Quelles réponses aux exigences basse consommation ?

Quelles réponses aux exigences basse consommation ?

Le Grenelle de l’Environne­ment impose de nouvelles exigences thermiques : les maisons neuves devront bientôt respecter des critères de basse consom­mation énergétique (moins de 50 kW/an/m2). Les filières apportent une réponse que ce soit dans le cadre d’une isolation rapportée, l’isolation thermique répartie ou la surisolation…






 

Les produits de maçonnerie traditionnelle sont-ils aptes à répondre aux exigences du Grenelle de l’Environnement ? En clair, briques et blocs béton permettront-ils d’édifier des maisons qui respecteront les critères de la basse consommation énergétique (moins de 50 kW/an/m2)? La réponse est évidente : le mur français* n’a pas dit son dernier mot ! Précision : cette consommation énergétique exprimée en kW/an/m2 correspond au fameux coefficient C.

 

L’enjeu du coefficient C

 

«?Dans le cadre de la RT 2005, on raisonne en termes de coefficient C en termes de pourcentage », précise Paul Sauvage, de la direction “produits et systèmes” au Cerib. Attention, ce nouveau coefficient C est obtenu à partir d’un bâti et de systèmes indissociables. «?La globalité du bâtiment doit être prise en compte et dans nos études, nous prenons l’hypo­thèse de systèmes optimisés?», ajoute Paul Sauvage.  Autre gageure : le soin apporté à la réalisation des murs et de l’isolation pour éviter tout défaut d’étanchéité.

 

Dossier réalisé par S. L., H. K. et F. L.

 

* Mur composé de blocs de 20 cm, isolé et enduit.

 

 





 

♦  Bâtiment à énergie positive : BEPOS

 

Il s’agit d’un bâtiment qui produit plus d’énergie qu’il ne consomme : il utilise des énergies renouvelables pour le chauffage, l’ECS et l’électricité et l’énergie produite peut être revendue.

 

♦ Bâtiment Basse consommation énergétique : BBC

 

La consommation d’énergie, pour le chauffage, le refroidissement, la production d’ECS, éclairages, auxiliaires (sauf électricité locale) doit être inférieure à 50 kWh/m2/an (à moduler selon zones climatiques). Cela correspond au niveau A de l’étiquette du DPE.

 

♦  Le niveau THPE ENR : THPE

 

Suppose un gain de consommation d’énergie de 30?% par rapport à la consommation d’énergie conventionnelle et le recours aux énergies renouvelables.

 

♦  Label THPE :

 

(très haute performance énergétique). Il impose une consommation inférieure d’au moins 20?% à la consommation de référence. La consommation d’énergie pour le chauffage, le refroidissement et la production d’ECS doit être inférieure d’au moins 20?% au coefficient maximal.

 

♦  Label HPE : HPE

 

Ce label Haute performance énergétique, réglementé mais non obligatoire, suppose une consommation conventionnelle d’énergie inférieure d’au moins 10 % à la consommation définie par la RT 2005.

 

♦  RT 2005 :

 

La Réglementation thermique 2005, applicable à tous les permis de construire déposés depuis le 1er septembre 2006, doit permettre de réduire la facture énergétique d’au moins 15 % par rapport au type de maison construire selon la RT 2000. La recherche de performance à atteindre porte à la fois sur la conception bioclimatique sur le bâti et sur les équipements techniques.

 





 

Solution n° 1 : L'isolation rapportée

 

1/ Les blocs de béton creux de 20 cm

iso1-400.jpg

Les blocs béton creux de 20 cm avec isolation par l’intérieur permettront de participer à la construction d’une maison basse consommation. L’étude menée par le Cerib repose sur des hypothèses de chauffage/climatisation optimisées. Elle s’appuie sur trois éléments indispensables :

 

1 - les façades en blocs de béton creux de 20 m avec isolation par l’intérieur?;

 

2 - des rupteurs de ponts thermiques entre les planchers et la façade?;

 

3 - un vide sanitaire.

 

Ces façades sont isolées avec un polystyrène TH 32 de 10 cm. Mais il peut s’agir d’une contre-cloison en plaques de plâtre avec des panneaux de laine minérale ou laine de chanvre, à partir du moment où les performances thermiques du produit sont équivalentes au polystyrène TH 32. Up est alors de 0,28 W/m2.K au lieu de 0,33 W/m2.K avec un isolant TH 38 de 100 mm.

 

Les rupteurs de ponts thermiques comptent deux familles :

 

• les rupteurs sans coupure de la dalle de compression (liaison mécanique entre le chaînage et rupteur)?;

 

• les rupteurs avec coupure de la dalle de compression, bien meilleurs sur le plan thermique (Systèmes Rector ou KP1).

 

iso10-400.jpg

 

iso3-400.jpgLe vide sanitaire avec poutrelles/entrevous est constitué

 

• soit d’entrevous béton avec une chape flottante (traditionnel)?;

 

• soit d’entrevous PSE avec poutrelles béton (sans nécessité de chape flottante).

 

Quelles différences entre la maison basse consommation et le label THPE ? 

 

• La MBC utilise un TH 32 au lieu d’un TH 38.

• Le vide sanitaire en planchers entrevous PSE utilise des languettes un peu plus épaisses (8 cm au lieu de 4).

• Le système de chauffage/climatisation est plus performant.

• Les rupteurs de ponts thermiques avec coupure de la dalle sont généralisés sur la MBC.

 

2/ La brique en terre cuite de 20 cm 

 

Les industriels de la terre cuite ont démontré* que les performances basse consommation étaient accessibles dés aujourd’hui. Illustration par l’exemple avec une maison présentée dans la gamme Label Home en briques de 20 cm.

 

* avec le Bureau d’études thermiques AET Loriot

 

La brique de terre cuite de 20 cm avec isolation rapportée contribue aux objectifs de la maison basse consommation puisque ce projet (constructeur Demeures Terre et Tradition avec le BET AET Loriot) atteint la performance de 45 kWhep/m2.an. Notons l’apparition récente sur le marché d’une nouvelle brique de 25 cm (Wiernerberger) qui devrait se développer en 2010 en apportant une réponse optimisée aux nouvelles exigences (thermique, sismique, feu…)

 

La nouvelle brique de 25 cm apportera une réponse aux nouvelles exigences thermiques, sismique et feu.iso4-400.jpg

 

Détail des prestations :

 

Murs extérieurs :

 

• Optibric PV 3+ (R = 1,00 m2.K/W)?;

• Panolène GR32 100 mm (R = 3,15 m2.K/W) + BA13.

 

Ventilation, chauffage et ECS :

 

• Système double flux haut rendement thermodynamique (dans le volume habitable ­ cellier)?;

• Ballon thermodynamique 300 L relié à la pompe à chaleur.

 

Plancher bas sur vide sanitaire :

 

• Hourdis polystyrène (Up = 0,23)?;

• Floormate 200 x de 100 mm R = 3,5?;

• Dalle flottante.

 

Menuiseries :

 

• 4/16/4 argon + peu émissif (Uw = 1,6 et Ujn = 1,4).

 

Comble préaménageable :

 

• Isoconfort lambda 32 de 22 cm R = 6,80 (pas de plancher posé).

 

Mur garage/habitation :

 

• Panolène GR32 de 10 cm R = 3,15 + ossature métallique.

 

Une nouvelle gamme d'habitat citoyen

 

La gamme Label Home regroupe un ensemble de solutions constructives HQE obtenant le label Bâtiment Basse Consommation qui correspond à une performance énergétique du bâtiment de l’ordre de 50 kWh/m2. Chacune de ces constructions s’appuie sur une architecture bioclimatique, le choix de la terre cuite pour la structure murale et une approche système pour optimiser la performance du bâti. L’ajout de panneaux photovoltaïques en toiture permet d’aller sur certains logements jusqu’à un bâtiment à énergie positive.

 

 

 





 

Solution n° 2 : L'isolation répartie

 

Xella a développé un bloc de 50 cm permettant de répondre aux exigences basse énergie avec un U = 0.19W/m² 

iso7-400.jpg

 

 

 

 

 

Voici quelques valeurs indicatives de résistance thermique de maçonneries enduites à isolation thermique répartie pour différentes épaisseurs. Rappelons que plus ”R” est élevé, mieux c’est ! En effet, plus la résistance thermique du mur est élevée, moins le mur sera déperditif en termes de thermique. On constatera sur ce tableau que le béton cellulaire a pris de l’avance ! Du point de vue des monomurs, la nature du matériau et sa porosité, associées à l’épaisseur, sont les clés du succès de cette technique. Toutefois, l’épaisseur (50 cm) a ses limites car elle diminue la surface habitable, et impose parfois des moyens de manutention sur le chantier adaptés.

 

EPAISSEUR EN CM 

BETON CELLULAIRE

TERRE CUITE

PIERRE PONCE

25 cm

R : 205

 

 

30 cm

R : 3.18

R : 2.57

 

36.5 cm

R : 3.78

R : 2.87 (37.5 cm)

R : 2.82 (35 cm)

50 cm

R : 5.04

R : 3.85

 

 

iso9-400.jpg« Le Monomur de 37,5 cm, c’est le mur Grenelle par excellence, précise Jérôme Deperrois. D’une part, ses performances d’isolation et d’inertie thermique permettent de réaliser, dès à présent, des maisons basse consommation en le couplant typiquement avec un plancher chauffant et une chaudière basse consommation.D’autre part il permet de sécuriser dans le temps les performances du bâti puisque ce mur 100 % terre cuite garde toutes ses propriétés sur au moins 100 ans ! ».

 

 

 

 

Le monomur : isolation répartie sinon rien 

 

Les allées de la dernière édition de Batimat ont frissonné à la présentation de la maison Effinergie® deiso5-400.jpg Saint-Gobain dont le but était de montrer une solution consommant moins de 20 kWh/m²/an. L’objet du délit : des murs périphériques constitués d’une brique type Monomur isolante de 30 cm d’épaisseur –?ou équivalent en béton cellulaire?– et d’une isolation thermique complémentaire rapportée de 8 cm d’épaisseur… Certes, avec une isolation thermique deux fois supérieure à celle de la RT 2005, la performance est belle. « Une position que nous comprenons, puisque la brique Monomur de 30 cm seule permet difficilement d’atteindre les résistances thermiques voisines de 3 m2.K/W, rappelle Hervé Pétard de la FFTB. Mais, nous nous sommes inscrits en faux par rapport à ce système car le principe du Monomur, c’est justement l’isolation répartie ! Nous préférons travailler de concert avec nos partenaires des isolants et proposer des solutions du type doublage d’une brique isolante de 20 ou 25 par une laine minérale. » La chronique d’une mort annoncée du Monomur de 30 d’ici 2010 ? À suivre.

 

 





 

Solution n° 3 : La surisolation thermique

 

iso8-400.jpgPour aller plus loin en termes de performances thermiques, il est aujourd’hui nécessaire d’augmenter l’épaisseur de l’isolant, certes au détriment de la surface habitable… D’où l’idée, couramment pratiquée dans les pays nordiques, de reporter l’isolation à l’extérieur. Deuxième procédé d’isolation, l’isolation thermique par l’extérieur, permet d’éradiquer la majorité des ponts thermiques et d’atteindre aisément la THPE, voire plus, à condition d’utiliser des isolants très épais et/ou de choisir d’autres types d’isolant. Certains constructeurs ont franchi le pas, c’est le cas de l’Entreprise de Pierre Macchi (68) qui surisole ses bâtiments de 30 cm de PSE (procédé breveté MACC3). C’est le prix à payer pour revendiquer un Up = 0.14 W/m2.K, mais à la clé pour ce constructeur alsacien, des bâtiments consommant moins de 50 kW/m2.an ! La surisolation thermique par l’extérieur est indissociable de la très haute performance énergétique.

Le tableau ci-dessous (1) propose les résistances thermiques de deux isolants jusqu’à des épaisseurs de 50 cm. Prenons un exemple dans le tableau ci-dessous (2) : soit une paroi en béton de 14 cm associée à 30 cm de PSE TH 38 et 1 cm de plâtre intérieur :

 

 EPAISSEUR D'ISOLANT EN POLYSTYRENE EXPANSE

 ISOLANT

 

10 cm

20 cm

30 cm

40 cm

50 cm

λ=0.038 W/m.K

Ex : PSE TH 38 

 2.63

5.26

7.89

10.52

13.15

λ=0.032 W/m.K

Ex : PSE TH 32  

 3.125

6.25

9.375

12.5

15.62

 

  RESISTANCE THERMIQUE
Plâtre intérieur de 10 mm 0.021
14 cm de béton 0.082
30 cm d'isolation PSE TH 38 7.89
Résistance thermique de la paroi ≈  8 m².K/W
Up de la paroi 1/8=0.125 W/m².K !

 

 λ, R, U : ATTENTION A NE PAS CONFONDRE !

Les documents commerciaux relatifs aux isolants ou aux maçonnerie regorgent de coefficient thermiques, qui n'ont pas la même signification. 

 

 DEFINITION

UNITE

QUELQUES VALEURS

λ  (LAMBDA)

Conductivité thermique d'un matériau

W/m.K

λ  PSE TH 38 = 0.038

λ  PSE TH 32 = 0.032

(Plus λ  est petit, mieux c'est)

 R

Résistance thermique d'une paroi : Si la paroi est composée de plusieurs matériaux, la résistance thermique de la paroi est égale à la somme des résistances thermiques de chacun des matériaux. La résistance thermique d'un matériau est liée à la conductivité thermique par la relation :

R = épaisseur du matériau / λ 

 M².K/W

R d'un mur de blocs béton de 20 cm + PSE TH 38 10 +100+15 mm d'enduit = 2.63 (isolant) + 0.21 (B40) + 0.15 = 3

NB : Plus R est grand, mieux c'est 

 Up

Coefficient de transmission surfacique de chaleur d'une paroi

W/m².K

L'exemple précédent donne un U=1/3=0.33

Rappel RT 2005 : U garde fou = 0.45 

 





 

Quels sont les points fondamentaux à respecter dans le cadre d’un bâtiment basse consommation ?

 

Il faudra une qualité d’exécution suffisante pour assurer la perméabilité à l’air du mur. Les produits d’isolation devront être mis en œuvre correctement afin d’éviter tout défaut d’étanchéité entre les menuiseries et la façade. De même, un soin particulier devra être apporté pour tout passage de canalisation à travers un plancher afin d’éviter toute déperdition thermique ! 

 

L’orientation bioclimatique du bâtiment devient-elle capitale ?

 

La maison bioclimatique n’est pas ­indispensable (car pas toujours réalisable) mais elle est néanmoins recommandée avec une orientation favorable nord-sud avec, au sud, les pièces de vie (séjour et chambres). Enfin, le bâtiment devra disposer, dans l’idéal, d’une surface vitrée suffisamment importante pour bénéficier des apports solaires.

 

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