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RT2012 : les enjeux de la maison de demain.

Publié le par le-fil-a-la-paille.over-blog.com

Les enjeux de la RT2012 sont multiples mais parmi eux on trouve en bonne place  la problématique consistant à mettre en cohérence l'efficacité énergétique et l'économie avec le confort des occupants et ce quelque soit la saison, quelque soit le temps.

Le climat terreste évolue de façon assez brutale et ce n'est pas prêt de s'arrêter. S'il est vrai qu'on note un réchauffement climatique au niveau de la globalité de la planète, ce réchauffement reste peu sensible au niveau individuel de sorte que beaucoup d'entre nous finissent par être sceptique sur la validité de ces constatations.

Plutôt que mettre l'accent sur le réchauffement, il convient donc de réfléchir aux conséquences du dérèglement climatique.

Contrairement au réchauffement, le dérèglement climatique n'a échappé à personne.

Innondations, tornades... mais plus couramment fluctuations importantes des températures : une semaine avec des températures de 30 - 35°C et quelques jours plus tard une chute de 15°C.

 

L'architecture de demain se doit de relever le défi de cette évolution climatiques et rester performante énergétiquement et en terme de confort malgré ce climat changeant qui s'annonce.

 

Il y a 100 ans les maisons taditionnelles disposaient de murs en pierres épais, parfois de pus d'un mètre, et de petites fenêtres. On a longtemps pensé (à tort) et la confusion existe encore que ces maisons étaient bien isolées.

En fait elles étaient peu isolées, un mur maçonné en pierre de schiste de 50 cm isole autant que 1.5 cm de laine de verre actuelle. La confusion vient en fait que l'inertie de ces maisons était énorme de sorte que la température intérieure fluctuait peu durant l'année. Malheureusement cette température intérieure restait trop basse pour être confortable en hiver et pouvait également être trop fraîche pour être confortable en été. L'hiver le chauffage éventuel était en grande partie absorbé par les murs de sorte qu'il fallait une puissance énorme pour gagner quelques degrés. Dès que le chauffage s'arrêtait (la nuit) la température chutait très vite et il fallait recommencer à chauffer très fort le lendemain.

 

A partir de années 70, crise pétrolière oblige, nous avons commencé à isoler les maisons par l'intérieur (nous verrons plus loin pourquoi ce choix était une grosse erreur). Certes cela a permis de réduire les besoins en chauffage mais progressivement, la qualité des isolants augmentant,  leur épaisseur aussi, nous en sommes arrivés aux maisons BBC. La maison BBC est une maison très bien isolée, peu consommatrice en chauffage donc en énergiemais malheureusement trop souvent inconfortable. Alors que s'est-il passé ?

 

Une récente enquête du ministère de l'environnement met en évidence un problème inhérent au maisons BBC :  la surchauffe. Comment peut-on avoir trop chaud dans une maison aussi performante qu'une maison BBC ?

 

En fait c'est très logique.  L'amélioration de l'isolation s'est accompagnée d'une amélioration significative de l'étanchéité à l'air (on a peu à peu supprimé toute entrée d'air parasite pouvant refroidir l'intérieur).  Dès lors, dans une maison BBC, on n'a plus que l'air intérieur à chauffer, or l'air se chauffe très bien et relativement vite. Deux heures de soleil à travers de baies vitrées peuvent faire monter le thermomètre intérieur de 2 ou 3 dégrés. La maison se comporte alors comme une bouteille Thermos : pour peu qu'on mette 10 cl d'eau à 70°C au fond de la bouteille, très vite, la totalité de l'air contenu dans la bouteille est à 70°C. La température va ensuite redescendre mais très lentement.

Une maison BBC fonctionne comme une bouteille isotherme, elle monte très vite en température et se refroidit très lentement. D'où les problèmes de surchauffe si les apports caloriques sont mal gérés.

 

J'ai eu l'occasion de travailler sur un projet de maison BBC de 175 m2 de surface habitable. L'étude thermique a déterminé que les besoins en chauffage étaient de 7kW. Une étude thermodynamique a permis de quantifiés les apports caloriques gratuits :

- Apports métaboliques : liés aux personnes vivant dans la maison

- Apports solaires par les baies vitrées,

- Apports liés aux appareils ( TV, ordinateurs, lave vaisselle, four, plaque ...)

On a alors constaté que ces apports gratuits représentaient quasiment la moitié des besoins en chauffage.

 

On comprend donc que le problème de la maison de demain n'est plus le chauffage, mais le trop de chauffage : la surchauffe !

 

Dès lors comment concevoir une maison conforme aux exigences de la RT2012 tout en conservant un grand confort intérieur ?

 

1) La conception : il nous faut à présent réinventer le Bio-climatisme. La bioclimatique des années 70 consistait ( en bref ) à capter le maximum d'apport gratuits pour répondre aux besoins énergétiques d'un bâtiment encore trop peu performant énergétiquement. On a vu alors fleurir, les murs trombe, serres bioclimatiques, puits à galets pour stocker l'énergie l'été et la récupérer l'hiver ... Le nouveau bioclimatisme doit conjuguer apports gratuits pour le confort d'hiver et protection thermiques pour le confort d'été. La recherche des apports gratuits doit se faire sur la base de l'étude thermique qui a définie précisèment les besoins en fonction de la qualité du bâti, de l'orientation, de la surface des ouvertures ....  L'orientation plein Sud de la façade n'est pas incontournable, bien au contraire. Si elle présente une bonne solution en montagne ou en climat froid de façon à capter le maximum de chaleur solaire l'hiver, elle peut se révéler inconfortable l'été en plaine ou en climat chaud. On peut d'ailleurs souvent constater que dans les régions où le climat peut être chaud ou très chaud l'été, les maison anciennes, traditionnelles ont la façade orientée Sud-Est. C'est le cas chez moi et c'est d'ailleurs ce constat qui a dicté l'orientation de la maison. Je ne regrette pas ce choix, en ce moment, lors d'une journée ensoleillée (et par forcément chaude), les 2h30 de soleil du matin suffise à faire grimper le mercure de 3 voire parfois 4°C à l'intérieur.  Dans la même logique, les grandes baies vitrées à l'Ouest sont à éviter en climat chaud. En effet l'été, le soleil descendant au sud et même rasant en fin d'après-midi, rend difficile la protection des baies côté Ouest contre l'afflux de chaleur.

Mais dans le domaine de la conception, un autre élément oublié depuis plusieurs décennies doit retrouver sa place : L'inertie. Voir : "L'inertie : définitions", "L'inertie : mode d'emploi"   ainsi que "L'inertie dans mon projet".

Pour faire simple, c'est l'inertie de la maison qui va permettre de réguler la température intérieure et de se détacher des variations de la température extérieure. Sur mon relevé de température du mois d'octobre, on voit bien que la variation de la température intérieure se joue sur 4°C quand la température extérieure présente des variations de plus de 20°C.

Si on en revient aux dérèglement climatique dont on a parlé plus haut et aux variations très importantes que nous pouvons maintenant constater à quelques jours voire quelques heures d'intervalle, l'inertie est la première des réponses en terme de confort intérieur.

Relevés des températures intérieures et extérieures à 9h et à 18h sur le mois d'octobre. Quand la température extérieur moyenne perd 6°C sur le mois, la température intérieure, elle, ne baisse que de 1°C.

01-copie-1

Quantifier l'inertie nécessaire au confort d'une maison est extrêmement difficile. Pas assez et la régulation de la température est insuffisante, trop et la maison devient difficile à gérer. Si l'intérieur devient trop chaud pour une raison quelconque, il faudra beaucoup de temps pour abaisser la température. Si l'intérieur se refroidit trop, période de froid alors que la maison est inoccupée (vacances), il sera très difficile de remonter la température intérieure. C'est donc au feeling qu'il va falloir appréhender cet aspect, ou avoir recours à des calculs complexes.

 

2) Les matériaux : Les matériaux isolants sont caractérisés par une valeur notée Lambda et appelé Conductivité thermique. Plus cette valeur est basse, moins le matériaux conduit la chaleur et plus il est isolant. Bien que tous les matériaux utilisable dans le cadre de la RT2012 doivent disposer d'une certification ayant déterminé un lambda, ils ne se comportent pas forcément de la même manière par rapport au froid ou à la chaleur. Je renverrai ici à la petite expérience ( non règlementaire ) que j'ai mené avec une maquette dont une moitié est isolée avec le laine de verre (lambda 0.032) et l'autre moitié avec de la ouate de cellulose (lambda 0.039). Bien que la ouate  est une valeur isolante moindre que la laine de verre, son comportement à la chaleur lui donne un avantage sur la laine minérale.

maquette 2

 

Grâce à une caméra thermique, nous pouvons observé ce qui se passe lorsq'on souffle de l'air chaud en bas.

A gauche, on se rend bien compte que la chaleur traverse aisément la laine de verre, alors qu'à droite la ouate de cellulose retarde le transfert.

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Par conséquent l'isolation d'un toit avec des matériaux de type ouate de cellulose, fibres de bois ou laine de bois, apporte une résistance à l'entrée de la chaleur l'été et ainsi participe de façon passive à la lutte contre la surchauffe à l'intérieur de la maison.

 

3) Les systèmes : contrairement à la maison où l'inertie importante a un effet positif, les nouveaux chauffages se doivent d'avoir le moins d'inertie possible. En effet, les faibles besoins en chauffage liés à la capacité d ela maison à monter rapidement en température nécessite des systèmes très réactifs. Prenons le cas d'un poële de masse. Un eflambée de 2h, c'est 24h de chauffage. L'intérieur de la pierre d'un poële de ce type peut monter à une température de 250°C. Si l'intérieur de la maison est à 21°C après 1h de flambée, que va-t-il se passer au bout de 24 h , car le poële continuera à rayonner même avec un intérieur à 24°C ? Les systèmes de chauffage inertiels, poële de masse, radiateurs en fonte, accumulateurs électriques représentaient une solution interessante dasn des maisons à forts besoins de chauffage car ils limitait la baisse de température en continuant de rayonner même chauffage arrêter. La maison d'aujourd'hui n'est plus sur le même fonctionnement. Elle a besoin d'un système qui chauffe lorsqu'il y en a besoin mais qui s'arrête aussi vite pour éviter la montée en température.

Le risque de surchauffe est donc augmenté avec un poële à buches ou un plancher chauffant. Le poële à buche continuant à brûler sa buche même si la température est atteint, le plancher chauffant continuant à rayonner 3 ou 4 h après l'arrêt de la chaudière. Ici une vidéo certes un peu partisane mais qui explique bien le phénomène.

On leur préfèrera un poële à granulés (intégrant une régulation) ou un chauffage en plafond avec 15mn d'inertie à peine.

 

Pour aller plus loin dans cette problématique, après s'être appliqué à limiter les entrées de chaleur par la conception ou les matériaux, après avoir intéger de l'inertie pour réguler la température intérieure, de nouveaux sytèmes arrivent sur le marché en intégrant une possibilité de raffraîchissement passif pour palier à tout risque de canicule.

On peut citer parmi eux le système de plafond chauffant/raffraîchissant Innovert : Lien

Egalement un système alliant production d'électricité/chauffage/raffraîchissement, le concept Systovi Lien

 

Parions que les industriels nous proposent d'autres solutions prochainnement. Solutions adaptées à cette nouvelle problématique qu'est la maison RT2012 et plus tard même, la maison positive.

RT2012 : les enjeux de la maison de demain.

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