Rapport Technique Euro Trek

Juin 2009

Rapport technique du Projet Euro Trek
« La démocratisation des énergies renouvelable à travers l'éco-construction »

Ivan Bavard
Hugo Fallourd
Charline Robbe
François-Xavier Sapa
Mbayang Seck
Patricia Simo

Encadrants :
François Deltour,
Frédéric Maussang
Franz Moellmann

Table des matières

Table des matières
Introduction........................................................................................................................................................................1

1 Enjeux énergétiques........................................................................................................................................................2

1.1 Développement durable........................................................................................................................................2
1.2 Qu'est ce que le DPE..............................................................................................................................................2
1.3 Quelques exigences en Europe.............................................................................................................................5
1.3.1 Réglementations françaises..........................................................................................................................5
1.3.2 Exigences Suisse............................................................................................................................................7
1.3.3 Label Passivhaus en Allemagne..................................................................................................................8
1.3.4 Exigences autrichiennes................................................................................................................................9
1.4 Aides financières..................................................................................................................................................10
1.4.1 En France......................................................................................................................................................10
1.4.2 En Suisse.......................................................................................................................................................11
1.4.3 En Allemagne...............................................................................................................................................11
1.4.4 En Autriche...................................................................................................................................................11
1.5 Première étape de la construction : l'étude du terrain....................................................................................11
1.6 Étude de cas : construire une maison écologique en Bretagne......................................................................12
1.6.1 Climat............................................................................................................................................................12
1.6.2 Température et ensoleillement..................................................................................................................12
1.6.3 Pluie et humidité.........................................................................................................................................13
1.6.4 Vent................................................................................................................................................................13
1.6.5 Politique énergétique..................................................................................................................................13

2 Éco-construction en question......................................................................................................................................14

2.1 Technologies de l’éco-construction...................................................................................................................14
2.1.1 Chauffage et d’alimentation électrique....................................................................................................14
2.1.2 Rafraîchissement..........................................................................................................................................25
2.1.3 Isolation.........................................................................................................................................................25
2.1.4 Ventilation....................................................................................................................................................27
2.2 Matériaux de construction écologique..............................................................................................................32
2.2.1 Construction en bois...................................................................................................................................32
2.2.2 Construction avec des bottes de paille.....................................................................................................34
2.2.3 Construction avec la brique monomur..................................................................................................34
2.2.4 Construction avec du béton cellulaire.....................................................................................................35
2.3 Autres technologies.............................................................................................................................................35
2.3.1 Récupération d’eau de pluie......................................................................................................................35
2.3.2 Lagunage naturel, assainissement naturel...............................................................................................35
2.3.3 Le Double/Triple vitrage............................................................................................................................36

3 Domotique.....................................................................................................................................................................39

3.1 Généralités.............................................................................................................................................................39
3.2 Appareils domotiques.........................................................................................................................................40
3.2.1 Éclairage........................................................................................................................................................41
3.2.2 Chauffage......................................................................................................................................................42
3.2.3 Ventilation....................................................................................................................................................43

Table des matières

3.2.4 Interface utilisateur.....................................................................................................................................43
3.2.5 Sécurité..........................................................................................................................................................44
3.2.6 Lien entre réseau informatique et réseau domotique............................................................................45
3.2.7 Structure........................................................................................................................................................45
3.3 Protocole EIB/KNX..............................................................................................................................................46
3.3.1 Câble bus......................................................................................................................................................47
3.3.2 Système électrique.......................................................................................................................................49
3.3.3 Transmission par radio-fréquences..........................................................................................................52

Conclusion........................................................................................................................................................................54

A Glossaire .......................................................................................................................................................................55
B Bibliographie.................................................................................................................................................................57
C Index des retours sur notre Trek...............................................................................................................................58
D Index des Illustrations.................................................................................................................................................59

Introduction 1

Introduction

Apparaissant aujourd’hui comme une nécessité, le développement durable est au cœur de tous
les débats ; que ce soit d’un point de vue économique, social ou bien évidemment environnemental. C’est
pourquoi, il nous est indispensable, en vue de nos futures carrières d’ingénieurs d’en tenir compte et surtout
d’en avoir une excellente connaissance. C’est dans cette mesure que le projet Trek Telecom initié par
Telecom Bretagne prend tout son sens.

Innovant par les initiatives qu’il demande aux étudiants, le Trek Telecom propose aux élèves-ingénieurs de
Telecom Bretagne de former des équipes de six étudiants en première et deuxième année afin d’aller à la
rencontre de professionnels à travers l’Europe dans le but de répondre à une problématique préalablement
déterminée portant sur le thème du développement durable. Un tel projet demande un fort investissement,
que ce soit de la part des étudiants concernés, ou des encadrants qui les aident dans leurs démarches.

Ainsi, parmi l’ensemble des sujets inhérents au développement durable l’un a retenu notre attention : l’éco-
construction. En effet, ce thème était pour nous un excellent moyen de côtoyer les aspects économiques (le
journal économique Les Échos1 a même cité l’éco-construction comme l’un des vecteurs capables de relancer
l’économie), sociaux (en choisissant de nous intéresser à la démocratisation de ce type d’habitations) et
environnementaux (en divisant parfois par dix la consommation énergétique d’un foyer) propres au
développement durable. Par ailleurs, les télécommunications n’étaient pas en reste puisque de plus en plus,
maisons à basse consommation en énergie et domotique (qui sera développée par la suite) sont liées.

Ce rapport technique présente le fruit de nos recherches et s'articule autour de trois parties distinctes. Dans
la première, nous présentons une vision globale de la gestion des énergies et des enjeux qui sont concernés.
Dans la seconde, nous revenons en détail l'éco-construction. La troisième partie présente un aspect souvent
peu connu de l'éco-construction : la domotique.

Dans l'ensemble de ce rapport, nous nous sommes efforcé de faire partagée l'expérience que nous avons
vécu lors de notre voyage. Ainsi, les encadrés noir intitulés « Retour sur notre Trek » présente des
illustrations des différentes techniques. Par ce que nous avons pu observer lors de notre Trek.

1 Les Échos, édition du 3 avril 2009

Enjeux énergétiques 2

1 Enjeux énergétiques
1.1 Développement durable
Le développement durable est devenu en quelques années une préoccupation dans de
nombreux domaines d'activité. Et pour cause. Le Groupe Intergouvernemental d'Experts sur l'évolution du
Climat (GIEC) dévoile dans ses derniers rapports que l'émission de gaz à effet de serre est la cause du
réchauffement climatique. Le GIEC prévoit d'ailleurs des changements « soudains et irréversibles » sur
l'environnement si le rythme d'émission reste inchangé. L'objectif est donc de réduire par deux les émissions
d'ici 2050.
Or se pose un nouveau problème : étant donnée la croissance rapide de certains pays en voie de
développement, réduire par deux les émissions de gaz signifie réduire par quatre celles des pays
développés. Les pays de l'Union Européenne se sont mis d'accord en 2007 pour réduire de 20% les émissions
de dioxyde de carbone, produire 20% de l'énergie à l'aide de techniques renouvelables et réduire de 20% la
consommation d'énergie.
Le Programme des Nations Unies pour l'environnement a publié le rapport « Bâtiments et Changement
Climatique : État des lieux, Enjeux et Opportunités » en 2007 dans lequel il est démontré que le changement
de mode de vie, la mise en place de règles au niveau gouvernemental et la gestion de l'énergie dans les
bâtiments (qui représentent d'ailleurs 40% de la consommation d'énergie en Europe) peuvent
considérablement aider à la lutte contre les émissions néfastes. Si l'on suit ces recommandations, il prévoit en
2010 que la quantité de dioxyde de carbone émise par an diminuerait de 45 millions de tonnes.
La directive européenne de l'habitat du 16 décembre 2002 présente la nouvelle politique énergétique du
bâtiment. Il y est question d'un procédé commun de calcul de la performance énergétique, de normes
minimales et de certifications pour les bâtiments neufs et existants, et de l'obligation d'une vérification
périodique des systèmes de chauffage et de climatisation. De plus en France, la loi du 9 décembre 2004 de
simplification du droit ajoute l'obligation d'un diagnostic de performance énergétique (DPE) à la
construction, à la vente et à la location.

1.2 Qu'est ce que le DPE
Ce document informe sur la performance énergétique d'un bien immobilier. Il donne 4
informations principales :
– le descriptif des caractéristiques des équipements thermiques ;
– une estimation de la consommation annuelle d'énergie avec le classement du bâtiment selon «
l'étiquette énergie » ;
– la quantité de dioxyde de carbone émise avec le classement du bâtiment selon « l'étiquette climat » ;
– des propositions d'amélioration pour une meilleure gestion de l'énergie.


Illustration 2: Les classes Illustration 1: Les classes
énergétiques (consommation) énergétiques (émmission)

Selon l'ADEME, la consommation moyenne actuelle de 400kWh/m²/an doit atteindre la valeur de
100kWh/m²/an en 2050, pour l'ensemble du parc, pour satisfaire les nouvelles exigences.
La priorité est donc la réduction de nos besoins en énergie et l'utilisation de ressources renouvelables.

1.2.1 Importance de l'analyse du cycle de vie
Lors de toute nouvelle construction ou rénovation, il est important d'évaluer l'impact
environnemental de la fabrication des solutions retenues, que se soit les matériaux utilisés ou les installations
techniques. En effet, lors de la construction de panneaux solaires ou la production de béton cellulaire par
exemple, une certaine quantité d'énergie est nécessaire. Cette énergie s'appelle l'énergie grise et elle
représente bien souvent une part non négligeable de l'énergie dépensée par le système tout au long de son
cycle de vie.
Pour apporter des informations concrètes sur la quantité d'énergie fossile utilisée et la quantité de dioxyde
de carbone émise effectivement par chaque procédé, des plateformes de calculs sont disponibles. Elles
permettent de déterminer de manière précise l'impact environnemental des différentes phases d'un produit :
sa fabrication, son utilisation et sa destruction.
Eco-Bau, plate-forme commune des offices et services de construction de la Suisse, fournit des analyses des
coûts énergétiques et écologiques de différentes solutions techniques présentent dans un riche catalogue.
Par exemple, voici les chiffres fournis pour une paroi intérieure avec béton cellulaire et crépie :
– l'illustration 10 indique la quantité d'énergie grise nécessaire tout au long du cycle de vie ;
– l'illustration 11 indique la quantité de dioxyde de carbone libérée dans l'atmosphère tout au long du
cycle de vie (en jaune la fabrication, en orange l'utilisation, en rouge la destruction).
On comprend donc les enjeux énergétiques de chaque solution, et l'importance de l'étude énergétique et
écologique du cycle de vie puisque, comme le montre cet exemple, la fabrication représente 97% des
émissions de dioxyde de carbone et 94% de l'énergie grise.


Illustration 3: Énergie grise (source : http://www.eco-bau.ch/)

Illustration 4: Dioxyde dégagé (source : http://www.eco-bau.ch/)


1.3 Quelques exigences en Europe [1]

1.3.1 Réglementations françaises
La France a mis en place ses propres normes pour la performance énergétique des bâtiments
qu'elle ne cesse de renforcer au cours des années. Aujourd'hui, il existe 5 types de normes.

1.3.1.a Label Haute Qualité Environnementale (HQE)
Ce label date de 1996 et est né d'une démarche visant à construire un bâtiment qui doit limiter
son impact sur l'environnement et ses habitants tout au long de son cycle de vie. Il impose 14 thèmes de
réflexions tels qu'une relation du bâtiment avec son environnement immédiat, des chantiers à faibles
nuisances et la gestion de l'eau, des déchets et de l'énergie.

1.3.1.b Réglementation thermique (RT 2005)
Créée en mai 2006, elle s'applique pour les bâtiments neufs et vise à une réduction de la
consommation de chauffage pour arriver à la valeur maximale d'environ 85kWh/m²/an. En réalité cette
valeur maximale dépend de la zone géographique et climatique.
De plus la RT 2005 prend en compte les énergies renouvelables en les intégrant dans les calculs de référence.
Pour l'énergie solaire par exemple, la norme stipule qu'une maison individuelle doit être équipée de 2m2 de
capteurs solaires, et un logement collectif de 1m2. Sinon, le bâtiment doit économiser l'équivalent en énergie
d'une autre manière (meilleure isolation, systèmes de ventilation plus performants...).
Les bâtiments qui ont été construits avant 1975 (date de la première réglementation thermique) représentent
63% des bâtiments français. Une réglementation thermique pour les bâtiments existants a donc été mise en
place (un an après la RT 2005). Elle s'applique aux bâtiments de plus de 1000m2 et impose une étude de
faisabilité technique et économique des diverses solutions énergétiques pour rénover de manière optimale.
L'arrêté du 3 mai 2007 décrit l'ensemble des exigences de la rénovation. De plus un certain nombre de seuils
de consommation d'énergie doivent être atteint, tous fixés par l'arrêté du 13 juin 2008.

1.3.1.c Label Haute Performance énergétique (HPE)
Il impose une consommation d'énergie inférieure d'au moins 10% par rapport à la valeur
donnée par la RT 2005 selon la zone climatique. A ce label, s'ajoute le label HPE EnR2005 pour les bâtiments
utilisant au moins 60% d'énergie renouvelables pour le chauffage ou 50% si cette énergie provient de la
biomasse.

1.3.1.d Label Très Haute Performance énergétique (THPE)
Il définit une consommation d'énergie inférieure d'au moins 20% par rapport à la valeur donnée
par la RT 2005 selon la zone climatique. Ce label bénéficie lui aussi d'une exigence supplémentaire qui porte
le nom de label THPE EnR2005 : une consommation d'énergie inférieure de 30% par rapport à la valeur de
référence (RT 2005) ainsi que l'utilisation d'énergies renouvelables.

1.3.1.e Label Bâtiment Basse Consommation (BBC)
Il décrit les exigences de l'association Effinergie et concerne les logements neufs qui
consomment un maximum de 50kWh/m2/an ajusté d'un facteur dépendant de l'altitude et de la zone
climatique. Les autres bâtiments qui en bénéficient doivent satisfaire une consommation inférieure de 50%


par rapport à la valeur de référence de la RT 2005.

Illustration 5: Exigences énergétiques

Consommation RT 2005 HPE THPE BBC
kWh/m2/an
Electricité 181 163 151 65
Gaz 98 89 79 65

Tableau 1: Comparatif des différents labels appliqué à la ville de Paris

1.3.2 Exigences Suisse
L'association suisse Minergie a pour objectif la diminution de la consommation énergétique des
bâtiments grâce à une meilleure gestion de l'énergie et à l'utilisation des énergies renouvelables. De plus elle
vise à minimiser le surinvestissement de la démarche à 10% au maximum et propose un suivi des
consommations ainsi que des aides à la gestion énergétique pendant les trois années qui suivent la
rénovation ou la construction.
Il est à noter qu'il existe une plus-value d'environ 11% pour la revente d'un bâtiment labellisé Minergie.
L'association propose plusieurs standards de construction certifiés par des labels.

1.3.2.a Label Minergie
Ce label de haute qualité s'appuie à la fois sur le confort et la performance énergétique d'un
bâtiment, qu'il soit neuf ou rénové. Il correspond au label BBC français et se base sur la norme suisse SIA
380/1. Il implique une consommation maximale de 38kWh/m2/an pour une construction neuve et de 60kWh/
m2/an pour une rénovation.
Un bâtiment labellisé Minergie correspond à la classe A de l'étiquette énergétique.

1.3.2.b Label Minergie-P
Ce label est basé sur un développement technologique, aussi bien en ce qui concerne le gros
oeuvre que les installations techniques. Il repose sur plusieurs critères :
– une puissance thermique nécessaire inférieure à 10W/m2/an ;


– des besoins en chaleur pour le chauffage inférieurs de 20 % par rapport à la norme SIA 380/1 ;
– des dépenses énergétiques inférieures à 30kWh/m2/an ;
– un taux de renouvellement de l'air, pour une différence de pression de 50 Pa entre l'intérieur et
l'extérieur, qui doit être de 0,6/h maximum ;
– des appareils ménagers de catégorie A et A+ pour les réfrigérateurs.

1.3.2.c Label Minergie-ECO
Un standard de construction tel que Minergie ou Minergie-P constitue la base d'un bâtiment
Minergie-ECO. Ce label certifie des qualités supplémentaires : une construction saine et écologique.
Les critères de santé sont la lumière, le bruit et l'air intérieur (à la fois la température et la qualité) :
– la lumière du jour doit être favorisée le plus possible ;
– le bruit doit être maîtrisé pour empêcher la réduction des capacités physiques et mentales des
habitants ;
– la qualité de l'air intérieur peut-être obtenue par la réduction des émissions de polluants dues aux
matériaux de l'enveloppe .
En ce qui concerne les critères écologiques, il en existe 2 types principaux :
– les matériaux doivent être trouvés localement et leur fabrication ne doit consommer qu'une quantité
minimale d'énergie grise (énergie nécessaire à la construction et à la fabrication des matériaux) ;
– valoriser les matériaux issus de la déconstruction et recycler au maximum les déchets de
construction.

Retour 1 sur notre Trek : Zürich (Suisse), le 16 avril

Exemple de label : les labels Minergie

Nous avons pu nous rendre dans les locaux de Minergie-ECO le 16 avril, où nous avons été accueillis
par M. Severin Lenel et Mme. Birgit Krumsdorf respectivement directeur et responsable de l'agence à
Zürich. Nous y avons découvert la philosophie de la compagnie et la manière dont étaient attribués les
différents labels. Cette visite nous a permis de comprendre pourquoi les aspects techniques, sociaux,
économiques et écologiques sont intégrés dans les projets.

1.3.3 Label Passivhaus en Allemagne
Ce label a été lancé à la fin des années 1980 par le directeur du Passivhaus Institut. La
consommation d'énergie pour le chauffage ne doit pas dépasser les 15kWh/m2/an et la consommation
d'énergie primaire doit être inférieure à 120kWh/m2/an. Comme pour le label Minergie-P, il impose un taux
de renouvellement de l'air maximal de 0,6 par heure pour une différence de pression de 50Pa. L'institut
propose de plus des conseils de construction pour obtenir une maison passive tels que l'utilisation d'une
isolation très performante et d'une ventilation double-flux efficace.
Le label n'est attribué qu'à des constructions dont les calculs ont été déterminés par les outils de l'institut et
dont la qualité de l'air a été vérifiée par le test Blower Door (ce système, monté à la place de la porte d'entrée,
créé dans le logement une dépression de 50Pa et mesure la variation de pression intérieure pendant
plusieurs heures déterminant ainsi l'étanchéité à l'air). Les bâtiments Passivhaus permettent de faire des
économies d'énergie jusqu'à 90% par rapport à un bâtiment classique.


Retour 2 sur notre Trek : Francfort (Allemagne), le 18 avril

Exemple de label : le label PassivHaus allemand

Samedi 18 avril, après avoir pris connaissance des différents organismes et entreprises présents au salon
international PassivHaus de Francfort, nous avons eu la chance de pouvoir nous entretenir quelques
heures avec Susanne Theumer, chercheuse (architecte de formation) pour le PassivHaus Institut de
Darmstadt (à quelques kilomètres à peine de Francfort), institution fondamentale au sein du monde de
l’éco-construction.
Nous avons donc pu évoquer les démarches qui sont entreprises afin de favoriser la démocratisation de
l’éco-construction et obtenir plus d'informations sur le label et sa signification.

1.3.4 Exigences autrichiennes

1.3.4.a Performances en Autriche
En novembre 2008, l'Institut de l'énergie du Vorarlberg et l'Institut Autrichien pour la Biologie
et l'Écologie de la Construction ont créé le Baubook, une plateforme internet qui permet de fournir des
informations sur les méthodes de réalisation de bâtiments à la fois écologiques et efficaces en énergie. Le
Baubook propose notamment un répertoire complet de critères écologiques et énergétiques. Ce répertoire
propose 49 mesures qui peuvent être mises en œuvre afin d'obtenir des subventions et qui contribuent à
indiquer et valoriser les performances énergétiques et écologiques du bâtiment. Chacune des mesures
rapporte des éco-points (il y en a 327 en tout) et elles se répartissent selon 5 grandes familles :
– la conception du site : le confort, la fonctionnalité, la consommation d'espace et de sol ;
– l'énergie : les besoins énergétiques pour le chauffage ;
– les installations techniques : alimentation en énergie, distribution de chaleur, eau, énergie électrique ;
– le choix des matériaux : leur évaluation écologique, leur durée de vie, leur entretien
– l'espace intérieur : est-il émissif ?
Le total des points récoltés permet de chiffrer la qualité écologique du bâtiment et correspond à un certain
niveau de performances. Il existe 5 niveaux en tout, le cinquième étant le plus performant et est accordé pour
un minimum de 200 points sur les 327 possibles.

1.3.4.b Descriptif des niveaux écologiques
Neuf Rénovation
Points kWh/m²/an 2
Points kWh/m²/an
Niveau 1 100 45 100 70
Niveau 2 125 45 125 60
Niveau 3 150 41 150 50
Niveau 4 175 20 175 40
200 10
Niveau 5 0 0
200 15

Tableau 2: Les niveaux écologiques de l'Institut de l'énergie du Vorarlberg

2. Il faut toutefois faire attention à ne pas comparer directement les kWh des différents labels européens,
chacun ayant ces propres méthodes de calcul.


Retour 3 sur notre Trek : Dornbirn (Autriche), le 8 avril

Exemple de gestion d'énergie : Le Vorarlberg en Autriche

La visite de l'institut de l'énergie le 9 avril, fût notre première visite en Autriche. Nous y avons appris les
objectifs de cet institut créé en 1985 et notamment sa volonté d'assurer une utilisation réfléchie de
l'énergie dans beaucoup de domaines comme celui de l'éco-construction. En faisant le lien entre les
entreprises et les particuliers il permet de venir en aide à tout type de construction écologique.
Cet institut est situé dans le Vorarlberg, région modèle en terme d'éco-construction, où nous avons pu
observer de nombreuses maisons écologiques dont l'architecture nous a rappelé celles rencontrées en
France et en Suisse.

1.4 Aides financières [2]

1.4.1 En France
– Les crédits d'impôts : la loi de finances pour 2005 a créé un crédit d'impôt dédié au développement
durable et aux énergies. Les dépenses nécessaires à certains équipements qui améliorent la
performance énergétique sont donc déduits des impôts avec un taux qui varie entre 15% et 50% en
fonction des équipements ;
– Le livret de développement durable : accessible depuis le premier janvier 2007, il permet de collecter
plus d'épargne pour financer plus de prêts auprès des particuliers ;
– Les prêts bancaires : les banques proposent des prêts spécifiques pour le développement de
solutions qui permettent de maîtriser l'énergie. L'ADEME a mis en place un tableau comparatif de
ces différents prêts. De plus, certaines régions, en partenariat avec certaines banques, proposent
d'autres prêts spécifiques à la zone géographique ;
– Taux de la TVA : pour des travaux de construction écologique achevés depuis plus de 2 ans, la TVA
est réduite à 5,5% jusqu'en 2010 ;
– Subventions des collectivités territoriales : Conseils Régionaux, Conseils Généraux et Commune ont
mis en place des aides pour permettre le développement des énergies renouvelables. Le détail de
l'ensemble des aides est fournit par le Comité de Liaison Energies Renouvelables ;
– Les aides de l'Agence Nationale de l'Amélioration de l'Habitat.

1.4.2 En Suisse
– Soutien des cantons : les cantons offrent des aides financières pour les installations qui utilisent et
produisent les énergies renouvelables et pour les bâtiments dont la performance énergétique remplit
un certain nombre de critères ;
– Les bâtiments labellisés Minergie bénéficient de prêts spécifiques appelés « Ecocrédit » ou « Prêt
environnemental ».

1.4.3 En Allemagne
– Aides financières appelées « Eco-supplement » pour toutes constructions ou rénovation ayant pour
objectif la performance énergétique ;
– le programme de promotion de la maison passive de la Kreditanstalt für Wiederaufbau pour
promouvoir les rénovations écologiques.

1.4.4 En Autriche
Chaque niveau de performance des bâtiments correspond à des subventions particulières


accordées par l'institut, qui permettent de soutenir la construction de propriétés, de facilité l'acquisition
d'une maison moderne et saine pour tous, et de contrôler le développement de la construction de logements
dans le Vorarlberg. Les subventions pour le neuf et pour la rénovation diffèrent en fonction des catégories
« maison individuelle », « maison mitoyenne » et « maison collective » et en fonction des niveaux de
performance.

1.5 Première étape de la construction : l'étude du terrain
Avant d'entreprendre toute construction durable, il est très important d'étudier de manière
précise l'emplacement de la future maison. En effet, la construction sert de base pour tous les systèmes
choisis pour la gestion de l'énergie et du confort. Il est donc nécessaire d'avoir une enveloppe de qualité et
un environnement maîtrisé pour être sûr d'exploiter au mieux les solutions choisies.
La construction durable est basée sur différents critères qu'il convient de préciser pour justifier de manière
plus précise l'étude du terrain. Ces critères sont :
– une bonne utilisation des surfaces et volumes pour économiser de l’énergie et des matériaux ;
– la quantité d’énergie grise nécessaire et l'impact environnemental de la construction ;
– le terrain : l'utilisation du sol, la préservation des paysages/écosystèmes, la gestion de l’eau, tirer
avantage des transports en commun et des commerces à proximité ;
– les ressources : le choix des matériaux, réduire les besoins en énergie ;
– la qualité à l’utilisation ;
– le maintien de la valeur : la pérennité des matériaux et de l'enveloppe, la flexibilité de la construction
pour une future extension, la performance énergétique.

On remarque ainsi l'importance du terrain et de la phase de construction dans l'établissement de solutions
durables optimales.
L'étude du terrain se base alors sur différentes recherches :
– l'étude du climat : latitude, ensoleillement, orientation, intensité de la puissance d'ensoleillement
disponible, fraction d'insolation, micro-climat, évolution annuelle des températures, sens du vent,
facteurs de pollution atmosphérique possible, pluviométrie ;
– l'étude du sol : topographie, relief, nature du sol ;
– l'analyse des ressources en eau : sens des écoulements, présence de nappes phréatique, de cours
d’eau ;
– la recherche de matériaux locaux et techniques de construction locales : dans le but de limiter la
quantité d'énergie grise nécessaire à la construction (qui comme nous l'avons vu représente près de
90% de l'énergie dépensé par les matériaux tout au long de leur cycle de vie) ;
– la prise d'information sur la présence d’infrastructure publique ;
– l'étude des politiques énergétiques locales ;
– la recherche d'information sur les aides financières propres à la commune et à la région .

Le choix d'habiter dans une maison à caractère durable, qu'elle soit passive, bioclimatique ou HQE, implique
donc le choix d'un mode de vie durable où les ressources présentent sur place, qu'il s'agisse du soleil, du
vent, des transports en commun, des raccordements publics...sont mises à profit.
Même s'il existe certaines similitudes entre les normes des différents pays européens (le label Minergie
proche du label BBC par exemple), notamment en ce qui concerne les critères d'exigence, on remarque
l'avance de l'Allemagne, de l'Autriche et de la Suisse par rapport à la France. En effet, les exigences évoluent
dans chaque pays, en fonction des préoccupations et des changement de mentalités. Cependant, du fait de
son retard, la France ne peut encore exiger certains paramètres comme celui d'une construction saine,
présent dans le label Minergie-ECO.
Cependant l'ensemble des pays européens cherchent à sensibiliser les futurs constructeurs par des avantages
financiers similaires.
La première phase de la construction écologique, à savoir le respect des critères de performance énergétique,


est donc mise en place partout.
En revanche, il reste encore du travail à fournir, et notamment pour la France, pour la sensibilisation des
moeurs et la prise en compte de critères de vie.

Retour 4 sur notre Trek : Paris, le 4 avril

Exemple de bureau d'architecte écologique

C'est durant notre rendez-vous avec Atelier-D, bureau d'architectes spécialisés dans le développement
durable situé à Paris, que nous avons compris l'enjeu de la phase préparatoire de la construction
écologique. L'analyse de l'environnement amène à des choix qui sont différents d'un site à l'autre. En
nous présentant plusieurs de leurs projets ainsi que des simulations de consommation et des
déperditions, les architectes nous ont fait découvrir des exemples concrets d'efficacité.

1.6 Étude de cas : construire une maison écologique en Bretagne

1.6.1 Climat
Le climat de la Bretagne est un climat océanique caractérisé par des étés doux et des hivers pluvieux et
doux.

1.6.2 Température et ensoleillement
On n’observe pas d’écart de température important : la température moyenne annuelle est comprise
entre 10° et 12°, celle des minima entre 6° et 9°, et celle des maxima entre 14° et 16°. Il ne gèle que 35 à 40
jours par an.
La proportion de ciel occupée par les nuages varie très fortement en une journée. La durée d’ensoleillement
annuelle est de 1800 à 2000 heures.

1.6.3 Pluie et humidité
Les précipitations sont fréquentes et réparties sur toute l’année. Le taux d’humidité est relativement élevé
mais il fluctue durant une saison, voire durant une même journée : le matin : 90 à 95% et l'après-midi 60 à 70
%, (voire 50 % en été).
Les fortes précipitations sont rares, ce qui domine se sont les pluies courtes qui ne remplissent pas beaucoup
le pluviomètre mais qui suffisent à saturer l’air.
Quantité de pluies qui tombe en moyenne :
– 5 mm : 50 à 75 fois par an ;
– 15 mm et plus : 6 fois à Rennes, 8 fois à Brest.

1.6.4 Vent
Répartition des vents :
– ouest, sud-ouest : 30 à 35 % ;


– nord-est : 20 à 23 % ;
– nord-ouest : 19 % ;
– sud-est : 12 %.
Forces des vents :
– 58 km/h (force 7) : 76 jours par an à Brest, 32 jours à Rennes ;
– 100 km/h : 12 à 15 jours par an à Brest, 2 à 3 jours à Rennes.

1.6.5 Politique énergétique
La région de la Bretagne mène une politique énergétique avec l’Ademe et l’Etat. En effet, en
juillet 2007, elle a adopté un plan énergie pour la Bretagne dans lequel elle a fixé quatre grands objectifs :
– réduire de 20 % les émissions de gaz à effet de serre d'ici 2020 par une maîtrise croissante de la
demande en énergie, et la diviser par 4 en 2050 ;
– développer la production régionale issue des énergies renouvelables (éolien, solaire thermique et
photovoltaïque, valorisation du bois énergie pour la production de chaleur, valorisation énergétique
des productions agricoles, énergies marines et hydrauliques) pour contribuer à la diminution des
gaz à effet de serre ;
– garantir l'approvisionnement énergétique de la Bretagne ;
– suivre et anticiper l'évolution de la situation énergétique et évaluer l'impact des politiques
publiques.

Éco-construction en question 13

2 Éco-construction en question
Au cours des premières semaines de notre projet, une problématique s'est dégagée : « La
démocratisation des énergies renouvelables à travers l'éco-construction ». Avant, pendant et après notre
voyage, nous avons donc étudié différents aspects de l'éco-construction. Les différents acteurs de l'éco-
construction que nous avons rencontré nous ont apporté plusieurs visions sur le développement durable, et
plusieurs approche de la question de l'éco-construction. Les différentes technologies que nous avons
rencontré durant notre projet sont répertoriés dans cette partie dédiée à l'éco-construction.

2.1 Technologies de l’éco-construction

2.1.1 Chauffage et d’alimentation électrique
Le chauffage est un facteur très important à prendre en considération dans un projet de
construction. Il contribue au confort et au bien-être des occupants d’un bâtiment. Ainsi il est important de
choisir avec soin le système de chauffage qui serait adapté à sa maison. Dans le domaine de l’éco-
construction, il existe plusieurs solutions permettant non seulement de vivre dans le confort et dans le
respect de l’environnement mais aussi de faire des économies.

2.1.1.a Chauffage bioclimatique
Chauffer sa maison de façon bioclimatique consiste tout simplement à construire sa maison en y
intégrant des solutions qui permettront d’exploiter au maximum l'énergie solaire disponible. Il s’agira donc
de jouer sur l’orientation des pièces de la maison, sa compacité ainsi que d’autres paramètres.

2.1.1.b Chauffage au bois [3]
Utiliser le bois pour chauffer sa maison est une solution économique d’une part parce que le
prix moyen du stère sur le marché français est compris entre 30 et 50 euros et d’autre part, dans certaines
régions, il est très facile de s’approvisionner soi-même de façon gratuite en allant chercher du bois dans une
forêt. D’après la comparaison des différents combustibles de chauffage en fonction du coût d’un Kilowatt
heure d’énergie produite ci-dessous, on remarque qu’effectivement le bois reste une solution économique
par rapport à l’électricité, le fioul ou encore le charbon.

Illustration 6: Comparaison des différents combustibles de chauffage


De plus, l’utilisation du bois est écologique car au cours de sa combustion, le bois libère la même quantité de
CO2 qu’il aurait dégagée lors de sa décomposition naturelle. Or, cette quantité de CO2 correspond à celle
que l’arbre a absorbé durant sa croissance pour réaliser sa photosynthèse. Ainsi, on pourrait en conclure que
théoriquement, le bilan sur le CO2 produit est neutre. [ADEME].

2.1.1.c Chauffage avec capteur solaire thermique [4]
Le capteur solaire thermique est une technologie qui offre plusieurs applications dans le monde
de l’éco-construction. Il est peut être utilisé dans un bâtiment pour le chauffage à la fois de l’eau et des
différentes pièces mais aussi pour le chauffage de la piscine ou encore pour la climatisation solaire.

Illustration 7: Capteurs thermiques installés sur une maison à
ossature en bois

La fonction principale de ce dispositif est de capter l’énergie solaire et de la transformer en chaleur. Ensuite,
un fluide, appelé fluide caloporteur, transporte cette chaleur. Ce fluide s’échauffe lorsqu’il circule dans un
absorbeur qui est placé sous un vitrage afin de réduire au maximum les pertes de chaleur avec l’extérieur.
On distingue deux types de capteurs solaires thermiques :
– lorsque le fluide caloporteur transporte la chaleur dans un serpentin situé sous une vitre, on parle
de capteur plan. Il est à moindre coût avec un bon rendement en été.
– lorsque le fluide caloporteur passe par un double tube sous vide, on parle de collecteur à tube
sous vide. Le vide est un isolant parfait et permet donc de limiter au maximum les pertes de chaleur
en protégeant l’absorbeur de la température thermique. Il fournit un rendement meilleur en été
qu’en hiver mais reste onéreux par rapport au capteur plan.
On évalue l’efficacité d’un capteur solaire thermique en calculant son rendement. Pour ce faire, deux
paramètres principaux sont utilisés pour calculer la productivité thermique théorique d’un capteur : le
coefficient B, qui permet de mesurer le rendement optique du capteur et le coefficient K (équivalent au
coefficient de transmission surfacique), qui permet de mesurer les déperditions thermiques du capteur.
Ainsi, afin d’assurer un très bon rendement du capteur, il faut s’assurer d’avoir un coefficient K faible et un
coefficient B faible.

k (T − TEXT )
Le rendement d’un capteur = B -
P


Où T (°C) : est la température moyenne du fluide dans le capteur, TEXT (°C) est la température ambiante du
milieu extérieur et P (en Watts) caractérise le rayonnement solaire par mètre carré.
Dans l’optique d’augmenter le rendement des capteurs solaires thermiques, plusieurs techniques sont
utilisées comme par exemple le traitement des absorbeurs au chrome ce qui permet de réduire le
rayonnement car les absorbeurs se comportent ainsi comme des corps noirs ou encore des vitres traités afin
de favoriser le réchauffement du fluide utilisé. En 2008 en France, le rendement des capteurs solaires
thermiques peut aller jusqu’à 80 %.

2.1.1.d Chauffage par géothermie
La géothermie, d'une manière générale, consiste à récupérer l'énergie calorifique du sol. En été,
l'air est plus chaud que le sol qui garde une température quasi constante pendant toute l'année et
inversement pour l'hiver. Ainsi, on peut récupérer cette énergie en faisant passer de l'eau mélangée à du
glycol (qui sert d'antigel) dans des tubes de PVC ou polyéthylène ou encore de cuivre gainés de
polyéthylène. Ces tubes contenant le fluide caloporteur, enfouis dans le sol à une certaine profondeur,
récupèrent l'énergie calorifique du sol et un système de pompe à chaleur crée un cycle thermique en circuit
fermé comme le montre le schéma ci-dessous. Dans le cas d'un système géothermique vertical, le liquide
froid redescend en profondeur et capte l'énergie calorifique. Elle remonte ensuite après avoir capturée
l'énergie du sol grâce à la pompe à chaleur ce qui permet de chauffer la maison.

Illustration 8: Principe de la géothermie

La géothermie peut être installée de façons différentes en fonction de sa situation géographique et de la
structure du terrain de construction.
– La géothermie verticale
Prenons le schéma précèdent pour suivre les caractéristiques d'une telle installation. Une sonde
géothermique permet de capter une énergie environ égale à 50 W/m linéaire (chaque mètre de la sonde capte
environ 50 W). En moyenne, pour une maison ayant une superficie de 100 m², il est nécessaire de réaliser un
forage d'environ 80 mètres de profondeur. Le coût du forage s'élève à environ 70 €/m soit un coût total de
7000 € pour un forage de 100 mètres de profondeur. Ce système contient deux avantages importants:
l'entretien des sondes est très faible puisque les sondes géothermiques (ou tubes échangeurs de chaleur en
U) sont incluses dans une cavité faite en béton ce qui est solide. Plus la surface à chauffer est grande, plus le
nombre de sondes augmente. Une autre alternative consiste à creuser plus profond le forage car la
température du sol y est plus grande mais cela coûte plus cher.


– La géothermie horizontale
Ici, le principe reste le même sauf que les capteurs (tubes en polyéthylène disposés en serpentin qui captent
l'énergie du sol) sont enterrés horizontalement à une profondeur comprise entre 0,70 et 1,30 m. On
économise ainsi les coûts dûs au forage mais il est toutefois nécessaire de décaper le terrain avant
l'installation. Mais il existe plusieurs inconvénients. Tout d'abord, cela est encombrant puisque nous avons
besoin d'une surface comprise entre 1,5 et 2 fois la surface à chauffer. De plus, il est important de prendre en
compte l'environnement bioclimatique. Par exemple, on ne peut pas installer des capteurs sous une route ou
à un endroit où prolifèrent des racines, cela nuirait au bon fonctionnement du système. Enfin, la neige peut
engendrer des conséquences fâcheuses puisque le gradient géothermique du sol cesse d'être constant
(refroidissement du sol).

Illustration 9: Géothermie horizontale

– La géothermie sur nappe
Pour mettre en place ce type d'installation, il faut avoir la chance d'avoir une nappe phréatique sous la
maison puisque cela est plus économique que les deux autres installations vues précédemment. Nous avons
besoin de réaliser deux forages (ayant une profondeur d'environ 3 mètres selon le terrain) : un qui va
permettre de récupérer l'eau dans les nappes qui contient l'énergie calorifique que l'on va utiliser pour
chauffer la maison. Un autre forage qui va évacuer l'eau utilisée au niveau de la nappe phréatique pour
fermer le cycle thermodynamique. Il est aussi indispensable de disposer d'un filtre (appelé crépine) mis en
bout de la sonde qui prélève l'eau de la nappe afin d'empêcher les impuretés de rentrer dans le système
géothermique.

Illustration 10: Géothermie sur nappe


– Le coût d’une installation géothermique
Le coût total d'une installation géothermique en comprenant le forage, une pompe à chaleur (coûtant
environ 15 000 €; 7 000 pour les moins chères et 20 000 € pour les plus chères) et l'installation s'élève à
environ 25 000 € (il est important de préciser que ce prix est variable en fonction du terrain qui engendre des
coûts différents en matière de forage et de type de pompes à chaleur utilisées). Ceci est à comparer par
exemple avec une installation de chauffage au fioul qui vaut entre 8 000 et 10 000 €. On peut aussi estimer un
retour sur investissement en environ 5 ans étant donné que la facture d'électricité est divisée environ par 2
ou 3 (suivant le type d'énergie comparé). L'installation géothermique peut durer jusqu'à 1 mois. Un tel
système peut fournir une eau sanitaire et de chauffage atteignant une température de 70 °C (encore une fois
suivant les différents types de pompes à chaleur).

Retour 5 sur notre Trek : Lausanne, le 6 avril

Exemple d’une maison utilisant un chauffage combinant la pompe à chaleur et le solaire thermique

Illustration 11: Réservoir tampon

Illustration 12: Capteurs thermiques

Lors de notre visite d'un maison domotisée près de Lausanne, nous avons pu observer une maison
utilisant un chauffage combinant la pompe à chaleur et le solaire thermique. Le propriétaire de cette
maison nous a présenté certaines caractéristiques (8,8 m² de panneaux solaires, pompe à chaleur (sonde
géothermique) produisant 9,2 kW avec un coefficient de performance (COP) de 4,4, réservoir tampon de
1000 litres dont 300 litres de ECS, chauffage à basse température ( 30°C) au sol et par radiateurs, eau
chaude sanitaire à 50°C, entre juin 2007 et février 2008, 640 heures de fonctionnement pour la pompe à
chaleur et 600 heures pour les capteurs solaire). La consommation énergétique effective est de 20% en
dessous du calcul théorique.


2.1.1.e Chauffage par pompes à chaleur
Le système de pompe à chaleur est généralement utilisé en association avec la géothermie. Il a
pour but de pouvoir utiliser efficacement l’énergie solaire stockée dans le sol, dans l’eau des nappes ainsi
que dans l’air. Ce procédé permet à la fois de limiter l’effet de serre et de préserver les énergies fossiles. Une
pompe à chaleur a un principe de fonctionnement similaire à celui d’un réfrigérateur sauf qu'alors que le
réfrigérateur refroidit de l’intérieur en rejetant la chaleur vers l’extérieur, la pompe à chaleur se sert de la
chaleur qu’elle puisse dans l’air, le sol et l’eau des nappes phréatiques pour réchauffer l’intérieur de la
maison.

– Principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur
Six éléments sont essentiels pour le fonctionnement d’une pompe à chaleur : l’évaporateur, le compresseur,
le condensateur et le détenteur qui forment un bloc bien étanche et fermé dans lequel va circuler un fluide
appelé fluide frigorigène (n’est pas nocif) dont le rôle est primordial car il permet le transfert de la chaleur de
l’extérieur vers l’intérieur tout au long du cycle de fonctionnement de la pompe.

Illustration 13: Cycle de fonctionnement d’une pompe à Chaleur

Premièrement, le fluide frigorigène récupère la chaleur venant de l’extérieur et se vaporise dans
l’évaporateur. Ensuite, le compresseur se charge d’augmenter la température du fluide après l’avoir aspiré.
Le fluide transporte sa chaleur du compresseur au condenseur et la transmet soit à l’eau du circuit de
chauffage, soit à l’air de la maison. Le processus ne s’achève pas là car après condensation du fluide (qui
devient liquide), le détenteur se charge de diminuer sa pression ce qui va déclencher systématique la
vaporisation du liquide. On distingue : les pompes géothermiques (abordées dans la partie « chauffage par
géothermie »), qui récupèrent la chaleur du sol ou de l’eau des nappes phréatiques et les pompes
aérothermiques qui exploitent la chaleur emmagasinée dans l’air.
L’avantage de cette famille de pompes à chaleur (aérothermiques) est le fait qu’elles ne nécessitent pas de
capteur à installer sur la maison ni d’autorisation ; de plus, il est très aisé d’utiliser la chaleur provenant de
l’air qu’il soit interne ou externe au bâtiment. Néanmoins, les différences de température entre les saisons
font que son rendement ne sera pas optimal tout au long d’une année. Selon qu’on exploite l’air intérieur au
logement ou l’air extérieur, l’installation ne sera pas la même (Illustration 21).
Si on utilise l’air de l’extérieur, il est possible d’installer la pompe à chaleur à l’extérieur ou à l’intérieur ;
cette pompe doit être intégrée dans son système une régulation qui va inverser de façon périodique son
fonctionnement afin d’assurer la disponibilité permanente du système lorsque l’air extérieur est froid au
point de givrer l’évaporateur. On distingue :


Illustration 14: Les dispositifs utilisés pour un système de chauffage aérothermique

– une pompe air extérieur/eau qui chauffe l’eau d’un circuit de chauffage (avec des émetteurs de
chaleur tels que : des ventilo-convecteurs, un radiateur basse température ou encore un plancher chauffant la
pompe) ; elle nécessite un investissement de 65€ à 90€ par m² pour le chauffage et le rafraîchissement, et
fonctionne pour 2.5 à 3.7 TTC par m² et par an. Elle a pour avantages de ne pas nécessiter forcément de
système d’appoint (permettant de relayer la pompe à chaleur lorsqu’il fait froid, d’être à coût limité et d’être
facilement adaptable à un réseau de chauffage central déjà existant ( dans une maison déjà construite par
exemple). Malgré cela, il est important de faire attention au niveau de bruit engendré par la pompe qui peut
être désagréable pour les voisins ainsi que pour les propriétaires.
– une pompe air extérieur/air, qui chauffe l’air intérieur de la maison grâce aux ventilo-convecteurs à
détente directe. Ainsi, la pompe à chaleur peut former un seul bloc dans ce cas on parle de monobloc ou
alors deux entités différentes rattachées par le circuit de liquide frigorigène. elle nécessite un investissement
de 60€ à 90€ par m² pour le chauffage et le rafraîchissement. Les frais de fonctionnement sont similaires à
ceux d’une pompe air extérieur/eau. Elle a pour avantage aussi d’être adaptée même pour le chauffage
individuel mais ne permet pas la production d’eau chaude sanitaire et nécessite un système d’installation
complexe (installation d’un réseau de gaines de soufflages de l’air)
S’il s’agit plutôt d’exploiter l’air intérieur d’un bâtiment, une pompe à chaleur air extrait/air neuf ou VMC
double flux thermodynamique. Ce système associe deux celle d’une VMC (ventilation mécanique contrôlée)
double flux pour le renouvellement de l’air et celle d’une pompe à chaleur qui consiste à préchauffer la
maison. Ainsi, la pompe à chaleur exploite la chaleur contenue dans l’air extrait par la VMC pour
préchauffer l’air neuf qu’il souffle dans les différentes pièces du bâtiment. Pour assurer le bon
fonctionnement du système, il faut prévoir entre les bas de portes et le sol un espace d’environ 2cm afin de
faciliter la circulation de l’air d’une pièce à l’autre. Les coûts d’investissement et de fonctionnement sont les
mêmes que ceux d’une pompe air extérieur/air. L’avantage principal de ce système est le fait de coupler à la
fois ventilation et chauffage mais ne permet pas d’assurer totalement le chauffage dans un bâtiment
(Illustration 22).
Le choix du type de pompe à chaleur à installer dans un bâtiment est fonction de paramètres tels que l’état
du terrain de construction par conséquent le système approprié dépend de la situation de tout un chacun
pour parvenir à des performances maximales. En parlant de performances, un coefficient détermine
l’efficacité et le rendement d’un système de pompe à chaleur utilisée pour le chauffage : le coefficient de
performance (COP), permet de quantifier la performance énergétique de la pompe. C’est le rapport entre la
quantité de chaleur qu’elle produit et l’énergie électrique que le compresseur consomme. Une pompe à
chaleur fournit entre 2 à 4 kWh de chaleur pour 1 kWh d’énergie électrique consommée par le compresseur.
D’après l’ADEME, il est préférable de choisir une pompe à chaleur avec le COP supérieur à 3.3. Cette mesure


se justifie par le fait que le COP réel après installation du système de chauffage varie en fonction de la

Illustration 15: Pompe à chaleur air extrait/air neuf
température du milieu très souvent différente de la température d’essai donnée par le fabricant.
Une installation de pompe à chaleur a une durée de vie d’environ 15 ans (sachant que les capteurs enterrés
ont une disponibilité pouvant aller jusqu’à 40 ans). Néanmoins, elle nécessite un entretien annuel par des
personnes qualifiées pour pouvoir maximiser ses performances. De plus, le fluide frigorigène doit être
recyclé ou détruit (par des spécialistes) au démontage de l’installation.

Retour 6 sur notre Trek : Silfiac, le 18 mars

Exemple d’une maison utilisant un système de chauffage efficace

Illustration 16: Maison du quartier écologique de Silfiac

Cette maison utilise un système solaire passif à accumulation. Elle récupère de la chaleur sous la toiture
et la dirige vers une dalle qui se charge en chaleur. Si la dalle est chargée, il n’y a pas besoin de
chauffage supplémentaire. En hiver, par exemple, sans ajout de chauffage, la température de la maison
ne descend pas en dessous des 14°C. En été le plancher froid peut jouer le rôle de climatisation. Des
capteurs permettent la régulation de la chaleur : s’il fait trop chaud, il n’y a plus de récupération de
chaleur par la dalle et inversement.


2.1.1.f Alimentation électrique par panneau solaire photovoltaïque [5]
Un panneau solaire photovoltaïque est un dispositif qui génère du courant alternatif. Il est
constitué d’un ensemble de cellules dites photovoltaïques qui sont assemblées entre elles de façon électrique.
Comme nous pouvons le constater sur la figure ci-dessous, un panneau solaire se présente dans la plupart
des cas sous la forme d’un parallélépipède rectangle rigide de quelques centimètres d’épaisseur.

Illustration 17: Immeuble du quartier Vauban,
Fribourg en Brisgau

Étant donné que la surface d’un panneau solaire photovoltaïque n’est pas couverte et qu’on relève des pertes
électriques internes, le rendement d’une cellule qui constitue un panneau photovoltaïque est supérieur à
celui du panneau solaire photovoltaïque dans son ensemble. Sous un ensoleillement de 1000 W/m² avec 25
°C de température normalisée et une distribution spectrale d’amplitude de 1.5, on obtient une puissance
crête de 50 à 250 W par panneau. Le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque est fonction de
l’énergie solaire captée par le panneau. Cette énergie dépend non seulement de l’ensoleillement mais aussi
de paramètres tels que la surface du panneau, l’orientation et l’inclinaison des capteurs ainsi que des
performances techniques du matériel utilisé.
Ainsi, dans l’optique d’obtenir un rendement optimal, un entretien du panneau doit être fait deux fois par
an. Les panneaux sont généralement inclinés d’un angle compris entre 30°C et 60°C avec une orientation du
sud-est au sud-ouest.
Pour le bon fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque, plusieurs dispositifs sont nécessaires.

Illustration 18: Schéma de fonctionnement des panneaux solaires


Lorsque le panneau solaire reçoit la lumière du soleil ; les cellules photovoltaïques la transforment en
électricité de courant continu. Ce courant continu est acheminé vers un onduleur (qui fait fonctionner les
capteurs photovoltaïques au maximum) qui le transforment en courant alternatif afin qu’il puisse être
compatible au réseau de distribution. Au cas où le réseau est hors tension, l’onduleur coupe immédiatement
le courant pour des mesures de sécurité. L’énergie produite est injectée dans le réseau de distribution. Deux
compteurs sont utilisés pour mesurer l’énergie fournie au réseau et celle consommée par l’utilisateur.
Actuellement, on distingue trois technologies de panneau solaire photovoltaïque dont les cellules
photovoltaïques sont généralement à base de silicium :
– Le panneau dont les capteurs photovoltaïques sont constitués de cristaux de silicium épuré (silicium
monocristallin), encapsulés dans une enveloppe en plastique. Il offre un rendement de 18% et possède un
coût de fabrication élevé par rapport aux deux autres technologies de panneau.
– Lorsque les capteurs sont constitués de polycristaux de silicium (fusion de rebuts de silicium), on parle
de silicium polycristallin. Le rendement de ce panneau est de 2% de moins que celui du silicium
monocristallin. Cette technologie a le meilleur rapport qualité prix en comparaison aux autres.
– Enfin nous avons les panneaux dont les capteurs sont à base de silicium amorphe qui offrent un
rendement de 8%. Le coût de fabrication dans ce dernier cas reste faible.

2.1.1.g Alimentation électrique par éolien
Le vent est une source d’énergie renouvelable. L’éolien est la technologie qui permet d’exploiter
l’énergie que génère la force du vent pour pouvoir produire de l’électricité. Cette production ne pollue ni les
eaux ni les sols et ne dégrade pas l’air. De nos jours, la production d’électricité éolienne est en pleine
expansion. Ce système permet de rester autonome en ce qui concerne l’alimentation d’un bâtiment ou d’une
région en électricité tout en ne produisant aucun élément susceptible de polluer(CO 2 ). En France, l’objectif
est d’atteindre 23% de consommation énergétique (première loi Grenelle) qui proviennent d’énergies
renouvelables en 2020 ; d’après le plan « Energie renouvelables » du ministère du développement durable,
l’éolien représentera 10% de la production nationale d’électricité en 2020. On constate donc que l’apport de
l’éolien est très important. D’après les chiffres de l’European Wind Energy Association, en 2008, l’éolien a
empêché le rejet de 1,65 millions de tonnes de CO 2 en France, alimente près de 30 millions de foyers en
électricité en Europe soit 3,7% de la demande d’électricité et réduit ainsi la production de gaz carbonique de
91 millions de tonnes.
Le rendement d’une éolienne dépend de la vitesse du vent dans la région dans laquelle elle est installée. En
France, de la Vendée au pas-calais (production d’électricité entre 70 et 340 MW en fin 2008), en vallée du
Rhône (entre 231 et 138 MW en fin 2008), sur la côte languedocienne (jusqu’à 407 MW en fin 2008), les vents
sont présents de façon régulière et à des vitesses importantes ; Ainsi, fin 2008 ont été installées près de 2500
éoliennes ce qui correspond à une production de 3300 MW en puissance. L’un des facteurs qui rend les
populations retissantes à l’installation d’une éolienne est le bruit qu’elle pourrait engendrer durant son
fonctionnement. (Illustration 26)
Cette crainte n’a pas de raison d’être avec les avancées de la technologie, les éoliennes sont de moins en
moins bruyantes. De plus des recherches sont effectuées pour étudier comment par exemple diminuer la
vitesse avec laquelle les pales tournent et ceci dans l’optique de diminuer d’avantage le bruit. En 2008, le
coût de l’investissement sur une installation d’éolienne est compris entre 1300 et 1600 euros par kWh
installé ; sa rentabilité dépend du prix de vente et de revient du kWh.


Illustration 19: Échelle du bruit

2.1.2 Rafraîchissement
Rafraîchir l’air dans un bâtiment pendant l’été est indispensable pour le confort de ses
occupants. Pour assurer cette fonction essentielle, la technologie de la pompe à chaleur est utilisée mais en
inversant son fonctionnement décrit dans la partie « Chauffage par la pompe à chaleur ». De cette façon, la
pompe à chaleur va aspirer toutes les calories qui se trouvent dans les pièces pour les rejeter à l’extérieur. La
pompe air extérieur/ air intérieur et la pompe à chaleur air extrait/air neuf intègrent ce dispositif de
rafraîchissement permettant ensuite de baisser modérément la température entre 3 et 4 °C par rapport à celle
de l’air ambiant extérieur. Le coefficient d’efficacité frigorifique (EER) permet de quantifier la performance
de ce type d’installations.

2.1.3 Isolation

2.1.3.a Isolation par l’extérieur

Un pont thermique dans l'enveloppe du bâtiment se traduit par une perte de la résistance thermique de
l'habitat. Les déperditions de ce type sont généralement causées par la jonction de deux parois composées de
matériaux ayant des résistances thermiques différentes. Sans isolation extérieure, les ponts thermiques créent
de fortes pertes d'énergies et on peut recenser les différentes zones de l'habitat où se trouvent les
déperditions thermiques :
− 30% de la toiture
− 20% des systèmes de ventilation
− 16% des murs
− 16% des sols
− 13% des portes et fenêtres
− 5% des ponts thermiques

Il existe plusieurs types de ponts thermiques :
- Lorsque les jonctions entre des murs (verticaux et verticaux ou verticaux et horizontaux) ont
des matériaux de résistance thermique différentes.
- Au niveau des joints lors de la pose des fenêtres.


Illustration 20: Exemple de pont thermique

Retour 7 sur notre Trek : Lyon, le 5 avril

Exemple de ponts thermiques

Concernant le deuxième type de pont thermique, Jacek Kubiak nous a montré quelques défauts en terme
de déperdition thermique au niveau des fenêtres de sa salle de bain. On voyait que les joints étaient
discontinus et ne couvraient pas la totalité des bords de la fenêtre. Cela était dû à une erreur de
conception puisque les charnières de la fenêtre forçait les joints sur les bords de la fenêtre à être
discontinus.

Les chiffres sont relatifs. Pour un bâtiment non isolé, les ponts thermiques ne créent pas de grosses
déperditions ( en général inférieures à 20% et de l'ordre de 5% ) car les déperditions totales par les parois
sont très fortes (de l’ordre de >1W/m2K). Néanmoins, on atteint plus de 30 % de déperditions thermiques
lorsque le bâtiment est fortement isolé avec des déperditions très faible (inférieures à 0,3 W/m2K).

Illustration 21: Maison à travers une
camera thermographique
Plusieurs outils permettent de détecter la présence de ponts thermiques ou de fuites. Tout d'abord, nous
pouvons détecter les zones de la maison où les déperditions thermiques sont les plus importantes à l'aide de
caméras thermographiques qui donnent une image comme celle de l'illustration 28.

On peut aussi utiliser un ventilateur puissant qui va mesurer la différence de pression entre la pression


intérieure à la maison et la pression extérieure. Pour cela il faut isoler la maison en fermant les fenêtres et les
portes et en laissant les portes intérieures ouvertes. (Illustration 29)

Illustration 22: Ventilateur pour augmenter la
pression intérieur de la maison

Retour 8 sur notre Trek : Francfort, le 18 avril

Exemple de test d'isolement

Pendant le salon de la maison passive à Francfort en Allemagne, nous avons vu à quoi ressemble une
caméra thermique ainsi qu'un ventilateur pour détecter les déperditions thermiques. On peut souffler de
la fumée colorée pour voir où se situent les zones de déperditions.

2.1.4 Ventilation
La ventilation, qui permet un renouvellement de l'air d'un espace fermé, est très importante
pour un bon entretien et le bon usage d'un bâtiment. En effet, en plus d'assainir l'air ambiant et de réguler le
taux d'humidité (une famille de 4 personnes produit en moyenne 12 litres de vapeur d'eau par jour), la
ventilation permet de contrôler la concentration de polluants et d'assurer la climatisation local, qu'il s'agisse
de chauffer ou de refroidir. Une ventilation adaptée peut conduire à diminuer l'utilisation des mécanismes
"classiques" de chauffage, voire de l'éviter.

2.1.4.a Ventilation double-flux
Pour construire une maison à basse consommation d'énergie (la VMC est le système le plus
largement utilisé pour obtenir les différents labels tels que Minergie, Passivhauss, BBC...)., il est nécessaire
d'utilisé le système VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée) et plus particulièrement la VMC double flux. La


ventilation mécanique désigne tous les dispositifs d'évacuation ou d'insufflation d'air frais. La VMC double
flux consiste à favoriser la pénétration de l'air extérieur par un conduit central, qui le distribue ensuite dans
toutes les pièces de la maison, et cela afin d'éviter une ventilation non contrôlée au niveau des fenêtres.
Remarque : il existe un autre procédé spécialisé uniquement dans l'adaptation des débits en fonction de
l'occupation du logement : la ventilation mécanique contrôlée hygro-réglabe type B, qui adapte les débits
d'air entrants et extraits en fonction du taux d'humidité intérieur.

Illustration 23: Schéma d'une VMC double flux avec échangeur haute efficacité
(source : http://www.thermi-confort.net)

Le dispositif de la VMC est constitué :

− d'un circuit récupérateur d'air vicié muni de modules de régulation auto-réglables
− d'un circuit insufflateur d'air neuf muni de modules de régulation auto-réglables
− de bouches d'insufflation dans les pièces de vie (séjour, chambre...)
− de bouches d'extraction dans les pièces humides (salle de bains, WC, cuisine...)
− d'un échangeur de chaleur qui permet à l'air entrant (venant de l'extérieur) d'être réchauffer par l'air
sortant (provenant de la maison). L'air intérieur cède de la chaleur à l'air extérieur.

La VMC double flux permet de réduire la consommation de chauffage jusqu'à 30%. En effet, elle récupère
entre 70 et 90 % de l'énergie de l'air extrait de la maison. Elle est d'autant plus performante que les fuites
d'air intérieur sont minimes, voire inexistantes (absence de ponts thermiques). Le dispositif est certes
coûteux à l'achat, mais les économies engendrées par la suite le rendent avantageux. De plus elle contribue à


la qualité de l'air ambiant et au confort intérieur en filtrant l'air entrant et en ne provoquant pas de courant
d'air ni de dérangement acoustique.

En revanche la qualité de la VMC double flux peut être réduite si d'une part le moteur utilisé pour
l'insertion/extraction de l'air consomme trop d'énergie, et d'autre part si le bâtiment n'a pas une très bonne
étanchéité à l'air. La bonne isolation des conduits est d'ailleurs nécessaire pour limiter les pertes et ainsi
augmenter les performances. Il faut aussi faire attention à entretenir régulièrement le dispositif car
l'encrassement de l'échangeur et des conduits peuvent nuire fortement à la sanité de l'air insufflé dans le
bâtiment.

Illustration 24: Consommation d'énergie liées à la ventilation
(source : http://www.effinergie.org/site/Main/)

On remarque grâce à ce graphique que l'énergie économisée pour chauffer l'air, est compensée par la
consommation des ventilateurs. Leur consommation étant indépendante du climat. D'où l'importance de
choisir des ventilateurs qui consomment peu.

2.1.4.b Puits canadien
Le puits canadien est un système de ventilation qui, comme la VMC double flux, permet de
réchauffer l'air entrant dans la maison. Il est basé sur l'utilisation de la chaleur de la terre en suivant le
principe de la géothermie. En effet, l'air entrant dans la maison, provenant de l'extérieur, passe par un tube
long d'une vingtaine de mètres qui est enfoui sous la terre (entre 1,5 et 2,5 mètres de profondeur). La
température sous le sol est à peu près constante toute l'année. Ainsi, en hiver, l'air est réchauffé en
profondeur par la chaleur de la terre; et en été, l'air va être refroidit par la terre, d'une température plus
fraîche que celle de l'extérieur.


Illustration 25: Schéma de principe d'un puits canadien (source :
http://fr.ekopedia.org/Puits_canadien)

Ce dispositif nécessite une faible quantité d'énergie et ne présente pas de gène sonore particulière. La
combinaison du puits canadien avec la VMC double flux offre de meilleure performance surtout dans les
régions où la température extérieure varie beaucoup tout au long de l'année. En revanche le système est
délicat à mettre en oeuvre et ne peut-être installé que dans des zones présentant des espaces verts à
proximité. Si il n'est pas correctement installé, de la vapeur d'eau peut s'y condenser et ainsi provoquer des
moisissures dans les tuyaux qui contaminent alors l'air insufflé dans la maison.
Enfin il faut être particulièrement attentif à l'étanchéité des conduits sous-terrain : les risques d'infiltration de
radon, gaz radioactif présent en profondeur, sont importants.

Exemple de VMC double flux

Lors de notre passage à Lyon, nous avons été accueilli par la famille Kubiak, qui nous a décrit en détails
les étapes de la construction de leur maison à faible consommation énergétique, et plus particulièrement
l'ensemble des solutions choisies.

Illustration 26: Échangeur d'un VMC double flux
Nous avons donc pu comprendre le principe de la VMC double flux couplée avec un puits canadien et
constater ses avantages. En effet, la famille débourse environ 100 euros de chauffage par an pour une
maison de près de 170 m².


2.1.4.c Ventilation naturelle
La ventilation naturelle n'utilise aucun moyen technique de ventilation comme un ventilateur
ou un moteur pour aspirer ou rejeter de l'air. Elle se base simplement sur la différence de pression entre l'air
extérieur et l'air intérieur ainsi que sur la différence de masse volumique (qui varie avec la température).

Illustration 27: Schéma représentant le principe de ventilation naturelle
(source : http://energie.wallonie.be)

Pour que ce système marche, il convient de placer des ouvertures pour à la fois capter l'air neuf de l'extérieur
et rejeter l'air vicié de l'intérieur. Pour permettre la bonne circulation de l'air dans le bâtiment, il est
nécessaire de poser des ouvertures de transfert qui permettent la circulation de l'air d'une pièce à l'autre.
Ce type de ventilation est particulièrement économe en énergie puisqu'il n'en a pas besoin pour fonctionner,
est se pose donc comme une solution intéressante pour protéger l'environnement.
Cependant ce système dépend fortement des conditions climatiques puisqu'il est entièrement basé sur les
mouvements naturels de l'air. Les performances finales peuvent donc être moindres, comparées à un
système de ventilation double flux dont le fonctionnement est maîtrisé. Des dispositifs peuvent être rajoutés
pour réguler la ventilation comme des grilles hygroréglabes au niveau des ouvertures.
Certes des économies sont faites au niveau de son fonctionnement, mais ce système requiert l'utilisation d'un
système de chauffage ou de climatisation complémentaires.
De plus l'air entrant n'est pas filtré comme dans la VMC double flux. Des éléments parasites comme le bruit
ou des gaz polluants peuvent donc s'infiltrer.


Retour 10 sur notre Trek, Lausanne, le 6 avril

Résultats d’un système de ventilation double-flux combinée avec un puits canadien

Illustration 28: Température d'une maison

Ces résultats sont ceux d’une maison labellisée Minergie, située en Suisse au Mont sur Lausanne que
nous avons eu l’occasion de visiter durant notre Trek.

2.2 Matériaux de construction écologique
Le choix du matériau de construction est très important dans la construction d’une maison
écologique. Il entre en ligne de compte non seulement pour la construction en elle-même, mais aussi pour
l’isolation, le revêtement des sols et des murs. Nous sommes sans ignorer que les ressources naturelles sont
susceptibles de s’épuiser, ainsi, il est primordial d’utiliser des matériaux respectueux de l’environnement,
c'est-à-dire qui ne rejettent aucun gaz polluant ni aucun CO 2 , ou encore qui donnent la possibilité en fin de
vie d’être recyclés.

2.2.1 Construction en bois
C’est le matériau par excellence de construction biologique. Il nécessite très peu d’énergie grise,
permet de faire des économies d’énergie grâce à sa structure cellulaire et est un matériau recyclable. Il assure
aussi une bonne sécurité en ce qui concerne les incendies. Nous sommes sans ignorer qu’un arbre qui meurt
dans la nature rejette dans l’atmosphère toute la quantité de gaz carbonique qu’il a accumulé durant tout son
cycle de vie ; ainsi, en utilisant le bois comme matériau de construction, ce stock de gaz carbonique est
conservé dans la structure du bois. De plus, le bois permet une bonne isolation thermique de la maison et
reste moins sensible par rapport aux autres types de matériaux à la variation de la température entre l’air


ambiant et les parois.

La technique de construction en bois la plus utilisée est l’ossature en bois : il s’agit de monter l’armature du
bâtiment en utilisant du bois. Ensuite la structure sera remplie par des isolants tels que le lin, la paille ou
encore le chanvre. C’est une technique très résistante aux séismes de par la robustesse et la souplesse du
matériau. Le bois est très résistant au fil du temps ; il est non seulement naturel mais agréable à vivre. Le
chantier de construction en bois est propre contrairement à certains chantiers

Illustration 29: Maison à ossature en bois avec isolation avec de la
laine de bois

2.2.2 Construction avec des bottes de paille


Exemple de maison en paille

Illustration 30: Maison en paille

La structure de la maison est faite de bois à l’intérieur de laquelle on cale des blocs de paille. La paille
est ensuite recouverte d’une épaisse couche d’enduit faite à base de terre, de paille et de foin haché. Puis
on ajoute une couche d’enduit à la chaux par dessus le tout. L’isolation du toit est faite à partir de laine
de chanvre. Les ouvertures sont toutes orientées au sud, et au nord et la surface de la maison est
arrondie pour limiter les infiltrations de vent froid.


Construire une maison en paille peut paraître invraisemblable mais cela est possible et ceci avec
des avantages très intéressants. C’est une technique qui est ré-utilisée depuis la fin du 20 ème siècle. Il existe
plusieurs façons de construire avec de la paille ; des techniques nouvelles émergent dans cette manière de
construire afin de pouvoir l’adapter tant pour les zones rurales que pour les zones urbaines. La technique la
plus utilisée est celle à ossature à bois qui consiste à monter une armature en bois qui supporte une
charpente et ensuite de poser la paille soit en ligne lorsqu’il s’agit d’une double armature, soit en colonne
entre les poteaux. (Retour 11 sur notre Trek).
La construction en bottes de paille est très économique (entre 1 et 2 euros la botte de paille) . De plus, la
paille est un très bon isolant ce qui permet de moins dépenser en matière de chauffage de la maison. Ce type
de construction présente aussi des contraintes comme par exemple le fait de pas pouvoir construire jusqu’à
plus de 5 étages ou alors le fait que la paille doit être très sèche

2.2.3 Construction avec la brique monomur
Considéré comme un matériau ancien et bas de gamme, le monomur a fait son retour en force
dans les maisons écologiques. Utilisant de l’argile, le monomur encore appelé monomur en terre cuite est
construit sans apport de produit chimique. Il ne contient ni fibre, ni solvant, et ne libère donc aucun composé
organique volatil.
Grâce à son inertie thermique, le monomur régule la température intérieure de la maison et permet
d’économiser près de 10% de l’énergie. En effet, sa structure alvéolaire et les propriétés de la terre cuite
permettent de construire les murs et de faire l’isolation en une seule fois : c’est la technique de l’isolation par
extérieur. Aucune isolation thermique ou acoustique n’est nécessaire, ce qui permet de faire des économies
non négligeables quant à la construction de la maison.
Ainsi sa fabrication dans le respect de l’environnement avec une matière première abondante, sa capacité
auto-isolante, sa résistance à l’humidité et son caractère non-inflammable en font un matériau de Haute
Qualité Environnementale (HQE) qui a été évalué favorablement par le CESAT (Comité Environnement et
Santé de l'Avis Technique).

2.2.4 Construction avec du béton cellulaire
Encore appelé thermopierre, le béton cellulaire est constitué de chaux, de sable ou de ciment auquel on
ajoute de l’eau. Comme le monomur en terre cuite, « il absorbe cinq fois moins d’eau que les autres types de
mur », ce qui permet de lutter contre l’humidité et de supprimer les moisissures.
Sa structure constituée de « milliers de bulles d'air, indépendantes les unes des autres, emprisonnées dans la
structure massive du béton cellulaire » et les qualités des matières premières utilisées garantissent une bonne
isolation thermique et acoustique et un excellent régulateur thermique. L’implémentation d’un système
d’isolation devient ainsi superflue.
Constitué essentiellement de matières premières minérales, le béton cellulaire est incombustible et ne
produit ni fumée, ni gaz toxiques. De plus il ne contient pas d’éléments nocifs ou cancérigènes et n’est pas
attaquable par des insectes ou des termites.
Son coût de construction est plus élevé par rapport au béton traditionnel « de l’ordre de 20% », mais
l’absence de coût d’isolation et les gains en énergie lors de l’utilisation de la maison pallient rapidement à ce
surcoût et rendent la construction par béton cellulaire très attractive.


2.3 Autres technologies

2.3.1 Récupération d’eau de pluie
L’utilisation de l’eau est vitale dans l’entretien d’un bâtiment ainsi que des activités (la lessive,
la vaisselle ...) effectuées par ses occupants. En France, la consommation d’eau dans les ménages s’élève en
moyenne 150 à 200 litres par jour sachant qu’à titre indicatif, le m 3 coûte 2 .8 euros. Grâce au tableau [1] ci-
dessous, nous pouvons évaluer la consommation d’eau réalisée par les appareils d’une maison ainsi que par
ses occupants.

Illustration 31: Consommation d'une famille de 4 personnes

Les systèmes de récupération d’eau de pluie sont des techniques économique et qui s’avère très pratique.
L’installation de tels systèmes dépend de la situation de tout un chacun tel que le type de maison dont la
structure permet de savoir la capacité de celle-ci à récupérer de l’eau. Ainsi, il est possible d’installer une
cuve de récupération d’eau soit sous le sol , soit dans un coin caché du jardin de la maison sachant que la
deuxième technique est moins coûteuse. Cette cuve est reliée à un système de gouttières provenant du toit
de la maison Cette installation n’empêche pas de se relier à l’installation traditionnelle et de l’utiliser au cas
où la récupération d’eau n’est plus suffisante.

Illustration 32: Système de récupération d’eau de pluie


2.3.2 Lagunage naturel, assainissement naturel
C’est une technique qui permet d’épurer les eaux polluées grâce à des végétaux aquatiques.
Une installation de lagunage peut être constituée de 3 à 5 bassins en fonction des besoins en eau et s’intègre
aisément au paysage. De plus, ce procédé nécessite des frais de fonctionnement, d’entretien et
d’investissement moindre. Il peut avoir risques d’odeurs nauséabondes si le lagunage ne fonctionne pas
correctement.


Exemple d'assainissement naturel

Avant notre périple, nous sommes allés visiter Silfiac, un éco-village situé en Bretagne. La commune a
mis en place un système de lagunage de l’éco-lotissement entièrement naturel. En plus d’une mise en
oeuvre facile, ce système est également simple à entretenir : il ne consomme aucune énergie et il suffit
juste de retirer les “bouts” qui se forment au fond des bassins tout les 5 ans. L’entretien des abords se fait
grâce à des moutons d’Ouessant. L’inconvénient majeur de ce procédé réside dans la place qu’il prend :
3 bassins pour seulement 15 habitations.

2.3.3 Le Double/Triple vitrage
Tout d'abord, il est très important de rappeler que l'efficacité d'une fenêtre en terme de fuites et
ponts thermiques dépend en premier lieu des châssis. Une fois ce paramètre maîtrisé, nous pouvons rentrer
dans la problématique des double et triple vitrages pour améliorer les performances de nos fenêtres (suivant
le contexte).
De plus, on peut dire que les solutions de double ou triple vitrage ne sont pas déterminantes pour les
bâtiments ayant une forte consommation énergétique (type RT2005). Autrement dit, utiliser un double ou un
triple vitrage aura une influence très faible sur la consommation d'énergie du bâtiment.

Illustration 33: Fenêtre triple vitrage

En revanche, pour les bâtiments à très faible consommation d'énergie (type maison passive), l'intérêt du
vitrage apparaît en ce qui concerne le bilan thermique.


Nous pouvons illustrer ces principes à l'aide de l'exemple d'une maison passive ayant 18% de surface de
vitrage. Parmi cette surface de vitrage, nous avons : 6% Nord, 26% Est, 46% Sud et 22% Ouest. Le tableau ci-
dessous récapitule les apports solaires nets annuels, c'est-à-dire la valeur « gains - pertes » exprimés en kWh/
m².an :

Illustration 34: Gains et perte des différents vitrages (statistiques issue du site :
http://www.lamaisonpassive.fr/, article 55)

Bien évidemment, le triple vitrage coûte plus cher que le double vitrage. Tout est affaire de compromis entre
le climat de la maison (durée d'ensoleillement annuel par exemple) et prix du vitrage. On voit par exemple
qu'un triple vitrage à Marseille (zone très ensoleillée) apporterait un « Gains - Pertes » de 11 kWh/m².an ce
qui rendrait la température intérieur de la maison très chaude donc peu supportable.

Retour 13 sur notre Trek : Lyon, le 5 avril

Exemple de triple vitrage

Lors de notre périple à Lyon, M. Jacek Kubiak nous a chaleureusement montré sa maison écologique en
armature bois. M. Kubiak a réfléchi à tous les détails pour construire une maison très peu gourmande en
énergie. En particulier, il a choisi d'installer des fenêtres triple vitrage au niveau des façades orientées
Nord pour assurer une bonne isolation sans avoir une inertie thermique trop importante (dû à un
ensoleillement important dans la région lyonnaise ).

Illustration 35: Triple vitrage de
la maison des Kubiak


On peut aussi renforcer l'isolation en insérant un gaz rare (ou gaz neutre) entre les vitres. Le gaz le plus
utilisé est l'argon. Ce gaz étant plus lourd, la convection thermique est plus faible puisque les molécules
composant le gaz connaissent une agitation moins importante. La conductibilité de l'Argon est aussi moins
importante ce qui limite les pertes par conduction thermique.
Une autre solution pour améliorer les performances des vitrages multiples est d'ajouter un revêtement pour
diminuer l'émissivité et donc les pertes thermiques par rayonnement infrarouge. Ces revêtements
transparents sont composés d'une très fine couche d'oxyde métallique. Plus précisément, ce composé
chimique ne laisse passer que les ondes solaires ayant une faible longueur d'onde. La transmission de la
chaleur par rayonnement s'effectue à partir d'ondes ayant une longueur d'onde plus grande. Ce type de
revêtement agit donc comme un filtre. On applique préférentiellement ce revêtement sur les faces internes
des triple vitrages à cause de sa fragilité.

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