspillages énergétiques (, ventilation naturelle, matériaux, lumière, ) Re-découverte des techniques ancestrales et réflexion globale quant aux techniques de mise œuvre en

2 Le : retour à la nature, démarche négawatt & approche globale BIOCLIMATISME = TECHNOLOGIE (QUI PEUT ÊTRE PEU COÛTEUSE) PERMETTANT DE REDUIRE LES BESOINS EN CHAUFFAGE ET EN CLIMATISATION Hiver Capter le rayonnement solaire, stocker les calories captées et les distribuer plus tard dans la journée (orientation du bâtiment, orientation & surface des vitrages, inertie intérieure, serres,...) Se protéger du vent, source de déperditions (forme du bâtiment, obstacles ext., étanchéité parfaite) Eviter les déperditions par conduction des parois (toiture, sol, murs, huisseries) => performance de l'isolation, des portes&fenêtres, espaces tampons intérieurs,... Eté Se protéger du rayonnement solaire direct (avancées de toiture, volets, orientation et verticalité des vitrages,...) Se protéger de la diffusivité solaire (ventilation de la toiture, isolants à haute capacité thermique,...) Favoriser la ventilation nocturne, rafrâichir (naturellement) pendant la journée (puit canadien) Sans oublier Gérer l'hygrométrie, renouveler l'air ambiant (évacuer le CO2 et les polluants) Etre «globalement» cohérent (chauffage «énergie renouvelable», matériaux sains, santé) Réduire les besoins & ENSUITE prévoir le chauffage et le rafraichissement La conception & les matériaux varient selon le lieu et le projet

3 Inertie thermique Capacité pour un matériau d accumuler de l énergie calorifique et la restituer en un temps plus ou moins long. Quelques exemples : murs de pierre, sol intérieur en terre cuite, briques de terre crue, murs enduits, Le niveau d'inertie intérieure d'une maison bioclimatique doit être élevé (moins important en maison passive) Ponts thermiques Diminution des ponts thermiques ou faiblesses de l'isolation : - Règle de prévention : dans la mesure du possible, ne pas interrompre l enveloppe thermique - Règle de pénétration : là où une interruption est inévitable, la résistance thermique dans le plan d isolation doit être aussi haute que possible ; - Règle d articulation : aux articulations entre les éléments du bâtiment, les couches d isolation doivent se rejoindre sans interruption ni décalage ; - Règle de géométrie : préférer autant que possible les angles obtus ; les angles aigus favorisent en effet la dispersion de la chaleur.

4 Lambda, R, U La conductivité thermique (lambda) définit la réaction d'un matériau à la conduction. λ détermine la performance d'un isolant en hiver. λ faible = meilleur. Ex: Fibres de bois en panneaux isolants semi rigides=0,038, Bois = 0,12, béton cellulaire = 0,18, pierres naturelles = 0,55 Le lambda augmente fortement avec l'humidité contenue dans le matériau. La résistance thermique R d'une paroi dépend de l'épaisseur de la paroi et de sa conductivité thermique. R=epaisseur en mètres/λ. U (norme européenne) =1/R Exercice : Valeur R et U d'un isolant épais.= 30cm, lambda = 0,040. R = 0,3/0,04 = 7,5; U = 1/7,5 = 0,133 Capacité thermique des isolants Quantité de chaleur nécessaire à l'échauffement d'un matériau. S dépend de la masse du matériau et de sa structure. La capacité thermique des isolants caractérise la capacité de rétention de chaleur d'été de ces isolants. Orientation du bâtiment et des vitrages Bilan énergétique d'un m2 de vitrage double peu émissif performant suivant son orientation et la proportion de vitrages verticaux (source : Sidler) Sud : 100 à 150Kw/m2/an SO et SE : 75 à 120 Kw/m2/a, Kw/m2/an Nord : -20 à +20 Kw/m2/an Rayonnement solaire en été suivant le taux de verticalité d'un vitrage (source fiabitat) Angle d'attaque < 25 (velux ) : 100% < 45 : 95% = 90 (vitrages verticaux) : 50%

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6 La course du soleil En été, le soleil est haut sur l horizon à partir de 11h00 => stratégie de protection - En hiver, le soleil est bas sur l horizon => stratégie d'accumulation des calories solaires L'apport calorique du soleil à une paroi dépend de son angle d'attaque => en été, la toiture et la façade ouest sont les plus sensibles. La forme du bâtiment Les déperditions sont fortement liées à la forme du bâtiment (déperditions par conduction, emprise au vent). Ex : maisons de 100m2 Forme carrée 10/10. Périmètre = 40m Forme rectang. 16/6,25. Périmètre = 44,5 m

7 Confort d été Lorsque la température perçue par le corps augmente, celui-ci réagit pour se maintenir à 37 C (sudation). La température que perçoit le corps est une sorte de moyenne entre la température de surface des parois du local et la température de l air. A cela s ajoute un paramètre : l hygrométrie de l air ambiant. Un air chaud et humide entraîne une sensation intense d inconfort. Quelques «stratégies» : => Diminution du degré hygrométrique (évacuer la vapeur d eau par des parois «respirantes» et des extracteurs d air dans les pièces humides ou mieux, une VMC double - flux) => Isolation des parois extérieures (toiture, mur ouest en priorité) afin de «ralentir» le transfert de chaleur de l extérieur vers l intérieur => Protection solaire (avancées de toiture, débords, végétation, isolants à haute densité, volets, stores si possible du côté extérieur, ) => Favoriser la ventilation nocturne (ouvertures basses et hautes permettant une circulation dans l habitation) ou diurne (puit canadien) Indice de rétention de la chaleur d été (capacité thermique) des isolants : Laine de mouton/coton : 74 (---) Laine de verre / de roche : 63 (---) Laine de chanvre : 42 (--) Polyurhétane : 28 (-) Ouate de cellulose : 18 à 10 suivant la densité (+ à ++) Fibres de bois densité moyenne : 13 (++) Cellulose en panneaux : 10 (++); Fibres de bois haute densité : 5 (+++)

8 Confort d hiver Le contact avec des parois froides augmente la sensation de froid. Cette sensation est augmentée par la vitesse de l air au contact de la peau. Quelques «stratégies» : => Isoler, isoler et isoler, en utilisant des isolants performants (lambda). Attention à la conception de la charpente. Polystyrène extrudé : < 0,030 Polyuréthane : 0,033 Laine de roche : 0,035 Fibres de bois : 0,038 Cellulose, liège, chanvre, mouton, l.verre, polystyrène : «autour de» 0,040 Cellulose projetée humide : 0,050 Chènevotte : 0,055, Paille : 0,057 à 0,065 (suivant les sources) Enduit chanvre-chaux : 0,12!! Batiplum : entre 0,042 et 0,044!! Utilisation de moyens de chauffage privilégiant le rayonnement plutôt que la convection (la convection favorise la circulation de l air) : poeles rayonnants, chauffage par le sol ou par les murs. Toutefois la convection est utile pour un réchauffement rapide => la convection est utile pour les résidences secondaires. Gérer l hygrométrie de l air (frein vapeur annulant les problèmes de condensation, matériaux favorisant le transfert de la vapeur d eau «perméables à la vapeur d eau») Utilisation de vitrages «basse émissivité» ou triple vitrages verticaux en face sud de l habitation Protection au vent (étanchéité)

9 SYSTEMES CONSTRUCTIFS R U Monomur terre cuite 36,5cm 2,88 0,35 Monomur terre cuite 50cm 4,00 0,25 BE Ossature bois 145mm cellulose/agepan 4,00 0,25 BE Ossature bois 145mm cellulose+40 fibres Bois 5,25 0,19 BE ME Ossature poutres «I», cellulose 25cm, UD25 Ossature bois/paille 34cm «à la Française» Ossature bois/paille 34cm «à la canadienne» Parpaing, laine de verre, placo-style 2,40 0,42 6,59 0,15 PH BE ME 6,21 0,16 PH BE ME 7,05 0,14 PH BE ME Où la loi de finance met elle le seuil minimum Réponse : R >= 2,40 De la RT 2005 en murs ou du crédit d'impôts ( U = 0,42). Ben tiens... En comparaison Passive Haus Allemagne U = 0,15 Minergie Suisse (murs et toiture) U = 0,20 Habitat basse énergie Allemagne Murs ext maçonnés U = 0,25 Ossature bois U = 0,20 Emprise au sol structure monomur // ossature bois (maison 15m/8m) Monomur 50cm U=0,25 22,5 M2 18,75% Ossature bois cellulose 14,5 + oss.sec U=0,19 10,5 M2 8,75% Ossature bois paille 34 cm U=0,16 18,0 M2 15,00%

10 Besoins en calories les normes France RT2005 électricité : 190Kw/m2/an France RT2005 non elec : 130Kw/m2/an Passiv Haus (Allemagne) : 45Kw/m2/an Objectif à atteindre en France (si possible... avant la RT2030) : 50Kw/m2/an Déperditions en toitures (moyennes) Toiture de 150m2 Epais. 16cm : 450l mazout ou 4500Kw kg CO2 Epais. 20cm : 360l ou 3600 Kw kg CO2 Epais. 30cm : 240l ou 2400 Kw Kg CO2 Epais. 40cm : 180l ou 1800 Kw Kg CO2

11 Comparatif isolants écologiques F.BOIS CELL CELL CELL S-rigides Chanvre Liege insufflée projetée panneaux murs Perméabilité V.E Isolation hiver (2) à Isolation été (2) N/A ++ + Tenue verticale Pour utilis.murs N/A Résist.mecaniq Insert entre chevrons N/A Enduit possible? Imperméable Emprise au sol (murs nouvelle construction) Prix F.BOIS S- rigides F.BOIS toiture rigides Mouton Paille Roseau Perméabilité V.E Isolation hiver (2) Isolation été (2) Tenue vert Résist.mec Insert entre chevrons Enduit? Imperméable Emprise au sol (murs nouvelle construction) Prix (1) - - (1) si autoconstruction (2) A épaisseur égale

12 F.BOIS CELL CELL CELL S-rigides Chanvre Liege insufflée projetée panneaux murs Perméabilité V.E Isolation hiver (2) à Isolation été (2) N/A ++ + Tenue verticale Pour utilis.murs N/A Résist.mecaniq Insert entre chevrons N/A Enduit possible? Imperméable Emprise au sol (murs nouvelle construction) Prix F.BOIS S- rigides F.BOIS toiture rigides Mouton Paille Roseau Perméabilité V.E Isolation hiver (2) Isolation été (2) Tenue vert Résist.mec Insert entre chevrons Enduit? Imperméable Emprise au sol (murs nouvelle construction) Prix (1) - - (1) si autoconstruction (2) A épaisseur égale

13 Jcl Mengoni Conseils en eco construction - formation T : www. valleedequint.com jeanclaude.mengoni@free.fr Site à parcourir absolument