Rénovez votre maison : des solutions écologiques

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1 MOHAMED AMJAHDI JEAN LEMALE Rénovez Rénovez votre maison : des solutions écologiques votre maison : des solutions écologiques Réalisez votre projet de rénovation Réduisez vos factures d énergie Donnez de la valeur à votre maison _renov_110b.indd 1 24,00 Prix France TTC Jean-Christophe Courte jchris@barbarycourte.com votre maison : des solutions écologiques Mohamed Amjahdi Jean Lemale barbary-courte.com ISBN Mohamed AMJAHDI et Jean LEMALE sont experts en énergétique. Code Ademe : 6846 Une rénovation écologique se doit d être efficace en diminuant les dépenses en énergie, saine en fournissant un environnement intérieur dépourvu de toute substance nocive, et durable en utilisant des matériaux renouvelables ou recyclables. Riche en conseils pratiques, ce livre vous guide à chaque étape de votre projet de réhabilitation par : une évaluation des économies possibles grâce à des calculs simples ; une explication détaillée de la démarche à suivre, depuis le diagnostic préalable jusqu à la réalisation des travaux ; des solutions réalistes, efficaces et conformes aux normes environnementales en vigueur. Couvrant tous les domaines, du changement des fenêtres à l isolation du toit, en passant par le système de ventilation, le chauffage et l eau chaude sanitaire, Rénovez votre maison : des solutions écologiques est l ouvrage idéal pour tous ceux qui désirent maîtriser leurs consommations tout en offrant à leurs proches un environnement parfaitement sain. Rénovez x mm 28/07/10 17:10

2 Table des matières Avant-propos Pourquoi choisir la réhabilitation écologique? Les enjeux énergétiques du bâtiment 12 Les besoins énergétiques d une habitation 18 Les objectifs d une réhabilitation durable 26 La réhabilitation durable : comment construire son projet Étudier, évaluer et programmer son projet de réhabilitation durable 34 Suivre les consommations, l exploitation et la maintenance 36 Établir le profil énergétique du bâtiment 40 Évaluer le montant de sa facture d énergie 45 Isolation du bâtiment : réduire les déperditions Les murs 61 Les sols (planchers) 68 Les ponts thermiques 69 Les toitures 71 Les isolants 74 4

3 Les fenêtres et les portes vitrées : maîtriser les déperditions Les éléments du bilan thermique d une paroi vitrée 84 L examen des solutions 91 Renouvellement d air : adapter le système de ventilation Installer une VMC (ventilation mécanique contrôlée) dans le cadre d une rénovation 101 Associer un puits canadien ou provençal 104 La ventilation mécanique répartie (VMR) : une solution moins complexe à installer 105 Chauffage : effectuer un examen approfondi de l existant Identifier et évaluer le système de production de chauffage en place 109 S assurer de l existence de systèmes de régulation 114 Vérifier l état des émetteurs de chaleur 115 Identifier le mode de distribution de chaleur 118 Vérifier le contrat d entretien 119 Eau chaude sanitaire : mieux gérer sa production Évaluer ses besoins d eau chaude 125 Quelques pistes d amélioration 127 Dispositions réglementaires : RT 2005 bâtiments existants 129 5

4 Production d énergie : utiliser les énergies renouvelables Les options de rénovation pour les systèmes de chauffage traditionnels 132 Les solutions écologiques : utilisation des énergies renouvelables 135 Le chauffage au bois 136 L énergie solaire pour l Eau Chaude Sanitaire (ECS) 143 Mise en place d une pompe à chaleur 146 Chauffe-eau thermodynamique 153 Le DPE (diagnostic de performance énergétique) : obligatoire pour la vente ou la location Les cas d application d un DPE 158 Que doit contenir le DPE? 160 Validité du DPE 160 Qui peut établir le DPE? 162 Le coût d un DPE 162 Le rôle des occupants 163 Pour en savoir plus Rappel des principes de la thermique du bâtiment 168 Calcul des consommations 173 Glossaire

5 Pourquoi choisir la réhabilitation écologique? Elle permet non seulement de gagner en confort et en économie d énergie, mais aussi de redonner de la valeur au logement pour sa revente et de le rendre plus attractif à la location.

6 Le poste énergie représente plus d un tiers des dépenses des ménages français. Le parc des bâtiments existants constitue le plus gros de la facture énergétique nationale. Dans ce chapitre, nous verrons quelles sont les mesures envisagées pour sa rénovation, dans le cadre des engagements écologiques pris par la France. Énergie primaire C est la première forme d énergie directement disponible dans la nature : gaz naturel, pétrole L énergie primaire n est pas toujours directement utilisable ; elle fait donc souvent l objet de transformations : combustion du fioul, gaz, charbon pour produire de l électricité dans une centrale thermique par exemple. G Répartition des dépenses des ménages pour le logement Les enjeux énergétiques du bâtiment Le bâtiment, 1 er responsable des émissions de gaz à effet de serre La consommation annuelle totale d énergie primaire de la France, ces dernières années, avoisine les 275 millions de tonnes équivalent pétrole (Mtep). Près de 43 % de cette énergie est consommée dans le bâtiment, ce qui place ce secteur au 2 e rang des émetteurs de gaz à effet de serre avec près d un quart des émissions nationales. Avec une consommation moyenne annuelle de 240 kwh/m², le secteur du bâtiment voit ses besoins globaux en énergie progresser G Part de la consommation d énergie consommée G Part de l émission de CO par 2 les différents secteurs en France 12

7 depuis plusieurs années. En 2008, l augmentation a été de 2,6 %, avec une forte demande pour le gaz. Ceci s explique notamment par l état d un parc vieillissant : un tiers des bâtiments existants date d avant 1949 et plus des deux tiers de ce parc ont été construit avant 1975, date de la première réglementation thermique. Ces bâtiments sont parfois en mauvais état ; ils présentent une consommation d énergie élevée et coûtent cher à chauffer. Pour les occupants de ces logements, le poste énergie arrive en seconde position derrière le loyer et les charges locatives. Il représente plus d un tiers des dépenses des ménages pour le logement, soit plus de 1500 par an. Les trois quarts de cette facture énergétique sont consacrés au poste chauffage. Le parc des bâtiments existants constitue le plus gros de la facture énergétique, mais il présente aussi le plus grand gisement d économie d énergie et le plus facilement mobilisable, ce qui en fait une des cibles prioritaires pour les Pouvoirs Publics au cours des prochaines décennies. Aujourd hui, dans le cadre des réglementations thermiques, il existe un étiquetage qui donne le niveau de performance énergétique des bâtiments. G Structure des consommations d énergie dans le secteur du bâtiment La hausse inéluctable du prix des énergies Une analyse objective de la situation permet de considérer qu une hausse des prix des produits pétroliers et donc des prix de nos énergies, à moyen et long terme, est inévitable, outre les fluctuations du prix des énergies en fonction de la conjoncture internationale. A Étiquetage de la consommation énergétique (en énergie primaire) pour le chauffage, la production d eau chaude sanitaire et le refroidissement (gauche) et des émissions de gaz à effet de serre associées (GES) (droite) Pourquoi choisir la réhabilitation écologique? 13

8 G Les prix des énergies en janvier 2010 * Ces prix donnés à titre indicatif tiennent compte du rendement des appareils neufs, mais ne tiennent compte ni de l investissement, ni de l entretien. Le coût pour le chauffage est calculé pour une maison de 100 m² datant de 1990 et le coût pour l eau chaude sanitaire pour une famille de 4 personnes. La consommation totale annuelle est estimée à kwh. 14

9 Isolation du bâtiment : réduire les déperditions Dans une maison mal isolée ou non isolée, plus de 50 % de l énergie nécessaire au chauffage se dissipe par le toit et les murs.

10 Les différents types de surface plancher, murs, toiture possèdent des caractéristiques d isolation qui leur sont propres. Nous proposons des solutions qui permettent de réduire les déperditions et donc la facture de chauffage. Les déperditions D d une maison L énergie dépensée pour le chauffage est pour l essentiel destinée à vaincre les déperditions au travers des parois. La priorité consiste à examiner puis à traiter ces parties pour réduire les consommations d énergie. Le traitement consistera certainement à isoler ces surfaces en choisissant les solutions les plus adaptées à la situation architecturale et climatique du bâtiment. Une isolation thermique répondant à minima aux exigences de la réglementation thermique des bâtiments existants, permettrait de diviser entre 5 et 10 les déperditions de ces parois. La connaissance de l état de l enveloppe se traduit par des signes faciles à mettre en évidence : Le premier est fourni par le niveau de confort ressentit de l occupant et le second par la facture de chauffage : Le niveau de confort ressenti : en hiver, certaines zones de l habitation peuvent présenter des variations de températures impor- 60

11 tantes, qui par conséquent procurent des sensations de parois froides (murs et planchers) et révèlent la présence de moisissures. La facture de chauffage : en été, la température devient rapidement élevée dans l habitation, d où la nécessité de mettre en place un climatiseur pour pallier les surchauffes. L énergie nécessaire pour satisfaire les besoins artificiels de confort à chaque saison engendre des factures élevées. Les murs Les caractéristiques des matériaux constituant un mur Les déperditions des murs sont fonction de la nature des matériaux qui le composent et de leurs épaisseurs. Le tableau ci-dessous donne la résistance thermique R et le coefficient de déperdition U de certains matériaux constituant généralement les murs en contact avec l extérieur. G Résistance thermique R et coefficient de déperdition U de quelques matériaux Épaisseur en cm Matériaux R en m².k/w U en W/m².K R en m².k/w U en W/m².K Pierre naturelle 0,32 3,13 0,44 2,27 Brique pleine 0,36 2,78 0,55 1,82 Brique creuse 0,50 2,00 0,68 1,47 Béton plein 0,34 2,94 0,49 2,04 Parpaing 0,36 2,78 Béton cellulaire 2,00 0,50 3,60 0,28 Monomur 2,62 0,38 Valeurs préconisées par la RT ,78 0,36 2,78 0,36 Constats Les maisons anciennes en pierre naturelle ont des déperditions (coefficient U) 5 à 8 fois supérieures à celles qui sont construites avec des matériaux modernes. Isolation du bâtiment : réduire les déperditions 61

12 Les déperditions ne sont pas divisées par 2 en doublant l épaisseur du mur, mais entre 1,5 et 1,8. Une maison ancienne construite avec des matériaux classiques est très déperditive par rapport à la valeur de référence minimale fixée par la réglementation thermique actuelle. Pour se rapprocher des valeurs de la RT 2005, diminuer de manière significative les pertes d énergie, et améliorer le confort de l habitation, l isolation des parois constituant l enveloppe est incontournable. L isolation des murs peut se faire soit par l intérieur soit par l extérieur. Les paragraphes qui suivent vont s attacher à expliquer l intérêt de chacun des modes d isolation. D Isolation intérieure Isolation et ventilation Une bonne isolation s accompagne d une ventilation adaptée. L isolation thermique d un bâtiment sert à limiter les échanges de chaleur entre l intérieur et l extérieur. Elle permet donc de réduire au maximum les besoins en chauffage l hiver et en rafraîchissement l été. Pour les immeubles anciens, l isolation devra découler d une analyse complète du bâtiment pour ne pas perturber les équilibres thermiques et hygrométriques de celui-ci. Une bonne isolation doit s accompagner d une ventilation adaptée. Ce paramètre est essentiel pour ne pas dégrader le bâtiment. L isolation rend les murs plus imperméables à la vapeur d eau dégagée par l activité des occupants (salle de bain, cuisine, etc.). Cette humidité doit être évacuée grâce à un système de ventilation efficace pour ne pas détériorer le bâtiment et assurer une bonne qualité de l air intérieur. 62

13 Les fenêtres et les portes vitrées : maîtriser les déperditions Pour une maison ancienne, les déperditions thermiques des baies vitrées représentent 10 à 15 % de la facture de chauffage.

14 Afin d améliorer le confort thermique et acoustique d un logement, il faut évaluer la performance thermique des parois vitrées, pour ensuite décider de leur maintien, ou du renforcement de l isolation, voire de leur remplacement. G Changement des ouvrants Les fenêtres sont en général source de déperditions importantes dans les maisons anciennes, non seulement par les parois vitrées, mais également par les fuites de chaleur dues au manque d étanchéité. Dans le cadre d une rénovation, les travaux d isolation des parties opaques n ont de sens que si les déperditions des portes et fenêtres sont maîtrisées. Ainsi, un diagnostic doit être établi sur l état des fenêtres et des portes vitrées pour décider, soit de leur maintien, soit du renforcement de l isolation, soit de leur remplacement. Pourquoi rénover les fenêtres La performance thermique d une paroi vitrée dépend de la nature de la menuiserie, des performances du vitrage et de la qualité de la mise en œuvre de la fenêtre. Le remplacement des baies existantes permet non seulement de diminuer les dépenses énergétiques mais aussi d augmenter la sensation de confort et d améliorer la qualité acoustique. Les éléments du bilan thermique d une paroi vitrée Le bilan thermique d une fenêtre qui équipe une habitation est relativement complexe car il dépend de nombreux paramètres. En effet, la fenêtre empêche les fuites de calories de l intérieur vers l extérieur, mais le vitrage récupère également le rayonnement solaire, quand il est disponible et quand elle est bien orientée. Le bilan thermique ne dépend donc pas exclusivement des caractéristiques intrinsèques de la fenêtre, mais également de son orientation, de la localisation de la maison, du climat, et enfin, de l utilisation ou pas de volets, ainsi que de leur nature. 84

15 Les caractéristiques techniques d une fenêtre Les constituants d une fenêtre sont : le vitrage, simple, double ou triple avec ou sans gaz inerte entre les vitres ; l ouvrant, partie mobile de la fenêtre ; le dormant, partie fixe de la fenêtre (châssis); l encadrement entre le châssis de la fenêtre et le mur. J Le double vitrage de rénovation Les différents types de matériaux de menuiserie qui existent sur le marché sont : le bois : le bois est un très bon matériau écologique, il possède un très bon pouvoir isolant et il doit être choisi de manière à ce qu il soit résistant aux intempéries ; le PVC : Il est performant en termes d isolation et insensible aux intempéries, mais il est peu écologique et il n est pas très adapté aux baies de grandes dimensions ; l aluminium : Il est très résistant, il est adapté aux grandes baies. Il est moins efficace thermiquement. Toutefois, il existe des profilés à rupture de ponts thermiques intégrant une barrette isolante qui sont obligatoires depuis la réglemen- Les fenêtres et les portes vitrées : maîtriser les déperditions 85

16 tation thermique (RT2005). Les menuiseries aluminium sans rupture de ponts thermiques sont à proscrire. Calculer le coefficient de déperdition Le coefficient U w, exprimé en watt par m² et par degré (W/m². C), détermine les déperditions d une paroi vitrée. Il correspond à la puissance thermique nécessaire pour compenser les pertes de chaleur par unité de surface de la paroi pour chaque degré d écart entre l intérieur et l extérieur. Le coefficient U w se détermine à partir : des déperditions au travers des vitrages U g (g pour «glass») ; des déperditions des menuiseries constituées par le dormant et les ouvrants U f (f pour «frame») ; des pertes linéiques au niveau de la liaison vitrage cadre et intercalaire du vitrage isolant Y g. Si l on désigne par S g la surface vitrée, par S f la surface des menuiseries et par P g le périmètre du vitrage, U w se définit ainsi : U w = (U g S g +U f S f + Y g P g ) / (S g + S f ) Ce coefficient U w est donné par le constructeur. Il faut être attentif à ce coefficient, car c est lui qui détermine la qualité thermique d une fenêtre. Plus le U w est bas, plus la fenêtre est performante thermiquement. Le facteur solaire Flux solaire transmis G par la vitre Le facteur solaire f s correspond au rapport entre l énergie transmise par la fenêtre et l énergie incidente qu elle reçoit. Il représente les apports solaires et s exprime en pourcentage. Le facteur solaire doit être élevé en hiver (pour que le bâtiment puisse bénéficier des apports solaires) et bas en été (pour éviter les surchauffes). Facteur solaire global = F g = T e + T r Fg représente le taux de lumière qui rentre à travers la baie vitrée. Le facteur solaire dépend de l angle d incidence du flux solaire, donc de la position du soleil, de l orientation de la baie et de la période de l année. Un vitrage réfléchissant, s il permet d éviter les surchauffes en été, a l inconvénient de réduire l éclairage naturel. Le tableau ci-dessous donne des valeurs de facteur solaire pour quelques vitrages, ainsi que leur pourcentage de transparence. 86

17 G Caractéristiques des vitrages (Facteur solaire) Type de vitrage Coefficient U (en W/m 2. C) Transparence (en %) Facteur solaire (en %) Verre clair Simple vitrage, 4 mm Double vitrage à lame d air (4-12-4) Double vitrage avec traitement de surface et lame d Argon (4-12-4) 1, Triple vitrage à lame d air ( ) Verre réfléchisant Double vitrage moyennement réfléchissant avec traitement de surface (6-12-6) 1, La température de surface des vitrages Il faut savoir que la température de surface des parois vitrées a une forte influence sur le ressenti de confort. Elle sera d autant plus proche de la température extérieure que le coefficient de transmission thermique sera élevé. L exemple d un simple vitrage Avec une température extérieure de -7 C et une température ambiante de 18 C, la température de la vitre sera de 2 C. Cette source d inconfort conduit généralement à augmenter la consigne de température ambiante et donc la consommation d énergie. Cette dernière peut également générer de la condensation sur les surfaces vitrées des pièces chaudes et humides (cuisine, salle de bain). Le cas d un double vitrage Le double vitrage est constitué de deux parois vitrées séparées par une lame d air ou un gaz inerte qui améliore l isolation et la sensation de confort. La lame d air entre les deux parois vitrées a une épaisseur qui peut varier de 6 à 16 mm. L air y doit d être sec et immobile. Une épaisseur trop importante engendrerait des mouvements de convection et en limiterait son effet isolant. G Double vitrage standard Les fenêtres et les portes vitrées : maîtriser les déperditions 87

18 MOHAMED AMJAHDI JEAN LEMALE Rénovez Rénovez votre maison : des solutions écologiques votre maison : des solutions écologiques Réalisez votre projet de rénovation Réduisez vos factures d énergie Donnez de la valeur à votre maison _renov_110b.indd 1 24,00 Prix France TTC Jean-Christophe Courte jchris@barbarycourte.com votre maison : des solutions écologiques Mohamed Amjahdi Jean Lemale barbary-courte.com ISBN Mohamed AMJAHDI et Jean LEMALE sont experts en énergétique. Code Ademe : 6846 Une rénovation écologique se doit d être efficace en diminuant les dépenses en énergie, saine en fournissant un environnement intérieur dépourvu de toute substance nocive, et durable en utilisant des matériaux renouvelables ou recyclables. Riche en conseils pratiques, ce livre vous guide à chaque étape de votre projet de réhabilitation par : une évaluation des économies possibles grâce à des calculs simples ; une explication détaillée de la démarche à suivre, depuis le diagnostic préalable jusqu à la réalisation des travaux ; des solutions réalistes, efficaces et conformes aux normes environnementales en vigueur. Couvrant tous les domaines, du changement des fenêtres à l isolation du toit, en passant par le système de ventilation, le chauffage et l eau chaude sanitaire, Rénovez votre maison : des solutions écologiques est l ouvrage idéal pour tous ceux qui désirent maîtriser leurs consommations tout en offrant à leurs proches un environnement parfaitement sain. Rénovez x mm 28/07/10 17:10