Comment concevoir un bâtiment pour obtenir une consommation énergétique très basse

1. Le rôle méconnu mais primordial de la conception bioclimatique

Pour garder une consommation d’énergie modérée en toute saison, un bâtiment doit être intelligemment inséré dans son environnement et s’appuyer sur les caractéristiques naturelles alentour. C’est ce qu’on appelle la “conception bioclimatique” dans laquelle l’orientation joue un rôle primordial.

L’orientation

Pour tirer profit du soleil en hiver et s’en protéger en été, pas de doute, il faut penser l’implantation d’un bâtiment en fonction du soleil.

Cela variera selon le climat de la région concernée, mais globalement les règles à avoir en tête sont :

• Orienter le maximum de fenêtres entre le sud/sud-ouest et sud/sud-est pour maximiser l’ensoleillement d’hiver
• Éviter les expositions directes est et ouest qui sont exposées plus longtemps l’été
• Mettre les pièces de vie (salon, chambre etc.) aux emplacements les plus ensoleillés, et mettre au nord des pièces où le besoin de chauffage est faible (garage, etc)
• Prévoir les protections solaires (volets, stores) dès la conception sur les fenêtres exposées sud

Les autres éléments de l’architecture bioclimatique

La conception bioclimatique va beaucoup plus loin que le choix d’une bonne orientation des pièces et des ouvertures.

Elle intègre :

• la sélection de matériaux adaptés au climat local et avec une bonne capacité d’inertie thermique
• la prise en compte de la végétation qui peut faire de l’ombre variable selon les saisons ou abriter du vent
• la réflexion sur la forme du bâtiment : une architecture plus compacte est plus économe en énergie tandis qu’un plan plus allongé nécessite davantage d’apports énergétiques
• le choix des couleurs (sols, plafonds, murs, etc) pour optimiser les apports en chaleur et en lumière selon les saisons
• le choix d’une ventilation naturelle efficace l’été pour éviter l’installation d’une climatisation

La conception bioclimatique, mise à l’honneur par la dernière réglementation RE2020 permet donc de limiter la consommation énergétique des nouveaux bâtiments en tirant profit des caractéristiques de leur environnement naturel, plein de ressources !

Mais ces critères, aussi importants soient-ils, ne suffisent pas à assurer une consommation d’énergie durablement basse : l’enveloppe thermique y joue un rôle de premier plan.

2. Une bonne isolation, la pierre angulaire d’un bâtiment basse consommation

C’est l’isolation thermique qui détermine la capacité d’un bâtiment à garder la chaleur l’hiver. C’est donc grâce à une bonne qualité d’isolation que l’on peut limiter les apports en calories lors de la période froide, puisque le bâtiment exploite au maximum le chauffage en évitant les déperditions.

Et avec un bâtiment bien isolé, on évite aussi les effets pénibles des canicules en maintenant une température acceptable à l'intérieur même quand le thermomètre grimpe dehors : ce qui permet d’éviter le recours à la climatisation, fortement consommatrice d’énergie.

Dans le neuf

Les normes en vigueur pour la construction d’un bâtiment neuf, appelées “RE2020”, ne s’y sont d’ailleurs pas trompées avec une priorité donnée à une excellente isolation de tous les éléments du bâtiment : murs, toiture, planchers bas et fenêtres. Les critères de performance ont été revus à la hausse par rapport à la précédente réglementation thermique et intègrent des exigences environ 30% plus élevées.

Cependant un bâtiment ne doit pas être totalement étanche, au risque d’avoir une humidité intérieure excessive, ce qui altère la qualité de l’air et qui crée des moisissures. C’est pour cela qu’une bonne isolation est indissociable d’un système de ventilation efficace. La ventilation mécanique double flux (VMC) est dans la plupart des cas le système le plus performant pour évacuer l’air vicié (humidité de la salle de bain, cuisine etc.)  tout en récupérant la chaleur de l’air extrait pour maximiser la performance énergétique.

Pour la rénovation

Quand on réhabilite ou rénove un bâtiment existant, revoir l’isolation est également la première étape. Sinon, tant qu’on a d’importantes pertes thermiques, un changement de chauffage serait peu efficace, et n’apporterait ni le confort ni les économies d’énergie espérées.

Voici à titre indicatif l’ordre dans lequel s’attaquer à une isolation défectueuse :

1. la toiture, qui concentre 30% des déperditions thermiques. Bonne nouvelle : isoler des combles est assez peu cher et très efficace !
2. les murs (environ 20% des pertes de chaleur) : vous choisirez l’isolation par l’extérieur ou l’intérieur selon les caractéristiques du bâtiment
3. les ouvertures (portes et fenêtres) pour lesquelles l’installation d’un double vitrage permet de gagner en confort thermique… mais aussi phonique
4. l’isolation des planchers bas, lorsqu’on a un sous-sol non chauffé ou un vide sanitaire, permet de compléter efficacement les autres travaux.
5. enfin, vérifier les pertes directes (cheminées, ventilation trop ancienne) pour ne pas oublier d’éventuelles déperditions importantes de chaleur

Dans le cas d’une rénovation thermique, on ne négligera pas non plus les travaux de ventilation, indispensables pour lutter contre l’humidité excessive de l’air intérieur.

Une fois que la conception bioclimatique et l’isolation thermique ont été bien pensées, il est temps de choisir le mode de chauffage.

3. Le chauffage : pour optimiser les caractéristiques bien choisies

Pour un confort optimal et des factures d’énergie qui restent modérées, le chauffage est un choix important. Il permet de tirer pleinement parti de ce qui a été bien conçu.

En revanche, il ne rattrape pas les erreurs de conception et d'isolation, d’où l’importance de ne pas brûler les étapes et de garder en tête que le mode de chauffage ne remplace pas de saines caractéristiques de base.

Dans le neuf

Pour les constructions neuves, que ce soit un immeuble ou une maison, la réglementation RE2020 donne des indications précises sur les caractéristiques environnementales des chauffages possibles, en excluant par exemple les chauffages à base d’énergie fossile (fioul mais aussi gaz seul).

Restent donc les solutions comme

• les pompes à chaleur,
• les poêles à granulés ou à bûches,
• le chauffage électrique numérique, qui garde toute sa pertinence, notamment grâce à des techniques innovantes comme la récupération de la chaleur fatale des calculs informatiques
• la géothermie et le raccordement au réseau de chaleur urbain

Le choix d’un mode de chauffage (ou de la combinaison de deux modes) sera fait par la maître d'œuvre ou le bureau d’études en fonction de la taille du bâtiment, de la place disponible, des exigences et attentes des occupants et du budget pour la construction mais aussi l’exploitation.

Pour un projet de rénovation

Le fait d’avoir préalablement isolé le logement sera particulièrement bénéfique au moment de choisir l’équipement de chauffage : le besoin en chauffage sera moins important grâce à la réduction des déperditions thermiques et on pourra donc sélectionner un chauffage moins puissant, par exemple une pompe à chaleur moins chère, une chaudière moins encombrante ou des radiateurs électriques intelligents et économes.

Pour que les économies d’énergie soient au rendez-vous, il faut absolument investir dans un thermostat de qualité, qui permet de piloter le chauffage heure par heure, au plus près de ses besoins.

4. En résumé

Un projet pensé et mis en oeuvre dans le bon ordre - conception, isolation, ventilation, chauffage - : voici la condition sine qua non pour un bâtiment basse consommation, qui permet à ses habitants de bénéficier de factures d’énergie très réduites (tout en gardant un confort optimal).

Car s’il y a bien une énergie qui ne coûte pas cher, c’est celle qu’on ne consomme pas ! D’où l'importance de travailler en priorité sur la réduction du besoin en apport énergétique, le nerf de la guerre d’une consommation modérée.

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