Etude Thermique, BBC, maison passive

Pour la réalisation de nos audits nous utilisons principalement l'audit ADEME (officiel)

• pour une étude des dépenses d'énergies suivies de préconisations pour une réhabilitation optimum.
• pour les études sur plans avant construction

Nous utilisons le logiciel PHPP, conforme aux exigences relatives à la certification de maisons passives.

Cert-Immo et Eco-Logis sont :

• partenaires du réseau "infos maisons passives France".
• membres du réseau OZE objectif 0 énergie

QUELQUES EXPLICATIONS.

Les normes,
Le BBC, la RT 2012, le passif, la maison à énergie positive, Effinergie, etc. : autant de termes qui émergent peu à peu dans le langage courant. Pourtant, ces normes restent confuses pour la plupart d’entre nous, faute d’explications claires, simples et précises.

La RT 2005, la RT 2012, le BBC, effinergie, etc. : bienvenue dans la jungle des normes !

Pourquoi une règlementation limitant la consommation d’énergie dans les constructions neuves ?
Les habitations et les bureaux, ce sont :
• 43% de la consommation de l’énergie
• 25% des rejets de CO²
Chaque année, un ménage francais moyen dépense pour ses factures énergetiques :
• 800 € pour le chauffage,
• 275 € pour l’eau chaude.
La règlementation thermique applicable en France actuellement est la RT2005.
Elle est issue directement de l’évolution des règlements thermiques successifs :
• 1974 : coefficient de performance de l’enveloppe G
• 1982 : prise en compte du besoin en chauffage B
• 1988 : consommation d’énergie C
• RT 2000 : première règlementation thermique complète, à partir de laquelle les normes actuelles et futures sont déclinées.
La règlementation actuelle, la RT 2005:
• s'applique aux bâtiments neufs, résidentiels, et tertiaires depuis le 1er septembre 2006.
• se focalise sur les économies d’énergies et le confort d’été

La RT 2005 prend en compte la consommation d’énergie primaire, incluant :
• Le chauffage,
• la ventilation,
• la climatisation,
• l’eau chaude sanitaire (ECS),
• l’éclairage,
• les auxiliaires : ils désignent les pompes électriques et autres moteurs électriques de régulation de chauffage et ventilation. Ils peuvent rajouter de 5 à 10 kWhep/m².an à la consommation totale du logement.
Comment se calculent les consommations ?
Dans toutes les règlementations thermiques, la consommation est calculée en énergie primaire (Ep) et non en énergie finale (Ef).
L’énergie primaire est la première forme de l'énergie directement disponible dans la nature : bois, charbon, gaz naturel, pétrole, vent, rayonnement solaire, énergie hydraulique, géothermique…
L'énergie finale est l'énergie livrée au consommateur pour sa consommation finale (essence à la pompe, électricité au foyer...). L'énergie primaire n'étant souvent pas directement utilisable, elle fait l'objet de transformations : exemple, raffinage du pétrole pour avoir de l'essence ou du gazole ; combustion du charbon pour produire de l'électricité dans une centrale thermique.
La consommation d'énergie primaire « EP » prend en compte les pertes énergétiques lors de la production et le transport de l'énergie vers son lieu de consommation final. Dans le cas de l'électricité EDF, il faut produire 2 580W en centrale pour fournir 1 000W chez le consommateur. D'où 1 kW EDF au compteur = 2,58 kW Ep.
L’énergie finale est donc toujours un multiple de l’énergie primaire (n), dépendant du type d’énergie.
En résumé :
• Energie finale = quantité d’énergie consommée (relevée sur le compteur)
• Energie primaire = quantité d’énergie consommée + quantité d’énergie nécessaire à la production de cette énergie
• Coefficients de conversion : Ep = n x Ef
o gaz : n=1
o fioul : n = 1
o électricité : n = 2,58
o bois : n = 0,6
Comparaison entre les différentes normes de construction : RT 2005, HPE, THPE, BBC Effinergie
La RT2005 est la norme minimale obligatoire. A partir de celle-ci se déclinent les normes :
• HPE (Haute Performance Environnementale) : 10% d’énergie consommée en moins par rapport à la RT2005,
• THPE (Très Haute Performance Environnementale) : 20% d’énergie consommée en moins par rapport à la RT2005,
• BBC (Bâtiment Basse Consommation): 60% d’énergie consommée en moins par rapport à la RT2005,
• BBC -Effinergie : label français pour tout bâtiment certifié BBC. C’est l’obtention de ce label qui permet l’obtention du crédit d’impôt BBC.
Le BBC tel que décrit ci-dessous sera très probablement la base des futures règlementations thermiques, la RT2012, qui sera la norme obligatoire applicable à partir de 2012 pour toute habitation neuve.
Le tableau suivant fournit un résumé des éléments à prendre en compte pour l’obtention d’un niveau de performance donné.

RT 2005 Obligatoire depuis 2006 HPE (Haute performance environnementale) THPE (Très Haute Performance Energetique) BBC - Effinergie obligatoire* en 2012
Besoin de chauffage Non mesuré Non mesuré Non mesuré <25 kWh/m². an estimatif
Etanchéité aux fuites d'air Non mesuré < 3,0 mètre cube/h.m² (est.) < 2,5 mètre cube/h.m² (est.) < 0,6 mètre cube/h.m²
Réduction des pertes d'énergie - - - 10% - 20% - 60%
Consommation maximale d'énergie 190 kWhep/m².an 170 kWhep/m².an 150 kWhep/m².an 50 kWhep/m².an
Facture moyenne 1300 € / an 1150 € / an 1000 € / an 375 € / an
(* En plus de ces critères, l’obtention du label BBC prend en compte deux autres éléments :
- SHON = 1,2 x SHAB au maximum
- On ne peut déduire que 12 kWhep/m² de SHON / an pour l’installation de panneaux photovoltaïques. )
Ces valeurs sont cependant à moduler en fonction de la situation géographique de la construction. En effet, il est plus facile de chauffer une maison à Nice qu’à Nancy.
Ainsi, les paramètres à prendre en compte sont la zone climatique et l’altitude.
Par exemple, pour la zone climatique, on applique un coefficent à la consommation cible.
Epinal se trouvant en zone H1b, la consommation maximale autorisée par le BBC est donc de 50 x 1,3 = 65 Kwhep/m²shon/an (65 kiloWatts d’énergie primaire consommée par mètre carré de Surface Hors Œuvre Nette par an).


Comment obtenir une certification en France ?


Comparaison BBC Effinergie / Minergie / PassivHaus
Au-delà du BBC, on parle beaucoup des normes PassivHaus allemande ou Minergie Suisse. Chacune de ces normes ne prend pas exactement le même référentiel en compte, même si les notions restent proches.
Quelques différences :
• la surface mesurée est différente : Shon en France vs. Shab en Suisse ou en Allemagne.
• les coefficients d'énergie primaire EDF diffèrent de 2 en Suisse à 2,72 en Allemagne.
• les tests d’étanchéité à l’air ne se font pas à une pression identique (hors tableau)
Pour bien comprendre les différences, voici un tableau récapitulatif :

Les règles de construction à respecter

La construction d’un Bâtiment Basse Consommation doit respecter certaines règles :
• Conception compacte : plus la maison ressemble à un cube, moins il y a de surface de mur et de toiture, qui sont des sources de perte.
• Surface habitable suffisante : tous les calculs sont faits en ratio par mètre carré. Moins il y a de mètres carrés habitables, plus les calculs sont défavorables.
• Limitation des ponts thermiques : les ponts thermiques sont les zones de jonction dans toute la construction (raccord mur-plancher, raccord fenêtre-mur, etc.). Ces ponts doivent être traités avec grande attention pour éviter les déperditions.
• Étanchéité élevée aux fuites d’air : Les fuites d’air génèrent les plus grosses pertes d’énergie, que l’on évite par la pose d’un pare-vapeur continu. Pour obtenir le label Effinergie, un contrôle est OBLIGATOIRE par le test du « Blower Door » (mise sous pression du bâtiment avec un appareil de pressurisation).
• Chauffage solaire passif : c’est l’apport naturel de chaleur via l’orientation Sud et l’optimisation des fenêtres. Les grandes ouvertures doivent se trouver le plus au Sud possible, avec un double vitrage pour laisser entrer la chaleur. Les fenêtres à l’Est et au Nord doivent comporter de préférence un Triple Vitrage, fournissant une meilleure protection.
• Ventilation optimisée : l’objectif est de renouveler l’air de la maison, pour un avoir toujours un air non vicié, en limitant le plus possible la déperdition d’air chaud déjà présent dans la maison, et en ne laissant entrer l’air froid que dans la mesure du nécessaire.
• Réduction du coût de production d'ECS (Eau Chaude Sanitaire) : la production d’eau chaude est la plus grande source de consommation d’énergie après le chauffage. L’objectif est donc de l’optimiser.
• Dispositif « hors-gel » de secours automatisé : le système de chauffage doit permettre de maintenir à tout moment une température intérieure supérieure à 14°, même sans présence dans la maison. Le poêle à bois seul ne peut donc suffire.
• Confort d’été : le confort d’été se mesure par la température la plus élevée obtenue pour la journée la plus chaude de l’année. La valeur dépend de la région. Les systèmes d’aération naturelle, la capacité d’absorption naturelle de la chaleur par les murs et l’isolation permettent d’atteindre les performances requises.

Quelles performances pour le BBC ?
Les valeurs nécessaires pour atteindre la norme BBC sont indiquées dans le tableau en première partie :
• Besoin de chauffage (< 25 kWh/m².an) : il correspond aux besoins nécessaires en chauffage pour compenser les dépertitions naturelles de chaleur du bâtiment, tout en conservant une température intérieure de confort. Il s’exprime avec le coefficient Ubat (U= pouvoir isolant, bat= du bâtiment)
• Étanchéité aux fuites d'air (< 0.6 m3/h.m²)
• Consommation maximale d'énergie (50 kWhep/m².an): il s’agit de la consommation maximale prenant en compte le chauffage (Ubât), la ventilation, la climatisation, l’eau chaude sanitaire (ECS), l’éclairage, les auxiliaires

Comment calculer le besoin de chauffage ?

La première étape consiste donc à calculer le besoin de chauffage à partir de l’Ubat.
Le coefficient Ubat-ref (exprime en W/m2.K) représente un coefficient de déperdition moyen du bâtiment :
• Déperditions par les parois (murs, planchers, toitures, baies).
• Déperditions par les liaisons (ponts thermiques des planchers, refends ...).
• Température intérieure de Confort (exprimée en °C) : Résidentiel = température de 19°

Pour calculer le U d’un bâtiment, on réalise les étapes suivantes :
1. On décompose le bâtiment en parois (mur, plancher, plafond, etc.).
2. On décompose chaque paroi en prenant en compte chaque matériau utilisé et son épaisseur (dans le mur, 20 cm de laine de verre, un placo de 16 mm, etc.).
3. On calcule la résistance thermique de chaque matériau dans la paroi. Chaque matériau possède ses propres caractéristiques d’isolation (conductivité thermique lambda). On calcule la résistance thermique de chaque matériau dans une paroi en divisant sa conductivité propre par l’épaisseur (e) du matériau utilisé. On obtient la résistance thermique du matériau R =e / λ.
4. On calcule la résistance thermique de la paroi complète. C’est la somme des R, à laquelle on applique un coefficient de déperdition (prise en compte des RS : résistance surfacique).
5. On en déduit le U de chaque paroi (U=1/R).

Quelles solutions et performances courantes dans les projets Effinergie


Quels produits et équipements choisir ?
Comme nous l’avons vu dans la seconde partie, la norme BBC limite le besoin de chauffage à 25 kWh/m².an.
La consommation maximale d’énergie primaire autorisée par la norme est de 50 kWhep/m².an. Si le besoin de chauffage représente effectivement 25 kWh/m².an (il peut être inférieur si chaque paroi a été optimisée), il ne reste donc que 25 kWh/m².an d’énergie potentiellement consommable par tous les autres appareils.
Pour rappel il faut encore prendre en compte les consommations suivantes : la ventilation, la climatisation, l’eau chaude sanitaire (ECS), l’éclairage, les auxiliaires (sachant que les auxiliaires peuvent à eux seuls représenter de 5 à 10 kWhep/m².an).

Comment choisir les bons matériaux pour l’enveloppe du bâtiment ?
Au-delà de tous les principes de construction déjà décrits plus haut, les points à respecter sont simples :
1. Il faut augmenter l’épaisseur des isolants. Les performances des différents isolants, écologiques ou non, sont à peu prêt identiques. Les meilleures performances sont atteintes par le polyuréthane et le polystyrène. La laine de verre conservant la meilleure performance thermique des isolants traditionnels avec un λ=0 ,032 pour la laine de verre haute densité.
2. La qualité des fenêtres est clé : un bon double vitrage obtient une performance Uw=1,2. Un bon triple vitrage une performance Uw=0,9.
Il ne reste alors plus qu’à choisir les bons équipements.

Quels équipements choisir ?
Les grandes familles d’équipement à sélectionner sont :
• Le chauffage
• La ventilation
• La production d’eau chaude
Une seule certitude : la consommation de chaque équipement étant calculée en énergie primaire (Ep), l’électricité non couplée à un système de type PAC ou solaire est proscrite pour le chauffage et la production d’eau chaude !
Ensuite, le choix des équipements dépend bien sûr des performances attendues, mais également du budget disponible. Il est assez facile d’atteindre des performances élevées quand la maison est sur-équipée. Naturellement, les dépenses sont alors en conséquence. Le problème est donc de bien équiper la maison à moindre coût.

La VMC

Elle peut être simple ou double flux. Si elle est simple flux, elle est nécessairement hygro-B avec un rendement supérieur à 80%.
Une VMC double flux double l’investissement mais se révèle beaucoup plus efficace. Le principe de la VMC double-flux est de croiser l’air chaud sortant avec l’air froid entrant. La déperdition de chaleur est alors moindre. On considère que la VMC double flux apporte un différentiel d’environ 4 à 5°C.

Le Chauffage

Pour le chauffage, les contraintes sont nombreuses ;
1. L’électricité est proscrite, comme déjà expliqué.
2. Le hors gel est obligatoire (température minimale de 14° dans chaque pièce).
3. Une régulation de la température doit être possible pièce de vie par pièce de vie.
Toutes ces contraintes limitent donc les possibilités.
Plusieurs possibilités s’offrent alors au Bâtiment Basse Consommation. Les solutions possibles sont :
• Chaudière gaz instantanée
• Chaudière gaz à condensation
• Pompe à chaleur (PAC)
• Poêle à pellets
Chaque système présente avantages et inconvénients. Seule une étude du bâtiment (surface, nombre d’habitants, situation géographique) permet d’apporter la réponse appropriée.

L’eau chaude sanitaire (ECS)

Comme pour le chauffage, la réponse est loin d’être évidente, malgré un grand consensus autour du chauffe-eau solaire.
En effet, chaque système présente un inconvénient majeur.
• Chauffe-eau solaire : c’est la réponse qui revient le plus souvent pour différentes raisons. La première raison est la production écologique, car alimentée principalement par l’énergie solaire. En fait, le chauffe-eau solaire présente également un certain nombre d’inconvénients. Sous nos latitudes, il ne fonctionne à plein régime que 6 mois de l’année. Le reste du temps, une petite PAC ou l’électricité prennent le relais. De plus, il nécessite de maintenir à une température minimum de 40°C un ballon de 170 litres minimum. Enfin, un auxiliaire électrique est indispensable.
• L’alternative est le chauffe-eau instantané, de type mural. Il ne nécessite qu’un auxiliaire extrêmement peu gourmant, et ne nécessite pas de ballon (pas de place perdue et pas d’énergie dépensée pour rien). Il a l’inconvénient de fonctionner avec les énergies fossiles (gaz) et ne recueille donc pas l’adhésion de la mouvance écologiste. Il a également le gros avantage d’être très peu cher à l’installation.