Le concept de maison passive : réduire les besoins techniques et énergétiques, donc les coûts

Le groupe scolaire de Montperreux, implanté à 1000m d’altitude dans le département du Doubs, à 5 km de la frontière Suisse, affronte désormais le climat jurassien en affichant un fonctionnement qui confirme l’approche  « passivhaus ». Grâce à son isolation et à son étanchéité à l’air, ses besoins énergétiques sont extrêmement réduits. La réduction à la fois des besoins techniques et énergétiques entraîne évidemment celle des coûts. Et PLANAIR s’apprête à pousser plus avant sur ce modèle !

A l’origine du standard de maison passive, il y a eu la volonté de réduire suffisamment le besoin de chauffage pour ne plus avoir à recourir à des systèmes thermiques coûteux. Atteindre cet objectif passe par l’optimisation de tous les composants qui déterminent la consommation énergétique d’un bâtiment : dès les premiers coups de crayons et choix techniques, architectes et thermiciens ont pour objectif la minimisation des ponts thermiques et l’étanchéité à l’air dans la conception de l’enveloppe opaque et des ouvertures, tout en considérant par ailleurs le réseau de chauffage et ses cheminements, la production d’eau chaude sanitaire, la ventilation, les installations électriques… En même temps, il s’agit de favoriser les apports solaires passifs et de limiter les risques de surchauffe par des moyens architecturaux passifs tels que balcons, casquettes…

Lors de la conception du bâtiment du groupe scolaire de Montperreux, en visant des performances au-delà de la Règlementation thermique 2012 en vigueur en France et du niveau Effinergie BEPOS, le système de chauffage traditionnel par radiateurs a été conservé. Mais le fonctionnement de celui-ci, alimenté au bois déchiqueté, est désormais très limité en conséquence de toutes les autres mesures mises en œuvre. « Les très faibles déperditions du bâtiment supérieurement isolé, étanchéifié, sont facilement compensées par les gains solaires et les gains internes (c’est-à-dire la chaleur émise par les personnes, les équipements…), et l’inertie permet de stocker de la chaleur et de réduire à très peu le refroidissement nocturne. Dès lors le besoin de chauffage devient quasi inexistant », explique l’ingénieur de PLANAIR Florian Vautier. A triple vitrage, les larges ouvertures dessinées par l’atelier d’architecture Tardy de Besançon assurent les gains de chaleur solaire et minimisent l’utilisation de lumières artificielles, en accord avec les exigences d’un bâtiment à énergie positive – un dispositif pensé aussi pour apporter aux écoliers une relation visuelle privilégiée avec leur environnement, villageois et naturel.

Une inertie spectaculaire !

On se convaincra des performances exceptionnelles du bâtiment en considérant deux journées très caractéristiques de l’hiver 2017-2018 : d’une part la journée très froide et ensoleillée du 27 février (température entre -16°C et -8°C, fort vent du Nord) et d’autre part une journée nuageuse le 6 mars (température comprise entre 0 et 5°C). Dans les deux cas, selon le planning habituel, le chauffage n’a été activé qu’à 6h, pour deux heures environ. A 8h30, il était à nouveau à l’arrêt complet (vannes motorisées fermées, radiateurs froids) jusqu’au lendemain matin. Entre 17h et 6h, malgré un arrêt du chauffage en inoccupation avec une consigne de 18°C, la température n’est pas descendue en deçà de 20°C grâce à l’isolation et à l’inertie. « Il a été aisé ainsi de satisfaire la température de consigne diurne de 21°C avec la petite relance de chauffage au matin », souligne Florian Vautier. « Et surtout, pendant les deux journées évoquées, la température a été entretenue tout au long du jour par d’autres sources : le jour très froid, les gains solaires et les gains internes ont suffi à chauffer la salle de classe et fait remonter la température jusqu’à 22.8°C, le jour nuageux et moins froid, les seuls gains internes ont suffi à assurer 22.5°C ». 

Et Florian Vautier d’ajouter «  Nous sommes allés au bout de la démarche : du 19 au 26 mars, les radiateurs ont été arrêtés toute la semaine dans les classes. Le chauffage a été assuré alors par la ventilation double flux qui a insufflé de l’air entre 21 et 35°C dans les salles. La température s’est aisément maintenue à 21 degrés malgré une température extérieure descendue à -9°C ».

Une étape supplémentaire

Tous les calculs et simulations numériques effectués par PLANAIR pour ce projet ayant été validés par l’épreuve du terrain cet hiver 2017-2018, PLANAIR franchira une étape supplémentaire avec un autre groupe scolaire dont la construction débute ce printemps. De ce projet, Florian Vautier précise : « Grâce à une conception passive, le projet fera l’économie d’un système d’émetteurs traditionnels (radiateurs, plancher chauffant). C’est la ventilation double flux, indispensable pour assurer la qualité d’air, qui apportera les calories nécessaires lors de la remise en température le matin. L’économie en termes d’investissements futurs, de fonctionnement et d’entretien est évidente pour le maître d’ouvrage ! »

Dit plus généralement : investir davantage sur la performance de l’enveloppe en intégrant dès l’abord du projet les principes de la conception passive par un travail interdisciplinaire avec les différents corps de métier permet de simplifier drastiquement les installations d’émission de chaleur, et donc les coûts inhérents sur la durée. Ce projet témoigne de la volonté de PLANAIR de « boucler » la boucle en analysant le fonctionnement des bâtiments puis en se servant de ces retours d’expérience pour améliorer les prestations proposées à ses clients.

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