LA CONSTRUCTION PASSIVE

VOIR EGALEMENT / LES SOLUTIONS FIABITAT

Études thermiques / Optimisation de bâtiments basse consommation
Dimensionnement de VMC double flux / puits canadiens
Fourniture puits canadien / VMC double flux en prêt à poser
Tests d'étanchéité à l'air / Thermographie

Ce dossier décrit le concept de maison ou construction passives, et montre les possibilités d'application de ce concept au climat français.

Dossier réalisé par Ugo Degrigny - 2008

Qu'est-ce qu'une "maison passive" ?

La fonction première d'une habitation était de protéger ses occupants contre les aléas du climat et de leur fournir un abri contre les prédateurs. Ces fonctions ont évoluées aujourd'hui pour aboutir plutôt à : fournir un environnement thermique confortable en toute saison et assurer la sécurité des personnes et des biens. Nous ne nous concentrerons ici que sur l'aspect thermique. Une maison passive est littéralement une maison qui est capable de fournir cet environnement thermique confortable en toute saison uniquement grâce à l'usage de procédés dits « passifs » c'est à dire de procédés qui fonctionnent sans systèmes ni surveillance. L'origine du concept est donc aussi vieille que les premiers logements des humains primitifs. Seulement comme ces derniers ne cherchaient pas à obtenir le confort thermique mais juste un début de protection contre le climat, et qu'ils étaient originaires de climats chauds, leurs solutions étaient très modestes. A l'heure actuelle, une maison passive sous le climat français c'est une maison qui n'a ni chauffage ni climatisation et qui assure malgré tout un confort optimal en toutes saisons (pour les incrédules : si, c'est possible, les explications sont dans la suite de ce dossier).

D'où vient la maison passive ?

Obtenir le confort thermique en toute saison pose une évidence sur la nature des maisons passives : chacune de ces constructions est liée au climat pour lequel elle a été conçue. Dans les régions froides du nord, une maison passive signifie essentiellement « une maison qui se chauffe toute seule », alors que dans les régions tropicales, une maison passive est plus « une maison qui se rafraîchi toute seule ». Il est évident que les moyens nécessaires pour obtenir des résultats si différents seront très différents aussi. L'évolution récente du concept de maison passive est liée au développement technologique des riches pays du nord. Leur climat tempéré à tempéré-froid a forcé ces peuples à être ingénieux pour survivre dans un premier temps, et pour améliorer leurs conditions de vie ensuite. Construire des habitations qui ne surchauffent pas dans les régions tropicales a été acquis historiquement bien plus tôt que construire des maisons qui n'ont pas besoin de chauffage dans les régions tempérées. En effet, dès l'an mille les cultures des peuples qui vivaient par exemple aux environs du tropique du cancer en Afrique ont conçue des habitations qui procuraient cette forme de perfection thermique, avec des moyens d'ailleurs étonnamment simples. Depuis lors, ces solutions traditionnelles n'ont pas eu à évoluer car elle fournissent une solution idéale, tout en étant parfaitement intégrées d'un point de vue écologique.

En revanche dans les pays du nord de l'Europe, aux environs de l'an mille, les habitations restaient de maigres protections contre le climat, et personne ne songeait encore à rechercher un quelconque « confort » ! Le besoin de chaleur pendant toute la saison froide était fourni par des foyers à combustion de bois, primitifs et peu efficaces. Et on ne peut pas dire qu'il y ai eu de significatifs progrès à ce sujet pendant près d'un millénaire car même à l'heure actuelle, la quasi-totalité des habitations des pays tempérés sont chauffées avec un système de combustion quelconque (ou un dérivé électrique, mais l'électricité elle-même étant majoritairement produite par combustion, ça revient au même). Certes, la performance de la combustion, la diffusion de la chaleur et le confort des habitations ont été grandement améliorés, notamment grâce à l'étanchéification des baies au moyen de fenêtres vitrées, mais ces progrès restent très récents d'un point de vue historique, et la consommation d'énergie reste colossale (et insoutenable d'un point de vue écologique). Les occidentaux n'ont d'ailleurs cherché à construire des maisons passives que très récemment, avec quelques essais marginaux à partir des années 1950, et surtout, après le crash pétrolier des années 1970. En effet, l'amélioration principale de cette époque consistait à substituer le chauffage à bois des maisons par un chauffage central à eau alimenté par une chaudière à pétrole, donc, la diminution de la disponibilité du combustible a fait réfléchir sur d'éventuelles autres solutions.

La consommation d'énergie pour chauffer une maison dépend des facteurs suivants : combien de chaleur est perdue vers l'environnement, combien de chaleur est gagnée grâce au soleil, et combien de chaleur est gagnée grâce à la production interne (le tout par rapport à une température interne de confort). Ceci nous amène à l'évidence suivante que pour diminuer la consommation d'énergie pour le chauffage, il existe trois possibilités :

• fournir plus d'énergie interne
• diminuer les pertes vers l'environnement extérieur
• augmenter le captage des apports solaires extérieurs

L'énergie interne est fournie par les habitants de la maison (nous autres humains animaux à sang chaud dispersons de la chaleur autour de nous en permanence), par leurs occupations et leurs appareils (cuisine, cuisson, électroménager, éclairage, etc.) et bien sûr par un système de chauffage. L'objectif étant de réduire la consommation de ce dernier, il faut agir sur les deux autres possibilités : conserver la chaleur interne, ou capter la chaleur externe (le soleil). Ou alors, augmenter le nombre d'habitants. En effet, il faut bien comprendre que la quantité de chaleur interne dépend largement de la quantité d'individus / par la surface. 15 personnes dans 15m² ne sont pas équivalent à 2 personnes dans 100 m². La tendance moderne étant à l'agrandissement des surfaces occupées pour chaque individu cela rend d'autant plus importants les efforts à faire sur le bâtiment. Ainsi comme dans la démarche negawatt, le premier moyen d'aller vers le passif serait la sobriété : se contenter de moins de surface par personne.

Conserver la chaleur se fera par un travail sur la qualité de l'enveloppe que constitue la maison : l' isolation de ses murs et des fenêtres, et l'étanchéité à l'air notamment. Mais aussi par un travail sur sa ventilation. En effet, si la maison est rendue parfaitement étanche, il va être nécessaire de renouveler l'air puisqu'il est consommé par ses habitants. Cette opération peut disperser énormément de calories si rien n'est fait pour les conserver. La conservation de la chaleur est grandement limitée par le volume de l'habitation : plus elle est grande, et moins il y a d'habitants, et plus grande devront être ses performances. Il peut arriver d'ailleurs que les apports internes soient trop faibles pour qu'il soit possible de rendre la maison réellement passive, même avec une enveloppe ultraperformante.

Capter la chaleur se fera par un travail sur le positionnement de la maison par rapport au soleil : position et tailles des fenêtres et de leurs protections solaires, choix des matériaux qui recevront le rayonnement, disposition des pièces. La maison doit être construite comme un capteur solaire pour générer une hausse de température interne grâce à l'effet de serre provoqué par les vitrages. Cette stratégie est limitée par la quantité de chaleur disponible à récupérer. Il n'est donc évidemment pas possible de faire une maison passive fondée sur ce moyen si la chaleur solaire disponible est plus faible que la chaleur nécessaire au total.

Ces deux démarches n'interviennent pas du tout sur les mêmes aspects du bâtiment. Elles peuvent théoriquement être complètement indépendante : mais en pratique elles ont tout intérêt à être associées. Ainsi capter la chaleur solaire ne sera pas très utile si rien n'est fait pour la conserver. De même, conserver la chaleur peut conduire à des surchauffes si aucune réflexion n'a été portée sur la manière dont la maison capte la chaleur externe. Ceci nous amène enfin à l'évolution moderne du concept de maison passive. Les pays occidentaux les plus froids ont axés leurs recherches sur une priorité donnée à la conservation de la chaleur, car leur climat ne leur offre pas grand chose à capter. En revanche les pays occidentaux plus chauds ont donné la priorité au captage du soleil qui leur est plus abondant. Ces différences se produisent alors même que l'objectif initial reste le même : fournir un confort thermique en toute saison, sans utiliser de systèmes actifs.

En Europe la majorité des pays se trouvent dans une zone tempérée froide pour laquelle la maison passive est synonyme de « maison qui n'a pas besoin de chauffage », mais les pays du sud se trouvent à la lisière des zones climatiques où les besoins de rafraîchissement deviennent prépondérant sur ceux de chauffage.

La France quant à elle se trouve à l'exacte limite entre les deux, ce qui explique peut-être en partie son retard à ce sujet car la plus grande diversité des solutions possibles dans notre climat rend les choix à faire plus difficile, et la démarche à suivre pour construire passif, moins évidente.

La construction de maisons passives aujourd'hui

Dans les années 1990, des expériences ont été faites en Allemagne dans le but de trouver des solutions technologiques pour construire des maisons à très faibles consommations énergétiques. Ces expériences ont été poursuivies dans les 10 années qui ont suivies, et ont finalement aboutis à l'avènement d'une démarche et d'un label à l'initiative du PassivHaus institut : la certification « PassivHaus ».

Cette démarche s'est développé plus que toute autre ces dernières années et rencontre un certain succès notamment dans les pays européens du nord, c'est pourquoi il est devenu courant actuellement que le terme « maison passive » soit associé à cette manière de faire. Il s'agit toutefois d'une utilisation restrictive du terme puisque la maison passive à l'allemande ne fonctionne telle quelle que sur des zones climatiques identiques. En outre lors de l'élaboration de la démarche passivhaus, il a été utilisé des systèmes de ventilation mécanique sophistiqués, avec succès, dans le but de traiter la question des pertes thermiques dues à la ventilation. Ainsi, il est pratiquement incontournable de trouver dans ce type de maison une ventilation mécanisée avec une double-flux dotée d'un échangeur de chaleur performant. Donc ces maisons ne sont en fait pas, strictement, des maisons « passives » puisqu'elles dépendent d'un système actif pour leur fonctionnement.

L'objet de cette remarque n'est pas de critiquer ces solutions, mais seulement de mieux comprendre la gène qu'il peut y avoir aujourd'hui pour les spécialistes des pays sud-européens notamment à voir assimilés « maison passive » et passivhaus comme si les deux étaient strictement synonymes alors que ce n'est pas le cas, et qu'en outre les solutions technologique de la démarche passivhaus ne sont pas universelles et son avant tout adaptées aux climats tempérés froids.

C'est pourquoi nous, à Fiabitat, faisons habituellement une différenciation dans notre langage et parlons de « maisons passives » pour faire référence aux maisons dont la stratégie est majoritairement « conserver la chaleur », et de « maisons bioclimatiques » ou « maisons solaires » lorsque la stratégie qui prime est plutôt son captage. Cette différenciation ne concerne que le cadre français actuel et est abusive, puisque comme nous l'avons vu, une maison passive n'est pas forcément conçue pour conserver au maximum la chaleur (si elle est construire dans un climat chaud par ex), et une maison bioclimatique peut tout à fait être « passive » dans le sens premier : si elle n'a pas besoin de système de chauffage. Nous utilisons quand même ces deux termes de cette manière pour arriver à faire comprendre facilement qu'il y a une différence fondamentale de démarche entre « conserver » et « capter » et que c'est cette différence qui explique aujourd'hui la complexité qu'il y a pour le néophyte à trancher les débats d'experts entre ceux qui arguent que l'isolation et l'étanchéité à l'air sont primordiales et que l'inertie est inutile, et ceux qui déclarent exactement l'inverse : ils ont tous raison !

Comment faire une maison passive ?

Nous allons voir maintenant en détail comment se traduisent dans les faits « conserver la chaleur » et ce que ça change par rapport à la construction française habituelle. Nous ne parlerons pas du tout ici des aspects qui tournent autour de « capter la chaleur » (voir pour cela notre autre dossier sur le bioclimatisme).

Nous allons tout d'abord voire en détail quelle réponse on peut apporter pour un climat très froid et ensuite pour un climat très chaud. Notre climat est tempéré, et nous avons donc au cours de l'année besoin de faire face soit à des impératifs de chauffage, soit à des impératif de rafraîchissement. En analysant dans le détail les solutions d'habitations traditionnelles dans les climat arctiques et tropicaux sec, nous pourrons ainsi mieux comprendre comment en faire la synthèse. Les habitations traditionnelles dans ces climats extrêmes sont, par essence, des habitations passives. Les climats font régner des situations qui sont tellement éloignées de celle qui est la zone de confort pour l'être humain qu'il a fallu dès le début trouver des solutions. Il ne s'agit plus de question de confort, mais de questions de survie.

Conserver la chaleur : l'exemple inuit

Les inuits vivent dans les régions arctiques au nord du canada et au sud du groenland. Traditionnellement, ce peuple avait un mode de vie nomade, conditionné par les déplacements des populations animales qui assuraient leur subsistance. Pendant l'été, les inuits vivaient dans des tentes de peaux, assez semblables à celles de leurs cousins indiens vivant sous des latitudes plus clémentes. Mais pendant l'hiver, cet habitat ne suffit plus à assurer une protection suffisante contre le froid intense et le blizzard. Les inuits ont donc inventé des igloos, habitats semi-enterrés, construits en neige. Tout le monde connaît le terme, pourtant l'igloo véritable est bien plus sophistiqué que la simple coupole de blocs de neige à laquelle on pense immédiatement. Déjà, il faut savoir que l'igloo peut être à la fois un abris de fortune ou une habitation plus durable. L'abris de fortune est petit, construit rapidement en quelques heures, et peut abriter quelques personnes. Il est utilisé pendant que la troupe de déplace au début de la saison froide, ou par des chasseurs en expédition. Il sera construit en revanche des igloo plus grand, plus soignés et plus durable lorsque la troupe a atteint la zone où elle passera l'hiver au bord de la banquise à proximité des phoques. C'est ce grand igloo que nous allons décortiquer.

D'abord, le matériau qui servira à faire le mur est composé de neige. Ce doit être de la neige, et non de la glace. La différence est très importante, car la neige est toujours à 0°C exactement, alors que la glace peut être bien plus froide. Il faut pourtant que cette neige assure la portance du mur, les inuit utilisaient donc de la neige pressée par le vent. Les cristaux de neiges sont intacts, mais ils ont été serrés par le vent, sans pour autant être écrasés. Cette neige a finalement une allure qui ressemble à du polystyrène expansé : rigide, mais très légère. Elle est composée de beaucoup d'air enfermé par les cristaux de neiges, ce qui en fait un excellent isolant.

Ensuite, la forme de l'igloo sera un dôme. Ceci pour plusieurs raisons : le dôme est le volume qui expose la plus petite surface pour clore un volume. Il limite donc les déperditions thermiques par rapport, par ex, à un carré surmonté d'un toit à deux pentes. Le dôme est autoporteur, et il peut être construit uniquement avec des matériaux n'ayant pas de résistance en flexion, comme des blocs de neige. Enfin le dôme créé une forme qui limite la résistance au vent, et diminue les turbulences induites par ce dernier. Cette forme est donc bien la forme idéale pour ce type de climat. Mais faire un dôme ne suffit pas, il faut encore réussir à le protéger contre les infiltrations d'air froid. L'entrée qui permet l'accès à l'igloo sera donc conçue comme un siphon : on creuse un petit tunnel qui passe sous le mur extérieur et remonte à l'intérieur. L'intérêt là encore est double. En ménageant un petit conduit on protège l'accès contre les éventuels ours curieux, et le fait de réaliser cet accès en forme de siphon créé une fosse à froid. De même que l'eau reste piégée dans un siphon, l'air froid va lui aussi emplir cet espace en y chassant l'air chaud, et y rester bloqué. Il n'y aura donc pas besoin de mettre de porte pour rendre l'accès étanche aux déplacements d'air.

Pour les mêmes raisons, le niveau utile de l'igloo, en quelque sorte son "plancher", se situera au dessus du niveau de l'entrée extérieure. Si ce n'était pas le cas, l'air froid du siphon "coulerait" vers l'intérieur de l'igloo. Ci contre deux exemples ratés. Celui du haut n'a pas de siphon, la chaleur produite par les occupants s'échappe vers le haut et aspire l'air froid. L'intérieur est à la température extérieure. Celui du bas est complètement enterré (en supposant par ex qu'ils ont creusé pour extraire la neige et ont profité du trou pour avoir moins de mur à construire). Les occupants se trouvant au point bas du siphon, il sont assurés d'être perpétuellement dans la partie la plus froide. Ambiances glaciales garanties !

Revenons à notre igloo réussi : Il ne reste plus qu'à soigner les détails de finition. La coque extérieure de l'igloo sera soigneusement calfeutrée entre les blocs (ceux-ci éventuellement retaillés) avec de la neige poudreuse. Le vent la tassera dans les interstices. Du côté intérieur, la surface de l'igloo sera lissée pour gommer les aspérités. Ainsi, la chaleur dégagée par les occupants va faire fondre la surface de neige interne, et cette eau va en se mélangeant avec la condensation de la vapeur interne se répartir sur toute la surface, et geler dès la nuit tombée. La surface sera au final parfaitement étanche au vent grâce à cette mince pellicule. Pour qu'elle se forme sans encombre, il faut que la surface interne soit parfaitement dénuée d'aspérités, d'angles saillants ou des trous, sinon l'eau s'y transformerait en goutte et tomberait au sol en laissant une partie du plafond sans la finition anti-vent (et de plus recevoir une pluie glacée sur la tête n'est guère agréable).

Cette couche ne peut se former que si les murs sont effectivement réalisés avec de la neige. La neige est isolante, donc la chaleur interne ne la fait fondre que superficiellement, et elle regèle ensuite. Si le mur était composé de glace, la chaleur interne ferait fondre la glace en permanence, et celle-ci coulerait le long de la paroi, sans se refiger de nouveau. C'est notamment ce qui se passe dans les igloo qu'on peut construire chez nous quand il neige. La neige n'est pas assez compacte, et le compacte à la main la serre trop. La nuit cette neige durcit et gèle, se transformant en glace. Perdant sont pouvoir isolant, elle fond constamment à cause de la chaleur dégagée par les occupants.
Enfin, alors que la température rayonnée du mur de neige est de 0°C exactement, celle du mur de glace serait bien plus froide, et atteindrait pendant la nuit la celle de l'extérieur (-40°C...). En effet, la glace est la version solide de l'eau, et comme chacun sait, un matériau solide peut être à diverses températures tant qu'on reste en dessous du point de fusion. La glace peut être à à peine plus que 0°C, mais aussi à -40°C, voire encore bien plus bas que ça si l'environnement où elle se trouve est plus froid encore.

Il faut aussi assurer un renouvellement de l'air, car ainsi conçu notre igloo ne se ventile pas. Ses occupants vont s'asphyxier rapidement. Il faudra donc ménager des trous de ventilation : leur taille, nombre, et positions seront définies par la quantité de personnes se trouvant dans l'igloo. Il faut assurer juste assez de ventilation pour renouveler l'oxygène, mais sans que les pertes de chaleur induites par ces trous ne soient supérieures à la chaleur produite à l'intérieur.

Tel quel, l'igloo assure une température interne de 0°C minimum, quelque soit la température extérieure et la vitesse du vent, ce qui est déjà formidable par rapport aux conditions de départ. Comme nous venons de le voir, l'air chaud va aussi être capturé et gardé à l'intérieur, ce qui va monter cette température jusqu'à 5°C pour un bon igloo. Mais ce n'est pas tout : comme les murs sont constitués d'isolant, ils ont la capacité de renvoyer une bonne partie des infrarouges émis par les occupants du lieu. Ainsi, la température réellement ressentie, qui est la moyenne de la température de l'air, et de celle des rayonnements reçus, sera encore plus élevée : entre 10 et 15°C ! A une telle température l'inuit moyen peut enlever une bonne partie de ses vêtements. Mais on peut aller encore plus loin. Pour l'igloo construit pour durer toute la saison froide, qui est assez grand, les inuits peuvent tendre sur ses parois internes des peaux (celles qu'ils utilisent l'été pour leurs tentes), voire carrément remonter des tentes entières dans l'igloo. Ceci augmente encore la température ressentie, jusqu'à un optimum d'environ 20°C. Je rappelle qu'il ne s'agit pas de la température de l'air à l'intérieur du volume (qui n'éxède pas 5°C), mais bien de la sensation de chaleur perçue, et c'est bien celle-là qui intéresse les occupants du lieu.

L'igloo est la forme la plus aboutie d'habitat passif pour climat très froid. Le seul appoint de chauffage qu'il peu y avoir à l'intérieur est une lampe à huile, l'appareil à combustion d'huile animale à tout faire des inuit : chauffage, cuisson, lumière. Comme il s'agit de l'appareil qui assure également l'éclairage, on peut considérer que l'igloo est parfaitement passif, dans le sens premier du terme, puisque l'appoint chauffage est réalisé par les pertes des apports internes (occupants et éclairage).

Cette explication minutieuse de l'igloo nous permet de mettre en évidence les caractéristiques fondamentales de l'habitat passif pour climat froid :

• Enveloppe très isolante
• Parfaite étanchéité à l'air et au vent
• Pertes minimales de calories par la ventilation
• Volume compact

Cela nous permet également de voir quel sont les éléments qui n'ont pas d'importance ou qui sont contre-productifs : une bonne orientation par rapport au soleil et des surfaces pour le capter, l'usage de matériaux ayant un grande masse et de l'inertie thermique.
Capter le soleil n'a pas d'intérêt parce qu'il n'y en a pas.
Utiliser l'inertie thermique sera suicidaire car la température moyenne du lieu est négative ! Les matériaux à forte capacité thermique seront donc dans ce climat des pompes perpétuelles de calories ne pouvant restituer qu'un froid glacial.

Conserver la fraîcheur : l'exemple mozabite

Allons maintenant voir à un autre endroit du monde, bien plus chaud. Nous voici dans le désert algérien, dans une région qu'on appelle le M'zab. Ici, le problème principal n'est plus du tout le froid. Le M'zab est un ensemble d'oasis très anciens, préhistoriques, qui ont été réaménagées par des ibadites en exil à partir du IXème siècle. Ces nouveaux arrivants ne venaient pas d'une région climatiquement identique, et ont dû, sur place, trouver de nouvelles solutions avec les matériaux locaux.

Les mozabites ont partagé avec les inuits la difficulté de se procurer un matériau permettant de travailler en flexion pour faire des poutres. Le bois n'est pas aussi rare que dans l'arctique, mais il reste un bien à utiliser avec parcimonie. Les matériaux locaux les plus abondants sont tous de type minéraux : terre crue (argile), pierre, gypse.

Là encore, la forme qui sera la base de l'habitation est une voûte : elle permet de ménager des ouvertures sans utiliser de poutres en bois. La voûte mozabite était réalisée autour d'une ossature en nervures de palmiers, et servait de guide et de coffrage perdu (ces nervures sont un sous produit inutile de la culture des palmiers). La voûte proprement dite était construite avec des pierres liées avec du plâtre. Comme ce liant a une prise très rapide, il autorise la construction de ces voûtes en se contentant du coffrage sommaire des branches de palmiers. Le tout est ensuite recouvert avec un enduit de chaux, qui sera plus dur que le gypse, et résistera bien mieux aux assauts du temps, et des pluies (très rares, mais pas inexistantes). Les murs sont donc nécessairement épais, car ces matériaux n'ayant qu'une faible cohésion, il faut faire une juste épaisseur pour que le mur tienne. Comme pour les inuits, il s'agit d'une réponse optimum à tous points de vue : cette matière première locale et abondante est exactement ce qu'il faut à ce endroit pour se préserver de la chaleur. La protection contre la chaleur est réalisée de plusieurs manières :

La première est de construire des murs épais en matériaux massifs et lourds. Ceux-ci ne peuvent pas se réchauffer rapidement, et ils peuvent absorber beaucoup de chaleur avant d'augmenter leur température. Un mur de faible épaisseur garantirait de la fraîcheur pendant la matinée, mais une fournaise pendant l'après-midi car il se serait saturé de chaleur en une demi-journée, alors qu'un mur plus épais réalisera un déphasage plus long. Il s'agit toutefois d'un déphasage, la chaleur n'est donc pas bloquée, mais seulement ralentie. Pour diminuer la quantité de chaleur qui est captée par le mur, celui-ci est laissé blanc, la teinte naturelle de l'enduit de chaux qui le protège. Ainsi vêtu, il réfléchi la majeure partie du rayonnement perçu et n'en absorbe qu'une petite quantité. Malheureusement, s'il n'absorbe pas la chaleur il la réverbère et l'ensemble devient éblouissant, c'est pourquoi toutes les maisons seront serrées au maximum les unes sur les autres, de manière à ce que les ruelles soient étroites et que la lumière n'y pénètre pas trop. Les façades qui ne peuvent être ainsi protégée sont parfois peintes de couleurs différentes, des pastels ou des ocres, dans le but de trouver un compromis entre chaleur absorbée et lumière réfléchie.

Il sera aussi nécessaire de se protéger de la lumière solaire directe qui entrerai par les ouvertures. C'est pourquoi alors que la maison inuit était conçu en enfermant un volume, celle des mozabites est conçue en enfermant un trou. La maison sera donc construite autour d'un patio. Ci-contre un patio romain, modèle courant au dessus de la Méditerranée : le toit est encore en pente et recouvert. En dessous de la mer, la couverture cède la place à une terrasse. Le patio est la disposition la plus logique dans un climat chaud, car on peut ainsi réaliser une galerie autour du patio, et réaliser les ouvertures non pas dans les murs extérieurs vers la chaleur étouffante, mais vers la galerie ombragée intérieure. La dimension de cette galerie et celle de l'ouverture centrale du patio étant chez les mozabites conçue pour être minimale, et bloquer au maximum tout rayonnement direct. Ainsi, le patio est partiellement couvert et créé une terrasse au niveau supérieur. La zone réellement ouverte est réduite au strict minimum pour laisser entrer la lumière nécessaire. La maison comporte ainsi deux patio, qui seront utilisés successivement en fonction du moment de la journée, ou de la saison. Les habitants migrent en effet d'une zone à l'autre de la maison en utilisant la plus confortable à chaque moment : patio du bas pendant la journée, patio du haut le soir et la nuit. Patio du haut également pendant la journée, l'hiver. Le patio du haut étant complètement saturé d'une lumière aveuglante pendant la journée en été, il n'est pas possible de l'utiliser.

Le sol de l'igloo inuit était conçu comme un piège à chaleur, en ménageant un siphon pour l'entrée, et en installant la surface utile au dessus du niveau du sol. Ici au contraire, la surface utile sera la surface la plus proche du sol, celle justement ou l'air sera le plus frais. Ceci explique d'ailleurs pourquoi les occidentaux utilisent traditionnellement des meubles avec des pieds : c'est pour se surélever du sol et ainsi échapper à son rayonnement froid. Il s'agit d'une version moins efficace du siphon inuit, mais pensée pour les mêmes raisons. Dans le pays chaud au contraire, la vie aura lieu directement au ras du sol, ce n'est pas parce qu'on ne sait pas y construire de meubles ou de chaises avec des pieds, mais tout simplement parce que c'est la zone la plus confortable de la maison et qu'y utiliser des chaises ne ferait que se rapprocher de l'air chaud étouffant du plafond. La proximité du sol n'est toutefois pas suffisante, et il faut y adjoindre une circulation d'air pour chasser les calories. L'enceinte extérieure de la maison est donc percée de fentes, guère différentes de meurtrières, qui servent à laisser passer l'air pour assurer la ventilation. Ces fentes servent aussi de regard vers l'extérieur, c'est pourquoi elles se trouvent sur le milieu bas des murs (il faut pouvoir regarder au travers lorsqu'on est en position normale, donc, aussi au sol). Cette position basse favorise en outre la circulation de l'air par convection naturelle, de manière inverse à l'igloo. Les prises d'air extérieures sur tout le pourtour sont en partie basse, elle servent d'entrée à l'air proche du sol relativement frais, aspiré par l'air chaud qui s'élève par l'ouverture centrale du patio. L'étroitesse des ouvertures accélère la vitesse de l'air, ce qui crée un courant d'air rafraîchissant, parcourant toute la maison de l'extérieur vers l'intérieur.

La nuit, le rez de chaussée de la maison s'est réchauffé au cours de la journée, d'une part à cause de l'usage du lieu, et d'autre part à cause de la circulation permanente de l'air qui a apporté des calories. La nuit, la surface utilisée pour dormir sera celle de l'étage, largement ouverte sur l'extérieur. Le rayonnement chaud de la terrasse qui a chauffé pendant toute la journée compense la fraîcheur nocturne, et la circulation de l'air dans le rez de chaussée, va dissiper la chaleur du jour car cette fois-ci l'air neuf sera plus frais que les murs. La ventilation nocturne sera donc accélérée d'autant par une différence de température plus importante. Situé près des palmeraies, l'air est humidifié par les arbres, et rafraîchi. Dans les endroits aux climats chauds et sec dépourvus du soutien des arbres, les ouvertures sont munies de claustras en terre cuite poreuses qui sont humidifiées, et jouent le même rôle.

Dans ce climat, la nuit n'est plus le froid et le mauvais moment à passer, mais au contraire le moment de repos et de calme après la fournaise du jour. L'activité se développe donc en fin de journée et pendant la nuit. Elle est facilitée par la clarté exceptionnelle du ciel et sa faible nébulosité, qui rend l'éclat de la lune par exemple bien plus intense que dans les pays du nord. Ceci est également rendu possible par la très faible fréquence des pluies, qui autorise un toit plat. Ce toit plat joue donc le double rôle de toit du rez de chaussé, et de plancher de la terrasse. Enfin, cette terrasse sera toujours orientée au sud, car on peut ainsi réaliser une galerie qui sera à l'ombre, tout en favorisant la pénétration de la lumière vers le rez de chaussée. L'ouvrir au nord ne protégerai pas plus de la chaleur, car cela diminuerait le tirage thermique nocturne, et priverai le rez de chaussée de la lumière qui lui est quand même nécessaire. Ainsi l'on voit que même dans les climats les plus chaud de l'hémisphère nord, l'ouverture au sud est la meilleure protection contre la surchauffe estivale.

Cette explication minutieuse de la maison mozabite nous permet de mettre en évidence les caractéristiques fondamentales de l'habitat passif pour climat chaud :

• Enveloppe très massive, démunie de grandes fenêtres
• Patio ou ouverture centrale assurant un tirage thermique permanent, aucune étanchéité des ouvertures à l'air
• Dissipation maximales des calories par la ventilation
• Zonage de l'habitation pour permettre de changer de pièces en fonction du moment de la journée

Cela nous permet également de voir quel sont les éléments qui n'ont pas d'importance ou qui sont contre-productifs : ouvrir des larges fenêtres au nord, l'usage de matériaux isolants et de murs très étanches à l'air.
Comme les ouvertures doivent être laissées ouvertes tout le temps, de larges fenêtres au nord posent un problème d'intimité contrairement à l'ouverture en plafond du patio. En outre l'ouverture au nord n'amène pas assez de lumière car elle ne peut pas desservir toute la maison.
Utiliser les murs isolants serait suicidaire, car la température moyenne rayonnée dans ce climat est trop chaude tout le temps : il est donc vital de s'entourer de matériaux qui ne nous renvoient pas notre propre chaleur mais qui contraire l'absorbent et nous donnent une sensation de fraîcheur.
Enfin, réaliser une enveloppe du bâtiment qui soit parfaitement étanche à l'air est un non-sens puisque le déplacement permanent de l'air est indispensable pour échapper à la suffocation d'un air surchauffé. Il faut réaliser une enveloppe qui surtout n'est pas étanche à l'air et provoque au contraire sa circulation.

Et pour construire passif en France ?

D'abord caractérisons le climat. Nous prendrons comme approximation une séparation de la France en quatre types de climats : océanique, continental, méditerranéen, et montagnard. Ces quatre climats sont suffisamment contrastés pour avoir une influence sur les stratégies que nous allons développer pour faire un habitat passif.

Climat océanique
Ce climat se caractérise par une faible amplitude thermique, une quasi-absence de périodes de gel, un été frais, et des précipitations qui paraissent souvent plus abondantes qu'elles ne le sont vraiment en raison de leur fréquence. Les différences au sein de cette zone sont très faibles entre le sud et le nord de la France tant que l'on reste suffisamment près de la bande côtière atlantique.

Climat continental
Il est caractérisé par une amplitude thermique forte à très forte, un hiver froid et un été chaud, et des précipitations irrégulières. Ces caractères sont d'autant plus marqués qu'on s'éloigne du littoral.

Climat méditerranéen
C'est un climat de transition entre la zone tempérée et la zone tropicale. Ses caractéristiques sont un hiver doux avec périodes de gel rares ou inexistantes, été chaud et sec, précipitations aussi abondantes que les climats tempérés mais réparties très irrégulièrement et très intenses. Il peut ainsi se produire des orages qui déversent en une journée la moitié de la lame d'eau annuelle.

Climat montagnard
Ce climat est trop spécifique pour qu'on puisse le caractériser et indiquer de solution adaptée dans le cadre de ce dossier.

Si on se concentre uniquement sur l'aspect confort thermique des constructions, on voit que la différence entre océanique et continentale ne sera pas une vraie rupture. Il n'existe pas de ligne de démarcation claire entre l'océanique et le continental. Le véritable océanique ne se retrouve que sur la bande côtière et la Bretagne, et le continental ne commence vraiment qu'au début des Vosges. La majeure partie de la France se trouve donc à mi-chemin entre les deux, à tendance plutôt océanique ou plutôt continentale (on parle de climat océanique "dégradé" ou de climat "semi"-quelque chose).
Au contraire le climat méditerranéen demandera une vraie adaptation des techniques utilisées, car il marque le début des climats chauds dans lesquels la préoccupation principale n'est plus le chauffage hivernal, mais le rafraîchissement. estival. La configuration topographique de la France fait que là pour le coup la limite entre ce climat et les autres est très nette.

Comment est faite une passivhaus allemande ?

Elle est entièrement conçue sur la démarche "conserver la chaleur". Elle y parvient en ayant travaillé sur les points suivants, dans l'ordre :

• 1- Parfaite étanchéité de l'enveloppe à l'air.
• 2- Une fois acquise l'étanchéité, renforcement de l'isolation des parois par une très forte épaisseur d'isolant, placé de manière à ne pas créer des ponts thermiques (ou à les réduire drastiquement).
• 3- Renforcement de l'isolation des fenêtres et des bâtis de fenêtres (triple vitrage).
• 4- Recyclage des calories présentes dans l'air au moyen d'une ventilation contrôlée (donc mécanisée, double-flux + échangeur de chaleur).

Selon les caractéristiques du lieu de la construction, on peut aussi retrouver quelques éléments supplémentaires, concernant notamment l'orientation des vitrages ou leur protection solaire estivale.

L'étanchéité à l'air

Pour nous autres français, il faut détailler ce qu'on entend exactement par "étanchéité à l'air" car l'écrasante majorité des constructions françaises sont de ce point de vue de vraies passoires. Nous avons vu dans l'introduction sur le cas des igloos que l'étanchéité à l'air est indispensable dans les climats froids, pour se protéger de l'effet refroidissant du vent, d'une part, ainsi que pour éviter à l'air chaud interne de s'échapper et d'être remplacé par de l'air froid. Dans une maison normale, il y a des fuites d'air à chaque jonction entre deux éléments différents, et notamment :

• liaison des éléments constituant le mur entre eux
• liaison dalle/mur et planchers/murs
• liaison mur/toiture
• liaison mur/baies
• et également toutes les traversées de mur, plancher ou toit, généralement pour les réseaux (eau, ptt, électricité, évacuations, ventilation, etc.)

Les éléments constituant le mur entre eux

Si le mur est en maçonnerie, il est typiquement constitué de blocs qui sont assemblés au moyen d'un mortier ou d'une colle. L'ensemble réalise forcément une paroi hétérogène qui est perméable à l'air à cause des multiples petits défauts de jonction entre le mortier et les blocs. L'étanchéité est obtenue grâce à l'enduit qui va recouvrir le tout de manière continue. Si le mur est en bois, c'est alors la jonction entre des caissons ou entre les madrier/panneaux qui devra être rendue étanche. Selon le procédé constructif, cela peut être réalisé soit par le doublage complet du mur avec un film étanche à l'air, soit en ne collant que les joints entre les éléments avec des bandes adhésives adaptées.

Les liaisons dalle-mur et plancher/mur

Pour ces liaisons, il est nécessaire de prendre en compte un paramètre supplémentaire : la dilatation. En effet le mur et le plancher vont se déformer de manière différente, il faut donc réaliser un joint qui soit suffisamment souple pour ne pas se briser à cause de ces déformations. On réalise ainsi des joints avec des films étanches à l'air, disposés en plusieurs couches avec des recouvrements permettant des légers déplacements sans rupture de l'ensemble.

Les liaisons mur/toiture

Les conditions sont assez similaires aux liaisons mur/plancher. L'étanchéité est assurée par un jeu de films avec des recouvrements, assemblés entre eux soit au moyen de colles souples, soit au moyen de bandes adhésives.

Les liaisons murs/baies

Cette liaison présente la complexité la plus élevée de part le nombre de paramètres en jeu : la pose de la fenêtre ou de la porte en elle-même doit permettre son bon fonctionnement, mais il faut ensuite réussir à assurer l'étanchéité à l'air et à l'eau des jonctions entre le bâti et le mur. Là encore, on utilise des films, des joints souples, des bandes adhésives, et l'ensemble se pose avec des recouvrements permettant la dilatation des différents éléments.

Traversées diverses

Dans une maison normale, on fait généralement peu de cas de toutes les canalisations qui passent au travers des murs, planchers et toits, et il est d'ailleurs fréquent d'en trouver qui ne sont même pas réalisées en respectant les joints de dilatation (ce qui occasionne divers problèmes : ruptures de canalisations, bruits, vibrations et résonances, etc.). La recherche d'une parfaite étanchéité commencera donc par une correcte réalisation de ces traversées, et ensuite une conséquente optimisation pour en réduire le nombre, et pour les rassembler en des points communs plus faciles à traiter en ensemble. Ceci s'accompagne d'une planification sérieuse lors de la réalisation car on ne pourra pas se permettre de venir repercer des trous après coup.
Les quelques traversées seront au final elles aussi munies de manchons, joints souples, recouvrements etc.

L'objectif de tout ce travail est de réaliser une sorte d'enveloppe qu'on pourrait gonfler comme un ballon sans que l'air ne s'en échappe, et c'est d'ailleurs a peu près ainsi qu'on va vérifier si les travaux ont été bien effectués, sauf qu'on va plutôt aspirer l'air de la maison. On utilise ce qu'on appelle un "blower-door", qui est un gros ventilateur qu'on va mettre à la place d'une porte ou d'une fenêtre. Celui-ci va aspirer l'air de la maison et on mesurera la dépression et la quantité d'air qui est aspirée pour en déduire la perméabilité du bâtiment (en l'occurence, pas plus de 0.6 vol/h pour une dépression de 50Pa).

A titre de comparaison, cette performance est 4 à 5 fois meilleure que celle d'une maison française conforme à la réglementation et correctement réalisée. Mais nous savons qu'en France l'étanchéité à l'air ne préoccupe pas grand monde, c'est pourquoi la valeur par défaut suggère de prendre un chiffre 50% plus élevé que celui de la référence RT2005. Ceci est plus proche de la réalité constatée sur le terrain. Ainsi dans une maison passive les infiltrations d'air parasite représentent environ 8% du renouvellement d'air, alors que dans une maison française moyenne (neuve) elles représentent environ 40 %...

C'est réussi ? Passons à l'isolation

Il ne reste plus qu'à trouver quelle épaisseur d'isolant il va falloir mettre sur les parois pour que la quantité de chaleur qui est perdue par l'enveloppe soit suffisamment faible. Cette épaisseur dépend principalement de deux facteurs : le climat bien sûr, mais aussi la surface utilisée pour chaque habitant. En effet, pour que la maison tende à devenir passive, il faut que la quantité de chaleur qu'elle perd soit équilibrée par les apports internes. Ces apports sont les pertes thermiques des appareils, mais aussi les pertes métaboliques des habitants. Donc, plus il y a habitants, et plus il est facile d'obtenir cet équilibre. Cependant la tendance actuelle en occident est d'augmenter considérablement la surface utilisée par personne à chaque génération, donc, cela impliquera des murs très efficaces si la maison n'est habitée qu'à une personne pour cinquante m² par ex. En moyenne, on obtient chez les allemands quelque chose comme 25 cm d'isolant pour le sol, 30 à 35cm pour les murs, et environ 40cm pour le toit (ceci en utilisant des isolants ayant un lambda inférieur ou égal à 0.04).

Et maintenant voyons les fenêtres

Cette isolation ajoutée, on se rend compte rapidement qu'il faut faire quelque chose pour les fenêtres, car un double vitrage même peu émissif sur un bâti classique devient LE point faible de la maison (alors que ce n'est pas le cas sur une maison peu ou pas isolée, bien sûr). L'amélioration des fenêtres va porter à la fois sur les vitrages et sur les bâtis et la manière de les poser. En effet, se concentrer uniquement sur les performances de la vitre c'est oublier qu'a partir du double vitrage peu émissif, la partie la plus mauvaise thermiquement de la fenêtre c'est son cadre. Il est absurde de mettre un triple vitrage sur un châssis qui n'est pas lui aussi conçu pour être très isolant.
Les châssis à haute performance sont ainsi très différents de châssis normaux. Il existe autant de solution technique que de constructeurs, mais le principe est toujours le même. Il faut multiplier les couches de matériaux différents, et intercaler dans l'épaisseur du châssis, tant sur l'ouvrant que sur le dormant, une couche isolante continue qui fera une barrière à la chaleur en partant de la base des vitrages jusqu'à l'extrémité du bâti. On trouve également non plus un seul joint entre ouvrant et bâti, mais deux ou trois, de manière à multiplier les barrières au passage tant de l'air que de la chaleur.
Enfin, il faut poser la fenêtre en réalisant des recouvrements du bâti avec l'isolant des murs, en continuité, pour là encore réduire au maximum les zones de faiblesses thermiques. Tout ceci se fait évidemment en parallèle de la question de l'étanchéité à l'air exposée ci-dessus. La pose de ce genre de fenêtre devient donc une opération complexe qui réclame un peu plus de sérieux que la méthode la plus courante à la française : mousse polyuréthane au kilomètre + fleuve de silicone.

La dernière étape : la ventilation

Toutes les étapes précédentes ont conduits à la réalisation d'une sorte de parfaite boîte isotherme. Il nous faut maintenant assurer le renouvellement de l'air tout en évitant de perdre du même coup les calories qui s'y dissipent du fait des apports internes. Il est fait usage de ventilation mécanique double-flux, avec un échangeur de chaleur performant (rappel, ce genre de VMC réchauffe l'air entrant avec la chaleur de l'air sortant, avec un rendement qui dépasse largement 50% grâce à des courants croisés). Il s'avère en pratique que ce genre de vmc donne des résultats d'autant meilleurs que l'enveloppe du bâtiment est étanche. En effet, la simple ouverture d'une fenêtre met par terre toute la circulation de l'air, mais même de simples fuites d'étanchéité peuvent faire perdre jusqu'à 25% du rendement de l'installation (pour les mêmes raisons, l'usage d'une vmc double-flux dans un bâtiment normal, peu étanche à l'air, ne donne pas de bons résultats, ou tout du moins disons que le prix du système ne se rentabilise pas vu les faibles gains qu'il apporte dans ce cas-là).

La cerise sur le gâteau est apportée par un échangeur enterré sur la prise d'air de la ventilation : un puits canadien. Celui-ci en amortissant encore la variation de température de l'air entrant dans le système permet d'augmenter encore légèrement la récupération de calories de l'ensemble pour aboutir à la passivhaus. Le chauffage en tant que tel n'existe plus.

Toutefois, comme les habitants de la maison ont quand même besoin d'eau chaude, il est de plus en plus fait appel à un système compact qui comprend en plus de la double-flux, une petite pompe à chaleur qui servira à la fois à produire l'appoint d'eau chaude (on suppose que le chauffe-eau est solaire), et un appoint de chauffage si nécessaire, en diffusant de la chaleur dans la conduite d'air avant son insufflation (mais après l'échangeur) au moyen d'une batterie d'eau chaude (c'est une sorte de minuscule radiateur à eau logé directement dans la gaine de ventilation).

Quelles adaptations pour les climats en France ?

Zone plutôt continentale

Cette zone est très proche du climat de définition de la passivhaus, il n'y aura donc pas de changements significatifs à faire, bien que la moindre rigueur du climat puisse peut-être permettre d'obtenir le résultat passif avec quelques cm d'isolants en moins.

Zone océanique et plutôt océanique

Cette zone est caractérisée par son extrême douceur et la faible amplitude thermique au cours de l'année. Il va devenir pertinent de vérifier la faisabilité de la solution "capturer la chaleur" par rapport à la solution "conserver la chaleur". En effet, la moindre amplitude thermique rend bien plus facile la conservation d'une atmosphère tempérée au sein de l'habitation. Si le terrain présente une bonne insolation hivernale, avec une faible nébulosité, alors les apports extérieurs pourront devenir bien plus intéressant que les apports internes. Il s'agira donc de mettre en oeuvre une véritable stratégie bioclimatique-solaire, telle que décrite dans notre dossier correspondant. En pratique, cela se concrétisera sur le bâtiment par :

• moindre épaisseur d'isolant
• moindre performance des fenêtres (qui pourront redevenir des doubles vitrages ITR)
• toujours une parfaite étanchéité à l'air
• toujours un système de ventilation qui ne gaspille pas les calories
• meilleure orientation des fenêtres et répartition majoritaire sur le sud
• changement des procédés constructifs sur l'intérieur de la maison pour y faire apparaître de l'inertie. Cette dernière est indispensable pour accumuler et diffuser les apports solaires.

Zone méditerranéenne

Ici apparaissent deux possibilités complètement différentes de réaliser une maison passive. Soit on reste sur la lancée d'une maison très isolée, et il faudra la rafraîchir, soit on adopte les solutions de climat chaud, tout en gardant quelques ajustements pour passer l'hiver sans chauffage. Il va de soi que le choix de l'une ou de l'autre doit aussi être fait par rapport aux caractéristiques locales du terrain, et notamment en prenant en compte l'influence du relief et de l'altitude le cas échéant.

1-Isolation + rafraîchissement.

La maison sera construite sur le modèle passivhaus : très étanche à l'air, très isolée, et sans inertie interne. Ce faisant, l'hiver sera passé sans chauffage, mais l'été rendra la maison rapidement inhabitable sans quelques précautions. D'abord pourquoi est-ce que la maison risque de devenir inhabitable ? On trouve quelques fois une explication qui indique que la maison passive, comme elle est très isolée, est protégé tant du froid que du chaud, et de ce fait ne surchauffe pas en été, même dans le sud de la France. Il n'en est rien, car la maison n'est pas une simple bouteille thermos : elle contient des gens et des appareils. Ceux-ci gênèrent les fameux "apports internes" qui fournissent le chauffage en hiver, mais ces apports internes ne cessent pas en été. Donc, en été si l'enveloppe fait certes un bon écran à la chaleur externe et l'empêche de rentrer, elle fait tout autant un bon écran à la chaleur dissipée en interne, et l'empêche de sortir : ainsi la surchauffe n'est pas due à la chaleur extérieure, mais tout simplement au fait que la maison soit occupée. En hiver l'apport interne correspond à la perte de la maison et se dissipe, mais en été l'apport interne ne se dissipe pas à l'extérieur puisque l'extérieur est chaud lui aussi. Il faut donc évacuer cette chaleur en apportant du froid. L'objectif de la maison passive étant de ne pas consommer d'énergie, il va de soi que ce froid ne peut pas être produit par une climatisation. Les moyens ne sont pas légions, il va donc falloir miser sur la surventilation nocturne d'une part, et sur l'inertie thermique du sol d'autre part.

La surventilation nocturne ne peut pas être réalisée en augmentant le débit de ventilation de la vmc pendant la nuit. En effet, les débits maximums ne sont pas suffisant, et à cette vitesse les ventilateurs deviennent bruyants ce qui peut nuire à l'endormissement. La seule solution est donc d'ouvrir les fenêtres, sur deux façades opposées du bâtiment, pour créer une circulation d'air traversante. Ceci pose quelques problèmes : si le bâtiment est situé dans une zone très urbanisée, l'ouverture des fenêtres posera peut-être elle aussi un grave problème de bruit rendant le sommeil impossible. Autre problème : il n'est pas toujours possible de laisser les fenêtres ouvertes en continuant d'assurer la sécurité des personnes et des biens pendant leur sommeil.

En admettant que ces réserves ne posent pas de problèmes, la surventilation nocturne va faire circuler l'air frais et dissiper le maximum de chaleur, quitte à rendre la maison même un peu trop fraîche au petit matin. Pendant toute la journée, la chaleur va de nouveau s'accumuler et il faudra reproduire la même procédure toutes les nuits pendant la période chaude. Évidemment, cette méthode ne marche pas si les nuits ne sont pas froides, ou si elles ne le sont pas assez. Pendant une période caniculaire par exemple, caractérisée justement par une température élevée pendant la nuit, la surchauffe ne pourra pas être contrée par ce système.

Utiliser l'inertie de la terre consiste simplement à utiliser l'aspect rafraîchissant du puits canadien (qui sera alors plutôt dit "provençal"). L'air qui renouvelle celui de la maison sera rafraîchi. en essayant de trouver le bon débit pour que ce froid suffise à absorber la chaleur interne produite par les habitants. La théorie est parfaite, mais la pratique montre un petit défaut au système : la température du sol sur le trajet du puits va se réchauffer chaque jour un peu plus tant qu'on l'utilise en mode "rafraîchir". Si le puits fonctionne aussi la nuit, et que la nuit est fraîche, alors la nuit va inverser le processus, mais la nuit étant bien plus courte que le jour pendant l'été, de toute façon le puits va se réchauffer. Dans le pire des cas, le puits sera devenu complètement chaud avant la fin de l'été, ce qui rendra alors son usage impossible pour le reste de la saison. Dans l'idéal, il faudrait utiliser ce puits toute l'année pour que la chaleur qu'il emmagasine l'été puisse être dissipée pendant l'hiver, et vice-versa.

On voit que cette solution peut marcher mais n'est pas dénuée de risque, notamment si le climat est anormalement chaud. De plus, elle ne fonctionne peut-être même pas sur l'ensemble de la zone méditerranéenne française (et ne fonctionne plus dans les latitudes plus basses, par ex en Espagne, notamment dès qu'on quitte la proximité immédiate de la côte).

2-Inertie + non-étanchéité à l'air

Cette solution consiste à construire un bâtiment pour climat chaud. Il sera donc non plus constitué d'isolant et très étanche, mais constitué de matériaux très lourd, et pas étanche du tout. Le problème étant que les nuits ne sont pas assez froides pour vraiment dissiper la chaleur accumulée dans la masse pendant la journée, et que l'hiver est trop frais pour qu'on puisse laisser la maison totalement ouverte sur l'extérieur. La bonne méthode est un mix entre le deux :
- l'ossature de la maison est lourde et possède une grande inertie thermique
- elle est entourée par une coque isolante, qui renvoie le rayonnement solaire l'été et l'empêche de trop chauffer, et qui assure la protection hivernale contre le froid
- la maison est conçue pour être très étanche à l'air lorsque toutes les baies sont fermées, mais ces dernières peuvent être entrouvertes pendant toute la saison chaude (ou alors la maison possède des ouvertures saisonnières, qui sont ouvertes en été, et parfaitement étanches en hiver).
- la ventilation doit être assurée par un système mécanique pendant l'hiver, mais ce dernier cesse de fonctionner dès la saison chaude lorsque la maison passe en mode "ouvert". La ventilation devient alors naturelle, assurée par un tirage thermique.
- il pourra être fait usage d'un puits canadien qui servira pendant l'hiver (le conduit stockera de la fraîcheur tout en restituant de la chaleur pour la maison), et pendant l'été en insufflation (il restituera la fraîcheur tout en accumulant de la chaleur pour l'hiver). Cette insufflation devra être faite de manière cohérente par rapport à la ventilation naturelle assurée par ailleurs. Il faudra également bien doser les débits et la durée d'utilisation du puits pour ne pas qu'il devienne inutilisable avant la fin de la saison (trop chaud avant la fin de l'été ou trop froid avant la fin de l'hiver - ce dernier risque étant probablement faible vu la faible durée de la saison froide par rapport à la saison chaude).

Cette solution semble plus durable dans la mesure où il n'y a pas de risques de surchauffes pendant l'été, ce qui est le principal risque sous ce climat. Les bonnes performances pendant l'hiver seront facilement atteinte grâce à la capacité d'accumulation thermique du bâtiment, et ne dépendrons que du soin apporté à l'étanchéification saisonnière de l'enveloppe. Si le climat se réchauffe, cette maison s'adaptera sans difficulté, au contraire de la première solution.

Des labels et des certifications pour quoi ?

La France ne sait pas construire pour le moment des maisons passives. La réglementation thermique française n'impose pas la construction de telles maisons, c'est le moins qu'on puisse dire, et les entreprises françaises n'ont pas le savoir-faire actuellement pour réaliser des bâtiments étanches à l'air. Pourtant les objectifs semblent être d'aboutir d'ici 2020 à la généralisation du passif, ce qui implique une véritable révolution des compétences pour tout le secteur du bâtiment. Les labels sont utiles aujourd'hui pour s'y retrouver dans les offres de ce marché naissant (car qui dit marché dit vente d'un peu tout et n'importe quoi). Les labels servent aussi de point de repère pour faire évoluer les réglementations.

En matière de construction passive, il existe en France trois labels possibles : passivhaus, minergie P, et effinergie P à venir. Ces trois labels se basent sur des méthodes de calculs différentes, mais en obtenir un signifie avoir réussi à construire une maison passive, ces différences auront donc plus d'intérêt pour les concepteurs et les réalisateurs du bâtiment que pour son usager.

Pour plus d'informations sur les différences entre ces labels, vous pouvez consulter notre dossier dédié.

Notez que ces labels ne sont pas équivalents à la réglementation française. Sauf le effinergie P en préparation, les deux autres se basent sur des méthodes de calculs non réglementaire en France (allemand-européen pour le premier, et suisse pour le second). Cependant, cela ne doit pas vous arrêter si c'est bien la qualité du résultat final qui vous intéresse, car ces deux démarches sont reconnues au moins dans leurs pays d'origine, et sont en passe d'y servir de base pour l'élaboration des nouvelles réglementations thermiques. Gageons que la France cesse de tenter de réinventer le poudre et suive cette route déjà tracée (surtout si les objectifs de construire tout en passif d'ici 2020 sont plus que simple poudre aux yeux !).

La démarche passive que peut-on en attendre ?

Nous avons déjà pratiquement répondu à cette question. Au départ recherche et développement, la démarche passive semble bel et bien en passe de devenir la norme de demain en matière de construction. Et demain, c'est bientôt.

La démarche passive n'a plus que deux faiblesses à résoudre pour vraiment s'imposer : améliorer sa qualité écologique dans le choix des matériaux, techniques, procédés qu'elle utilise. Au départ les démarches ne prenaient en compte que la performances thermique, et cela s'est traduit sur le terrain par des bâtiments performants, mais construits avec des matériaux polluants, écologiquement discutables, voire malsains. Ce départ a également entraîné une sorte de conflit entre les tenants de constructions très performantes même si leur écobilan n'est pas formidable, contre les tenants de constructions écologiquement irréprochables, mais thermiquement largement moins bonnes. La démarche passive sera mature lorsqu'elle aura définitivement réconciliés ces deux partis.

L'autre faiblesse, c'est l'immense chantier de la rénovation. Les démarches passives sont peu présentes sur les marchés de la rénovation, simplement pour des raisons techniques : rénover passif n'est pas du tout aussi simple que de construire passif en neuf. Les techniques sont très différentes, et les produits aussi. Par ailleurs, les peuples européens sont de vieilles civilisations et elles tiennent à leur histoire. La rénovation de toutes leurs "vieilles pierres" se heurte à la préservation du patrimoine qu'elles représentent. Pour le moment, le choix de garder l'aspect de l'ancien prédomine, et il rend les solutions techniques tellement complexes et chères que la démarche passive y reste marginale. Mais l'avenir nous promet de vastes changements climatiques, qui auront certainement comme répercussion des changements tout aussi vastes sur nos priorités.
Réussir à rénover passif est la seule vraie manière d'avoir un impact sur les conséquences climatiques du bâtiment. En effet, on construit environ 1% de logements neufs par an, mais ce ne sont pas des logements anciens qui sont transformés : ce sont des logements supplémentaires. On ne transformera donc pas le parc immobilier en habitats passifs sans rénover les maisons existantes. Tant que nous ne le faisons pas, nous n'auront d'ailleurs qu'un impact tout à fait négligeable sur les consommations d'énergies fossiles, même en considérant que les bâtiments neufs construits chaque année soient tous passifs !

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