Projet thermique - Maison passive

Projet thermique
Maison passive
BADI Houda
CELESTIN Ebinauld
RAMIN Samadi
Année universitaire :2018/2019
Master 2 génie civil et maitrise de projet

Projet thermique Maison passive
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Table des matières
Table de figures :..................................................................................................................................... 1
Introduction............................................................................................................................................. 2
I. Définition de la maison passive :..................................................................................................... 3
II. Choix des éléments constructifs :.................................................................................................... 3
1. Murs : .......................................................................................................................................... 3
a) Les murs en béton cellulaire ................................................................................................... 3
Les avantages du béton cellulaire ....................................................................................................... 4
b) Les panneaux isolant de Polyuréthane :.................................................................................. 4
Les avantages des panneaux de polyuréthane ................................................................................... 5
2. Plancher bas : .............................................................................................................................. 5
3. Toiture terrasse végétalisée........................................................................................................ 7
4. L’aspect des façades :.................................................................................................................. 8
5. Puit canadien :............................................................................................................................. 8
III. PHPP. ........................................................................................................................................... 9
1. Vérification .................................................................................................................................. 9
2. Valeurs U ................................................................................................................................... 11
3. Surfaces ..................................................................................................................................... 12
4. Déperdition par le sol................................................................................................................ 12
5. Fenêtres et ombrage :............................................................................................................... 13
6. Ventilation................................................................................................................................. 15
7. Le besoin de chaleur de chauffage............................................................................................ 16
8. Le besoin de chaleur de chauffage......................................................Erreur ! Signet non défini.
Table de figures :
Figure 1: Description des parois dans le PHPP........................................................................................ 5
Figure 2: Description du plancher bas dans le PHPP............................................................................... 6
Figure 3 : Description de la toiture végétalisée dans le PHPP................................................................. 7
Figure 4: Volets à lames orientables. ...................................................................................................... 8
Figure 5: puit canadien............................................................................................................................ 9
Figure 6: feuille de vérification.............................................................................................................. 10
Figure 7: saisie des surfaces. ................................................................................................................. 12
Figure 8: déperdition par le sol ............................................................................................................. 13
Figure 9: Tableau des orientations des fenêtres................................................................................... 13
Figure 10: apport solaire et déperditions à l’année.............................................................................. 15
Figure 11: apport et déperditions (Bilan de chauffage annuel) ............................................................ 16

2
Introduction
Ce projet a pour but de nous permettre de réfléchir sur l’efficacité énergétique des
bâtiments et de comprendre les valeurs thermiques qui caractérisent les matériaux et
les systèmes qui sont indispensable aujourd’hui pour choisir judicieusement ses
produit (matériaux, et les systèmes constructifs) à la fois technique et indispensable
qu’économique
Pour cela, nous avons choisi de concevoir une maison familiale situé en Bretagne, à
Lorient 56100. Pour cela nous avons modélisé notre maison en s’appuyant sur la
maison prédéfinie dans le sujet du projet mais en modifiant quelques aspects.
Le présent rapport se déroulera comme suit : En premier lieu, nous présenterons le
concept de la « Maison Passive ». Ensuite, nous justifierons le choix de chaque isolation
de chaque élément de construction. Puis, nous expliquerons les calculs établis dans
notre tableur Excel.

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I. Définition de la maison passive :
Une maison passive est une maison qui dépense très peu d'énergie, et qui recycle celle
qu'elle produit. Grâce à la performance de son isolation thermique, à sa ventilation,
aux apports de l'énergie solaire, elle conserve une température ambiante douce tout
au long de l'année. Par exemple, dans une maison passive, la chaleur extérieure (soleil)
et celle de l'intérieur (habitants et machines) sont utilisées pour chauffer l'habitation.
Un bâtiment occupé et bien isolé produit de manière autonome suffisamment de
chaleur pour le confort quotidien de ses occupants.
Les critères élaborés par le Passivhaus Institut pour la certification des maisons
passives vont au-delà des ceux du Bâtiment basse consommation (BBC) :
• Besoin en chauffage inférieur à 15 kWh/m²/an,
• Étanchéité à l'air n50 < 0,6 /h,
• Consommation d'énergie primaire inférieure à 120 kWh/m²/an
II. Choix des éléments constructifs :
1. Murs :
Dans l’optique de choisir des matériaux ayant une résistance thermique acceptable afin de composer
nos parois.
Tout matériau appartenant à la catégorie de produit des isolants thermiques ayant par définitions
doté d’une performance élevée en matière d’isolation. Néanmoins, les valeurs de conductivité
thermiques λ et la palette des choix est large.
Nos parois verticales seront composées de :
a) Les murs en béton cellulaire
Dans la famille « les murs en béton », si on cherche des murs réalisés avec un matériau léger et
respectueux de l'environnement, pas de doute, on cherche les murs en béton cellulaire !

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Les avantages du béton cellulaire
Le béton cellulaire possède de nombreux atouts, dont les plus notoires :
• Pas besoin d'isolation intérieure. Ce matériau est tellement isolant qu'avec des murs en béton
cellulaire posés de façon parfaite, l'isolation par l'intérieur de la maison n'est pas nécessaire ! Grâce
au béton cellulaire, on s'économise des travaux, et on gagne en surface habitable !
• Des économies d'énergie. Le béton cellulaire a une autre capacité intéressante : la journée, les murs
en béton cellulaire absorbent la chaleur, et la restituent le soir quand elle baisse. Avec, à la clé, de
sacrées économies d'énergie !
• Des murs solides, stables mais légers. Logique, qui dit béton dit robustesse et fiabilité dans le temps !
Mais comme ils sont légers, la pose est plus aisée.
Au sein du projet, une contrainte induisant une limitation de l'épaisseur de l'isolant, le choix se portera
sur un produit doté d'une excellente capacité d'isolation, afin de pouvoir atteindre une résistance
thermique élevée. Néanmoins, il convient de préciser que même à faible épaisseur, plusieurs options
existent, dont des matériaux à faible impact environnemental.
Lorsqu'aucune contrainte limitant l'épaisseur de l'isolant n'existe, le choix se basera sur un outil d'aide
au choix tel un système de classification ou une analyse du cycle de vie à l'échelle de l'élément de
construction (voir dossier Cycle de vie de la matière: analyse, sources d'information et outils d'aide au
choix ). Ces outils prennent en compte la quantité de matière nécessaire afin d'atteindre
une résistance thermique donnée, et comparent les matériaux à performance thermique totale égale
et selon l'application.
b) Les panneaux isolant de Polyuréthane :
Les panneaux isolants en mousse rigide de polyuréthane sont principalement destinés à l’isolation sous
chape flottante ou dallage. Support idéal des systèmes de chauffage intégrés dans le sol, ce produit à
très haute performance thermique peut également isoler toitures et murs.
Efficace hiver comme été, le polyuréthane est, à performances égales, 30 à 60% moins épais que les
autres panneaux isolants. En effet, là où d’autres isolants seront déclinés en panneaux de 175 ou 190
mm d’épaisseur, le polyuréthane se contente de 110 mm.

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Les avantages des panneaux de polyuréthane
• Manipulation aisée ;
• Forte résistance thermique ;
• Parement multicouche ;
• Isolant plan ;
• Rainure et languette 4 côtés ;
• Résistance thermique R (m2.K/W) : 1 à 6,50 ;
• Conductivité thermique : 0,022 à 0,028 W/m.K.
Figure 1: Description des parois dans le PHPP
2. Plancher bas :
Notre plancher bas est composé de matériaux nobles que (isolant thermique, une dalle béton) de
manière que les dépenses énergétiques ne dépassent pas les 0.15KW/m².et avec une isolation par le
sol.
Le dallage sera indépendant et ne favorise pas les ponts thermiques ainsi l’est désolidarisé des
façades et des refends qui s’appuient sur les fondations autonomes.

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Les avantages de la dalle sont une épaisseur
moindre et une mise en œuvre rapide
Figure 2: Description du plancher bas dans le PHPP

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3. Toiture terrasse végétalisée
Notre projet comprendra une toiture végétalisée, soucieux notre toiture terrasse constitue une
cinquième façade paysagée et apportera de nombreux avantages tels qu’écologique, esthétique et
économique permettant de
satisfaire à plusieurs critères de la
démarche HQE (Haute Qualité
Environnementale). D’autant plus
qu’aujourd’hui, elles peuvent être
ajoutées sur de nombreux
bâtiments, en construction ou déjà
édifiés. Pour leur création, nous
utilisons plusieurs composants qui
se superposent les uns aux autres,
qui sont durables et respectueux de
l’environnement.
Cette TT sera recouverte d’une La
végétalisation extensive consiste à
créer un écosystème sur un
complexe de culture élaboré de faible épaisseur (3 à 7 cm environ), permettant la réalisation d'un
couvert végétal permanent
Figure 3 : Description de la toiture végétalisée dans le PHPP

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4. L’aspect des façades :
Pour ce projet, nous avons décidé de disposer les fenêtres orientées vers le sud, l’est et l’ouest et très
peu vers le nord afin d’optimiser l’apport de l’énergie solaire (rayonnement) dans notre maison.
Nous equiperont nos fenêtres de Volets à lames orientables.
Figure 4: Volets à lames orientables.
5. Puit canadien :
Nous mettons tout en œuvre afin que nos constructions aient un impact positif sur l’environnement.
Nous disposerons un puit canadien qui utilisera l’inertie du sol avec un regard de visite. Couplée avec
un ventilation mécanique contrôlé (VMC)Le puis canadien c’est un apport de chaleur non négligeable
en hiver ; qui apporte une ventilation naturelle à votre logement. Il profite de la température quasi
constante du sol pour réchauffer ou refroidir cet air de renouvellement avant de l'insuffler dans la
maison.

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Figure 5: puit canadien
III. PHPP.
1. Vérification
Feuille de vérification : Relevé des données du projet
On introduira toutes les données relatives à l’ouvrage
• Comme ça dénomination.
• Adresse, maitres d’ouvrage.
• Hauteur du projet.
• Surface de référence énergétique.
• Le volume bâti et le nombre d’habitant.
• Température intérieure

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Figure 6: feuille de vérification
➢ Le besoin de chauffage annuel est de 10 KWh (m²a) une valeur inferieur à la valeur standard
passif =15 KWh (m²a).

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2. Valeurs U
La feuille des valeurs U répond d’une façon synthétisée dans une liste valeurs U,
• La dénomination des constituants des éléments de construction toitures plates, murs, le
plancher bas.
• Les épaisseurs de chaque constituant structurel.
• Les valeurs U extraite de la feuille valeurs U, par sélection des éléments de construction dans la
feuille surface.
➢ La toiture
• La valeur U obtenu pour la toiture plate est de 0.121 W/ (m².K).
• La toiture plate avec une valeur inférieur à 0.15 W/ (m².K).
Conclusion : La valeur U = 0.121 < 0.15 (La condition vérifiée pour le choix des matériaux et de l’isolant)
➢ Les murs
• La valeur U obtenu pour des murs est de 0.102 W/ (m².K).
Conclusion : La valeur U = 0.102 < 0.15 (La condition vérifiée pour le choix des matériaux et de
l’isolant).
➢ Le plancher bas
• La valeur U obtenu pour des murs est de 0.101 W/ (m².K).
Conclusion : La valeur U = 0.101 < 0.15 (La condition vérifiée pour le choix des matériaux et de l’isolant)

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3. Surfaces
Une saisie des surfaces des parois, de la toiture, des planchers, les surfaces pourront être
introduites en ordre libre.
Figure 7: saisie des surfaces.
4. Déperdition par le sol
Sur la feuille de calcul sol se fera le calcul des déperditions thermiques des éléments de
construction avec une dalle sur terre-plein.
Nous considérons que notre sol est de type « Sable/gravier, sol graisseux humide » avec une
conductivité thermique de 2 [W/(mK)] et une chaleur massique se rapportant au volume Ꝭc de 2
[MJ/(𝑚3K)].

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Figure 8: déperdition par le sol
5. Fenêtres et ombrage :
Le choix d’orientation des fenêtres se fait à l’aide du tableau ci-dessous, ce qui permet au tableur de
connaître le rayonnement et l’orientation des surfaces de fenêtres pour calculer les déperditions de
chaleur mais aussi l’apport solaire.
Nord 0°
Nord-Est 45°
Est 90°
Sud-Est 135°
Sud 180°
Sud-Ouest 225°
Ouest 270°
Nord-Ouest 315°
Figure 9: Tableau des orientations des fenêtres
Pour cela, nous avons privilégié un maximum de fenêtre au Sud pour avoir un apport solaire
important sans oublier de ne pas dépasser les 10 % de surchauffe l’été pour avoir un confort optimal.
Ainsi, nous avons minimisé les fenêtres au Nord.

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Ainsi, le choix de ces fenêtres nous permet d’avoir plus d’apport solaire que de déperditions à
l’année :
Figure 10: apport solaire et déperditions à l’année
De plus, nous rajoutons un ombrage supplémentaire l’été pour éviter une surchauffe du bâtiment qui
pourrait vite devenir désagréable pour les habitants de cette dernière.
Pour le choix de nos vitrage et châssis il a été changé durant toute la période de nos calculs de sorte à
ce qu’on réduise notre besoin en chauffage à (10K/wh(m². a).
6. Ventilation
Pour notre ventilation, nous avons choisis d’installer une VMC double flux qui permet d’avoir le
meilleur rendement pour avoir le besoin en chauffage annuel de 15 kWh/m²an Nous avons choisi une
centrale « VMC équilibrée double flux bât. Passifs » possédant un rendement de récupération de
chaleur de 90%.

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7. Le besoin de chaleur de chauffage
Après les différentes étapes réalisées, nous pouvons observer notre besoin de chauffage annuel
avec le graphique suivant :
Figure 11: apport et déperditions (Bilan de chauffage annuel)
Nous pouvons observer, l’apport solaire compense majoritairement les déperditions et que le besoin
de chauffage est utile seulement de Novembre à fin Mars début Avril.
Enfin nous obtenons notre maison passive tout en respectant le critère.

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8. Diagramme de Glaser
On constate une évolution de la température suivant la largeur du paroi et permet d'estimer
graphiquement le risque de condensation en confrontant la pression de vapeur saturante et la
pression partielle de vapeur à l'interface des composants qui constituent une paroi
9. En conclusion
En faisant le choix de mettre un puit canadien nous pouvons clairement dire que notre bâtiment sera
une maison passif dû au fait que le système qui sera couplée avec une VMC double flux. A notre niveau
on a pas dimensionné la distribution de chaleur c’est-à-dire l’installation de chauffage. Enfin nous
obtenons le résultat que nous souhaitons c’est-à-dire une maison passive respectant le label passive .
intérieur
extérieur
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35
pressiondevapeur
d'eau(Pa)
température (°C)
0
417
833
1250
1667
2083
2500
2917
3333
3750
-10
0
10
20
30
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
pressiondevapeur(Pa)
température(°C)
épaisseur (cm)
température

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