Un bâtiment passif pousse l’efficacité énergétique à son maximum : il garantit un climat intérieur confortable, hiver comme été, sans installation de chauffage ou de refroidissement conventionnel.
En pratique:
Le concept de « maison passive » a été imaginé par le Dr. Feist lors d’un voyage en Suède en 1988. Il choisit de ne pas protéger le concept pour permettre sa diffusion maximale. Il a cependant fixé des critères précis pour la délivrance du certificat. « Maison passive certifiée Dr. Feist ». Ces critères sont énoncés plus loin dans le paragraphe « Outils et certification ».
Premières maisons passives, Darmstadt
En 1991, ont été construites les 4 premières maisons passives à Darmstadt, en Allemagne. A l’époque, les systèmes de ventilation avaient été réalisés sur mesure. Il a donc fallu attendre 1997, et l’apparition dans le commerce des premiers groupes de ventilation double-flux à récupération de chaleur, pour que le passif connaisse un développement important. Celui-ci est aujourd’hui exponentiel.
Comme pour tout bâtiment à très haute efficacité énergétique, le principe de base est simple. Il s’agit de:
A) Minimiser les pertes de chaleur, c’est–à-dire
B) Valoriser les gains
La première étape est de définir le volume chauffé, c'est-à-dire le volume dans lequel on souhaite maintenir un certain confort, en termes de température et de qualité de l’air. L’idée est de le rendre le plus compact possible, de manière à minimiser les surfaces de déperdition, ainsi que les ponts thermiques.
Une fois le volume chauffé défini, il faut déterminer la manière dont on va l’isoler de l’environnement extérieur. L’objectif est, d’une part de minimiser les pertes par transmission, et d’autre part, d’éviter l’effet de parois froides, synonyme d’inconfort pour les occupants. En pratique, les parois opaques doivent présenter un coefficient de déperdition thermique U < 0,15 W/m².K, et les fenêtres un Uw< 0,8 W/m².K, ce qui n’est pour l’instant possible, qu’avec du triple vitrage. Les ponts thermiques doivent également être analysés avec soin. En effet, ils sont d’autant plus négatifs sur la qualité de l’enveloppe que les épaisseurs d’isolant sont importantes. Ces ponts thermiques, les points où la qualité d'isolation est réduite, doivent absolument être évités. Le coefficient de déperdition linéaire de la jonction des parois ne doit pas dépasser la valeur λ < 0,01 W/mK.
L'étanchéité à l'air est particulièrement importante dans un bâtiment passif. Il s’agit en effet d’éviter les exfiltrations et infiltrations d’air incontrôlées, pour plusieurs raisons:
C’est pourquoi l’étanchéité à l’air doit être continue, en une seule couche et du côté intérieur de l’isolation. Elle doit être vérifiée lors d’un test BlowerDoor en fin de chantier.
L’objectif est de bénéficier de la chaleur provenant des rayonnements solaires. Des fenêtres avec un bon vitrage et bien orientées, sont en effet, les meilleurs panneaux solaires. En pratique, il s’agit de
En effet, avec des fenêtres côté sud ayant un U = 0,8 W/m²/K et un g = 50%, les gains solaires pendant l’hiver sont supérieurs aux pertes par transmission à travers les vitrages.
Dans tout bâtiment, un renouvellement d’air est nécessaire pour conserver une bonne qualité de l’air intérieur. Le principe de la ventilation dans un bâtiment passif est d’assurer ce renouvellement d’air tout en limitant les pertes thermiques. Une ventilation mécanique contrôlée avec récupération de chaleur est pour cela nécessaire. Il s’agit de récupérer la chaleur de l’air vicié extrait des pièces dites « humides » (cuisine, salle de bain, WC) pour préchauffer l’air neuf insufflé dans les pièces dites « sèches » (salon, chambres). Un balayage d’air s’effectue alors automatiquement des pièces sèches vers les pièces humides. Avec des systèmes performants, on peut récupérer plus de 75 % des calories de l’air extrait. Il est bien entendu toujours possible d’ouvrir les fenêtres, mais ça n’est pas indispensable pour renouveler l’air, comme c’est le cas dans un bâtiment classique.
Le standard passif limite le besoin d'énergie primaire pour le chauffage, l'eau chaude sanitaire, la ventilation, les auxiliaires et les besoins domestiques à Qp = 120 kWh/m²an. Par conséquent, il est indispensable de recourir systématiquement aux équipements les plus performants pour la production et la distribution de chaleur ainsi que pour tous les équipements électriques : pompes, ventilateurs, … De même, les déperditions liées aux différentes installations de stockage et de distribution doivent être réduites au maximum. Il s'agit de contrôler notamment:
La consommation des équipements domestiques (machine à laver, réfrigérateur, …) ainsi que celle de l’éclairage, rentrent également dans le bilan énergétique. Il faut donc veiller si possible à encourager les équipements performants avec étiquette A ou A+.
Les énergies renouvelables ne sont pas nécessaires pour atteindre le standard passif, c’est un plus pour réduire davantage l’impact environnemental, voire faire du bâtiment un « bâtiment positif ». Elles peuvent néanmoins avoir un impact positif sur le critère de consommation en énergie primaire, mais ne compensent pas un besoin de chauffage élevé.
Le standard passif est un standard énergétique pour les bâtiments. Il caractérise des bâtiments extrêmement bien optimisés pour minimiser les besoins de chauffage. Trois critères sont définis par le standard passif, ils doivent être vérifiés sur base d’un logiciel spécifique (PHPP – Passive House Planning Package).
C’est le logiciel à utiliser pour concevoir un bâtiment passif. Il s’agit d’un véritable logiciel de conception, basé sur une méthode de calcul validée par l’expérience. Les suivis réalisés sur les nombreux bâtiments passifs construits depuis maintenant presque 20 ans, ont en effet montré que les consommations réelles sont toujours très proches des résultats issus du calcul PHPP.
En France, l’association « La Maison Passive France » est la seule organisation à être habilitée à certifier les bâtiments passifs. La procédure se déroule en général en deux temps, avec une pré-certification à la fin de la phase de conception, et une certification à la fin du chantier après les résultats du test BlowerDoor. Plus d’informations sur www.lamaisonpassive.fr.
