Bâtiments Matériaux Opérations Installations Maison passive et à énergie positive à Issy-les-Moulineaux B ÂTIMENTS L atelier d architecture Pascal Gontier a construit une maison passive à Issy-les-Moulineaux. Ce bâtiment bioclimatique produit plus d énergie (sous la forme d électricité photovoltaïque) qu il n en consomme. Ce projet démontre qu on peut construire passif, en France et en milieu urbanisé. C est un manifeste architectural permettant d atteindre le facteur 4 et OPÉRATIONS de lutter contre le changement climatique. Lieu Ile Saint Germain 92 130 Issy-les-Moulineaux Dates Lancement des travaux : Avril 2009 Date de réception : Avril 2010 (2 mois d arrêt en juillet-août) Chiffres Surface de la maison : 280 m² (2 étages) Consommation prévue : 43 kwh EP/m²/an Production prévue : 43 à 45 kwh EP/m²/an OPÉRATIONS Acteurs Maîtrise d oeuvre: Atelier Pascal GONTIER Bureau d études: Transsolar Entreprises françaises: Solétanche Bachy Farc Bâtiment Entreprise autrichienne: Berchtold Holzbau
Qu est-ce qu une Maison Passive? Une maison passive est une maison qui n a pas besoin de système de chauffage ou de climatisation (un appoint peut cependant être installé). Pour pouvoir atteindre cet objectif, elle est conçue en suivant: Une conception bioclimatique (maison compacte, orientée et vitrée de façon à profiter d un maximum d apports solaires gratuits et limiter les déperditions de chaleur sans surchauffe en été) Une isolation renforcée des murs, planchers, toiture et des menuiseries très performantes Un traitement des ponts thermiques et une excellente étanchéité à l air Des protections solaires efficaces Une ventilation avec récupération de chaleur Des appareils électroménagers très économes Une maison peut obtenir le label allemand Passiv Haus (Maison Passive) si elle répond aux 3 critères: 1. Besoins de chauffage < 15 kwhep/m².an 2. Étanchéité de l enveloppe : n 50 < 0,6 h -1 3. Besoins en énergie primaire totale (électroménager inclus) : < 120 kwhep/m².an Eléments techniques «développement durable» mis en oeuvre Intégration du bâtiment dans son environnement La façade végétalisée donne sur la rue, donnant une vision agréable aux riverains. La maison est alignée par rapport à la rue. Sa hauteur correspond à celle des maisons voisines. Le mur végétalisé et la cour sont en recul par rapport à la façade, laissant la lumière naturelle pénétrer jusqu aux maisons situées de l autre côté de la rue. Chantier à faibles nuisances La structure bois a été préfabriquée en Autriche: une fois les fondations en béton terminées, le gros du chantier (montage des étages, des parois et des cloisons) s est fait en seulement quelques jours. Les éléments étant préfabriqués, il n y a pas eu de nuisances dues à la découpe (bruit et poussière). Montage des structures préfabriquées en bois Les éléments préfabriqués sont posés au fur et à mesure par une grue. Cette méthode permet d effectuer le gros œuvre en seulement quelques jours. 2 bâtiments Maison passive et à énergie positive à Issy-les-Moulineaux
Chauffage et ventilation Chauffage L Eau Chaude Sanitaire et le chauffage au sol sont alimentés par une pompe à chaleur (PAC) eau/eau sur pieux géothermiques sur nappe alluviale. 8 pieux géothermiques captent la chaleur de la nappe d eau, située à 4 mètres de profondeur. La fondation sur pieux étant nécessaire pour assurer la stabilité de la maison, les pieux géothermiques ont été intégrés aux pieux de fondation. La maison est chauffée grâce à un circuit d eau chaude dans le plancher chauffant. La PAC a un coefficient de performance (COP) de 5 : elle multiplie par 5 l énergie dépensée pour son fonctionnement: pour 1 kwh électrique utilisée pour le fonctionnement de la PAC, on crée 5 kwh de chaleur. Mise en place des pieux structurels géothermiques. Ventilation La ventilation est naturelle avec récupération de chaleur et appoint géothermique. Il s agit d un prototype de système élaboré par l architecte et le bureau d étude Transsolar. Ce système implique des conduits 6 fois plus larges que les conduits de ventilation mécanique contrôlée (VMC), mais garantit un fonctionnement qui n utilise aucune énergie pour les déplacements d air. Toute la circulation de l air se fait naturellement, par effet cheminée. L air neuf arrive dans les pièces sèches et l air vicié est évacué par les pièces humides. L air neuf est prélevé en sous-sol. Il est donc moins froid que l air extérieur en hiver, et plus frais en été. Selon sa température, il y a 3 modes de fonctionnement: 1. Soit l air neuf est réchauffé par un échangeur de chaleur qui récupère la chaleur de l air vicié et par l échangeur d un pieu géothermique qui récupère la chaleur de la nappe d eau, 2. Soit l air neuf est réchauffé seulement par l échangeur de chaleur qui récupère la chaleur de l air vicié, 3. Soit l air neuf est rafraîchi par l échangeur du pieu géothermique. Conduit de ventilation Le conduit de ventilation est placé au centre de la maison, les pièces de vie s articulent autour. bâtiments Maison passive et à énergie positive à Issy-les-Moulineaux 3
Matériaux Excepté pour le plancher, la toiture et le mur mitoyen, les matériaux utilisés sont naturels: ossature et parois en bois, isolées avec de la ouate de cellulose et de la laine de bois, bardage bois. Les planchers sont en béton, ce qui apporte de l inertie à l édifice, et permet une bonne diffusion de la chaleur par le sol. Les isolants écologiques limitent fortement la pollution de l air intérieur. Ci-dessus: panneau de laine de bois. A gauche: structure bois remplie de ouate de cellulose. Enveloppe Isolation - Le plancher, le plafond et le mur mitoyen sont isolés par 10 à 18 cm de polystyrène (36 cm en toiture). - Les autres parois sont isolées par 4 cm de laine de bois et 24 cm de ouate de cellulose (U moyen = 0,15 W/m². K). Panneaux de polystyrène Le polystyrène, isolant conventionnel, n a été utilisé que quand la pose d isolants naturels n était pas possible. Etanchéité Malgré une isolation très renforcée, l enveloppe peut toujours représenter des défaillances lors de la mise en œuvre. Ces défauts d étanchéité à l air constituent des déperditions de chaleur. Ils sont principalement situés sur les ouvrants (joints de menuiserie, coffres de volets roulants, portes sur annexes non chauffés, trappes sur combles, etc.) ou directement sur l enveloppe (jonctions de parois, gaines électriques, liaisons mur/menuiserie, etc). 4 bâtiments Maison passive et à énergie positive à Issy-les-Moulineaux
Pour être passif, un bâtiment doit donc avoir une parfaite étanchéité à l air. Ceci est atteint par une mise en œuvre soignée par des artisans qualifiés, avec l utilisation de films et de bandes d étanchéité pour les pourtours des fenêtres, le passage des gaines, etc, et une coordination exemplaire entre les différents corps de métiers. Ci-dessus: Bandes et films d étanchéité posés au niveau du passage des gaines A gauche: Fillms et bandes d étanchéité autour des fenêtres Il est nécessaire de faire réaliser un test à la fumée, à la caméra thermique et/ou un blower-door test (test de la porte soufflante) en cours de chantier afin de visualiser les défauts et de les corriger. Lors du chantier de cette maison, des tests à la machine à fumée ont été réalisés, ainsi qu un test à la porte soufflante au cours des travaux de second œuvre. Des reprises ont ensuite été effectuées. Un test final a été fait en fin de chantier, donnant un résultat de n 50 de 0.64 h -1. Test à la fumée Visualisation des fuites d air par un test avec une machine à fumée. Ici, la menuiserie est étanche car la fumée ne pénètre pas dans le logement. Le blower-door test permet de quantifier l étanchéité à l air du bâtiment. Afin d obtenir le label Passiv Haus, les fuites d air mesurées sous une dépression de 50 Pa (indicateur n 50 ) doivent être inférieures à 0.6 h -1. Pour respecter la RT 2012, les fuites d air mesurées sous 4 Pa (indicateur Q 4Pa-surf ) doivent être inférieures à 0,6 m 3 /(m².h), ce qui correspond à un n 50 de 2,3 h -1! Blower-door test bâtiments Maison passive et à énergie positive à Issy-les-Moulineaux 5
Vitrages Toutes les fenêtres et les baies vitrées sont en triple vitrage, avec menuiserie aluminium et rupteurs de ponts thermiques (Uw = 0,75 W/m². C). Triple vitrage Le triple vitrage est le vitrage le plus performant du marché. Il se reconnaît aux trois reflets que l on observe sur la vitre Baie vitrée en triple vitrage Les grandes ouvertures procurent une vue agréable aux occupants, et les font bénéficier du confort de la lumière naturelle. Les stores extérieurs sont une protection solaire plus efficace que les stores intérieurs car ils empêchent les rayons lumineux d entrer dans le logement. Stores extérieurs motorisés Consommations et production d énergie Les consommations suivantes sont prévues pour les différents postes : Répartition de la consommation d'énergie primaire par poste (kwhep/m².an) Chauffage : 7 kwh EP/m².an Eau chaude sanitaire : 10 kwh EP/m².an Electroménager : 18 kwh EP/m².an Eclairage : 5 kwh EP/m².an Annexes : 3 kwh EP/m².an Electroménager 42% Chauffage 16% ECS 23% Répartition de la consommation en énergie primaire par poste La maison étant passive, c est le poste électroménager qui devient le plus consommateur. Annexes 7% Eclairage 12% >> Consommation générale (tout inclus) : 43 kwhep/m².an 6 bâtiments Maison passive et à énergie positive à Issy-les-Moulineaux
Pour respecter la Réglementation Thermique RT 2012, la consommation doit être inférieure à 60 kwhep/m².an pour le chauffage, l eau chaude sanitaire, l éclairage et la ventilation en région parisienne, ce qui est à comparer aux 25 kwhep/m².an de consommation hors électroménager de cette maison passive. 43 m² de panneaux photovoltaïques monocristallins à haut rendement sont installés en façade sud (sous la forme de brises-soleils) et en toiture. L ensemble représente une puissance de 5,86 kwc, à comparer aux 3 kwc moyens installés par les particuliers. Cette installation permet à la maison d être à énergie positive. Grâce à ces équipements, la maison produit entre 43 et 45 kwhep/m².an, c est-à-dire plus qu elle n en consomme (43 kwhep/m².an en tenant compte de l électricité spécifique). Brises-soleils photovoltaïques en façade Sud Les brise-soleils photovoltaïques atténuent l éblouissement et constitue une protection solaire contre les surchauffes d été, tout en assurant une production d électricité verte. Gestion de l eau Une cuve de récupération des eaux de pluie de 5 m 3 en béton située au sous-sol assure l arrosage du mur végétal et de l abondante végétation des deux jardins ainsi que l alimentation des sanitaires. Les équipements sont hydroéconomes : les WC ont des réservoirs 3/6 litres et les robinets sont des mitigeurs à double butée. Energie grise L énergie grise a été prise en compte dès la conception avec le choix de matériaux naturels renouvelables (bois, isolants naturels). En revanche, c est pour des raisons d approvisionnement et de savoir-faire qu il a été choisi du bois autrichien préfabriqué par une entreprise autrichienne, qui a également assuré le montage de la maison : celle-ci disposait de la compétence et de l expérience en matière de maison passive nécessaires à ce chantier. Préfabrication de l ossature bois en Autriche bâtiments Maison passive et à énergie positive à Issy-les-Moulineaux 7
pour en savoir plus Cette fiche a été réalisée par l Agence Locale de l Energie Grand Paris Seine Ouest Energie en collaboration avec l Atelier Pascal Gontier. Fiche descriptive architecturale de l opération disponible sur : http://www.pascalgontier.com Plus d informations relatives aux maisons passives sur le site du réseau Maison Passive France: http://www.lamaisonpassive.fr/ Co n t a c t s Agence Locale de l Energie GPSO Energie Claire HUANG: 01 45 34 26 52 Chargée de mission efficacité énergétique claire.huang@gpso-energie.fr Atelier Pascal Gontier atelier@pascalgontier.com www.pascalgontier.com 01 49 23 15 41 Les autres fiches références sur la même thématique : - L isolation thermique de la toiture - L isolation thermique des murs - Les capteurs solaires photovoltaïques - Réhabilitation BBC d une maison individuelle à Vanves - Charte d intégration des capteurs solaires de Grand Paris Seine Ouest www.gpso-energie.fr Mars 2011