Extrait d'un rapport d'études sur la conception d'une maison à énergie positive (2009)
INTRODUCTION
L’épuisement progressif des ressources en énergie d’origine fossile et le
réchauffement climatique de la planète ont conduit la communauté internationale à
promouvoir des politiques de développement durable. En France, le secteur du bâtiment est le
premier consommateur d’énergie, devant les transports et l’industrie. Il représente 46 % de la
consommation d’énergie globale et 25 % des émissions de gaz à effet de serre. Devant ce
constat alarmant, la France mobilise aujourd’hui plusieurs programmes de recherches visant à
réduire l’impact environnemental et le coût énergétique des bâtiments.
A moyen terme il est possible d’envisager la réalisation de bâtiments à énergie
positive, c’est à dire que sur un bilan de temps définie, produisent plus d’énergie qu’ils n’en
consomment. Néanmoins la construction et/ou la réhabilitation de tels bâtiments passera par la
mobilisation de tous les professionnels du secteur mais aussi par un changement culturel de
nos sociétés.
L’objectif de la maison à énergie positive (MEP) est de pourvoir d’ici 20 à 25 ans à
ses propres besoins en énergie, ceci grâce aux énergies renouvelables. L’énergie non
consommée pourrait être restituée sur le réseau qui deviendrait une immense coopérative de
production.
Dans le but d'encourager la maîtrise de l'énergie et le développement des énergies
renouvelables dans l'habitat individuel, le gouvernement Français accorde, depuis le 1er
janvier 2005, un soutien financier sous la forme d'un crédit d'impôt. Il concerne les
propriétaires, mais aussi les locataires et les occupants à titre gratuit. L'Agence Nationale pour
l'Amélioration de l'Habitat (ANAH) attribue ainsi des subventions aux propriétaires réalisant
des travaux dans des logements qu'ils occupent ou qu'ils louent à titre de résidence principale.
Les travaux doivent permettre :
¾ D’améliorer l'habitat en matière de sécurité, de confort, de salubrité,
¾ D’économiser l'énergie, d’utiliser des énergies renouvelables,
¾ D’améliorer l'isolation acoustique.
S’inspirant d’études conduites sur ce thème, le projet présenté en partie dans ce
document s’intitule «Maison à Energie positive : Partie Thermique». Il a pour but de repartir
d’une maison familiale traditionnelle et concevoir son équivalent en maison à énergie
positive.
La réglementation thermique en vigueur (RT 2005) fixe la consommation pour les
constructions neuves entre 80 et 250 kWh par m² et par an, c’est-à-dire classée en catégorie A
sur l’échelle de logement énergivore. Or, notre maison type est une habitation de type F5
maison individuelle, située à Louviers en Haute Normandie, classée en catégorie C sur cette
échelle, et en catégorie D pour les fortes émissions de gaz à effet de serre (annexe 1). C’est un
cuisine ; prévue pour quatre personnes et raccordée au réseau électrique EDF et à gaz GDF.
L’objectif de cette étude est de :
¾ réduire au maximum la consommation énergétique annuelle,
¾ réduire l’empreinte environnementale de la maison,
¾ produire une énergie plus propre et la revendre au service public.
¾ Rentabiliser nos dépenses sur une période de 10 ans.
Ce travail est subdivisé en 4 parties, la première traite de la revue de la littérature dans
son contexte et ses enjeux, la seconde est consacrée au diagnostique de notre maison
traditionnelle. La troisième propose des résolutions techniques pour la transformer en MEP, et
la dernière porte sur un bilan décennale en évaluant l’amortissement des dépenses. Le
document se termine par une conclusion proposant quelques recommandations et
perspectives.
I- LES CONTRAINTES ENVIRONNEMENTALES
Le dernier rapport rendu par le groupe intergouvernemental d'experts pour l'étude du
climat (GIEC) prévoit une augmentation de la température moyenne de l'atmosphère terrestre
de 1,5 à 6 °C d'ici à la fin du siècle. La valeur réelle dépendra essentiellement de l'importance
et de la date d'application des politiques publiques mises en œuvre par les pays industrialisés.
Les conséquences du réchauffement climatiques sont de plus en plus importantes.
L’une à laquelle on pense en premier est la montée du niveau des mers, avec ses effets
néfastes sur les terres basses côtières (inondations, vulnérabilité aux tempêtes), comme les
Pays-Bas ou les grandes plaines deltaïques (Bangladesh, Louisiane, etc.). Pour limiter celles-
ci et assurer le développement durable de nos sociétés, il est de notoriété admis qu'il faudra
réduire les émissions de gaz à effet de serre à l'échelle de la planète à l'horizon 2050.
II- LA REGLEMENTATION
La loi d’orientation de la politique énergétique de 13 juillet 2005 fixe deux objectifs
forts :
¾ Diviser par 4 les émissions de gaz à effet de serre ;
¾ Couvrir 10 % des besoins énergétiques de la France grâce aux énergies renouvelables.
Cette nouvelle réglementation thermique « RT 2005 » va imposer un effort de 15 %
sur la consommation d’énergie par rapport à la RT 2000. Les bâtiments existants, quant à eux,
sont soumis depuis 2006, à un diagnostic de performance énergétique avant toute vente.
L’objectif de la réglementation thermique des constructions neuves prévoit une amélioration
de la performance de ces constructions d’au moins 15 % à 40 % en 2020, une limitation du
recours à la climatisation et à la demande en électricité.
II -1 Les labels, haute et très haute performance énergétique
Les labels HPE et THPE (Haute et Très Haute performance Energétique) peuvent être
attribués aux constructions dont les consommations sont respectivement inférieures de 10 %
et 20 % aux références classées concernant le chauffage domestique et l’eau chaude sanitaire
(ECS), et assurées par une énergie renouvelable (voir annexe 2).
II -1-1 Deux modalités d’action au choix des acteurs
Le maître d’ouvrage s’engage lors de sa demande de permis de construire à appliquer
les règles de construction et donc la réglementation thermique. Il doit pouvoir justifier du
respect de la RT 2005 :
¾ Soit au moyen d’une étude thermique,
¾ Soit à l’aide de solutions techniques développées par la profession
Aujourd’hui, la démarche d’éco-construction séduit de plus en plus les citoyens et
devient un marché à part entière. Même s’il n’existe aucune obligation légale de « construire
écologique » en France, les projets pilotes se multiplient, la certification se met en place et les
industriels se mobilisent et innovent pour répondre à la demande croissante de leurs clients.
L’enquête 2006 « Caron Marketing » pour EDF, révèle que les Français sont de plus en plus
sensibles au respect de l’environnement et aux performances énergétiques de leur habitat.
L’isolation, le chauffage et les économies d’énergie deviennent des préoccupations
prioritaires.
III- LE PRINCIPE D’UNE MAISON A ENERGIE POSITIVE
Ce principe repose sur deux lignes directives et complémentaires:
¾ La réduction des consommations énergétiques du bâtiment. L’amélioration du confort
autant en été qu’en hiver. Le renforcement des systèmes d’isolation, l’utilisation de
matériaux innovants et l’optimisation de la ventilation et de l’éclairage.
¾ Le développement des capacités de production énergétiques autonomes et propres aux
moyens des matériaux réfractaires, panneaux thermiques, capteurs solaires, ou
géothermie (pompes à chaleur), énergie éolienne ou panneaux photovoltaïques.
III-1 Quelques freins
L’un des freins majeurs que rencontre ce vent d’innovation est lié à la très grande
diversité et au grand nombre d'acteurs du domaine de bâtiment. Cet aspect complique
l’applicabilité et le contrôle du logo HPE. En outre, il est très difficile de sensibiliser les
collectivités locales et les populations à s’investir pour un habitat « intelligent ». En France,
les prototypes de bâtiments HPE sont néanmoins en pleine éclosion. On estime à d’ici la fin
de la prochaine décennie une prise de conscience à plus grande échelle.
III-2 Les initiatives
Certains promoteurs nationaux, développent des logements durables en occurrence
Bouygues Immobilier a livré 44 logements équipés de capteurs solaires et de toits végétalisés
à Obernai dans le Bas-Rhin. Nexity Logement se lance dans la construction de «biologements»
orientés santé et confort. Céquami vient de certifier une quinzaine de constructeurs désormais
porteurs de la marque « NF maison individuelle démarche HQE ».
Les entreprises Arcelor, EDF, GDF et Lafarge se sont associés au CSTB (Centre
Scientifique et Technique du Bâtiment) et à l'ADEME pour créer la fondation de recherche «
Bâtiment-Energie » dont la finalité est de favoriser la création des habitations HPE, en
secteur.
Côté matériaux, les fabricants recherchent et proposent des produits innovants pour
répondre à la demande. Le groupe Lafarge vient de créer un nouveau béton contenant des
fibres organiques. Saint-Gobain mène des recherches sur des vitrages contenant des filtres
permettant de purifier l’air. Parallèlement, on assiste au renouveau de certains matériaux
naturels tels que le chanvre, le coco, la laine de mouton ou encore le bois. En cinq ans, le
nombre de maisons en bois a augmenté de près de 50 %.
En matière d’éco construction, la démarche HQE « Haute Qualité Environnementale »
fait référence ; 4 exigences sont incontournables : la relation bâtiment-environnement,
réduction des nuisances, gestion de l'eau et de l'énergie.
INTRODUCTION
L’épuisement progressif des ressources en énergie d’origine fossile et le
réchauffement climatique de la planète ont conduit la communauté internationale à
promouvoir des politiques de développement durable. En France, le secteur du bâtiment est le
premier consommateur d’énergie, devant les transports et l’industrie. Il représente 46 % de la
consommation d’énergie globale et 25 % des émissions de gaz à effet de serre. Devant ce
constat alarmant, la France mobilise aujourd’hui plusieurs programmes de recherches visant à
réduire l’impact environnemental et le coût énergétique des bâtiments.
A moyen terme il est possible d’envisager la réalisation de bâtiments à énergie
positive, c’est à dire que sur un bilan de temps définie, produisent plus d’énergie qu’ils n’en
consomment. Néanmoins la construction et/ou la réhabilitation de tels bâtiments passera par la
mobilisation de tous les professionnels du secteur mais aussi par un changement culturel de
nos sociétés.
L’objectif de la maison à énergie positive (MEP) est de pourvoir d’ici 20 à 25 ans à
ses propres besoins en énergie, ceci grâce aux énergies renouvelables. L’énergie non
consommée pourrait être restituée sur le réseau qui deviendrait une immense coopérative de
production.
Dans le but d'encourager la maîtrise de l'énergie et le développement des énergies
renouvelables dans l'habitat individuel, le gouvernement Français accorde, depuis le 1er
janvier 2005, un soutien financier sous la forme d'un crédit d'impôt. Il concerne les
propriétaires, mais aussi les locataires et les occupants à titre gratuit. L'Agence Nationale pour
l'Amélioration de l'Habitat (ANAH) attribue ainsi des subventions aux propriétaires réalisant
des travaux dans des logements qu'ils occupent ou qu'ils louent à titre de résidence principale.
Les travaux doivent permettre :
¾ D’améliorer l'habitat en matière de sécurité, de confort, de salubrité,
¾ D’économiser l'énergie, d’utiliser des énergies renouvelables,
¾ D’améliorer l'isolation acoustique.
S’inspirant d’études conduites sur ce thème, le projet présenté en partie dans ce
document s’intitule «Maison à Energie positive : Partie Thermique». Il a pour but de repartir
d’une maison familiale traditionnelle et concevoir son équivalent en maison à énergie
positive.
La réglementation thermique en vigueur (RT 2005) fixe la consommation pour les
constructions neuves entre 80 et 250 kWh par m² et par an, c’est-à-dire classée en catégorie A
sur l’échelle de logement énergivore. Or, notre maison type est une habitation de type F5
maison individuelle, située à Louviers en Haute Normandie, classée en catégorie C sur cette
échelle, et en catégorie D pour les fortes émissions de gaz à effet de serre (annexe 1). C’est un
duplex de 138 m², reparti sur 4 chambres à coucher, 1 salon, 1salle à manger, 2 douches et 1
cuisine ; prévue pour quatre personnes et raccordée au réseau électrique EDF et à gaz GDF.
L’objectif de cette étude est de :
¾ réduire au maximum la consommation énergétique annuelle,
¾ réduire l’empreinte environnementale de la maison,
¾ produire une énergie plus propre et la revendre au service public.
¾ Rentabiliser nos dépenses sur une période de 10 ans.
Ce travail est subdivisé en 4 parties, la première traite de la revue de la littérature dans
son contexte et ses enjeux, la seconde est consacrée au diagnostique de notre maison
traditionnelle. La troisième propose des résolutions techniques pour la transformer en MEP, et
la dernière porte sur un bilan décennale en évaluant l’amortissement des dépenses. Le
document se termine par une conclusion proposant quelques recommandations et
perspectives.
I- LES CONTRAINTES ENVIRONNEMENTALES
Le dernier rapport rendu par le groupe intergouvernemental d'experts pour l'étude du
climat (GIEC) prévoit une augmentation de la température moyenne de l'atmosphère terrestre
de 1,5 à 6 °C d'ici à la fin du siècle. La valeur réelle dépendra essentiellement de l'importance
et de la date d'application des politiques publiques mises en œuvre par les pays industrialisés.
Les conséquences du réchauffement climatiques sont de plus en plus importantes.
L’une à laquelle on pense en premier est la montée du niveau des mers, avec ses effets
néfastes sur les terres basses côtières (inondations, vulnérabilité aux tempêtes), comme les
Pays-Bas ou les grandes plaines deltaïques (Bangladesh, Louisiane, etc.). Pour limiter celles-
ci et assurer le développement durable de nos sociétés, il est de notoriété admis qu'il faudra
réduire les émissions de gaz à effet de serre à l'échelle de la planète à l'horizon 2050.
II- LA REGLEMENTATION
La loi d’orientation de la politique énergétique de 13 juillet 2005 fixe deux objectifs
forts :
¾ Diviser par 4 les émissions de gaz à effet de serre ;
¾ Couvrir 10 % des besoins énergétiques de la France grâce aux énergies renouvelables.
Cette nouvelle réglementation thermique « RT 2005 » va imposer un effort de 15 %
sur la consommation d’énergie par rapport à la RT 2000. Les bâtiments existants, quant à eux,
sont soumis depuis 2006, à un diagnostic de performance énergétique avant toute vente.
L’objectif de la réglementation thermique des constructions neuves prévoit une amélioration
de la performance de ces constructions d’au moins 15 % à 40 % en 2020, une limitation du
recours à la climatisation et à la demande en électricité.
II -1 Les labels, haute et très haute performance énergétique
Les labels HPE et THPE (Haute et Très Haute performance Energétique) peuvent être
attribués aux constructions dont les consommations sont respectivement inférieures de 10 %
et 20 % aux références classées concernant le chauffage domestique et l’eau chaude sanitaire
(ECS), et assurées par une énergie renouvelable (voir annexe 2).
II -1-1 Deux modalités d’action au choix des acteurs
Le maître d’ouvrage s’engage lors de sa demande de permis de construire à appliquer
les règles de construction et donc la réglementation thermique. Il doit pouvoir justifier du
respect de la RT 2005 :
¾ Soit au moyen d’une étude thermique,
II -1-2- Enjeux économiques
¾ Soit à l’aide de solutions techniques développées par la profession
Aujourd’hui, la démarche d’éco-construction séduit de plus en plus les citoyens et
devient un marché à part entière. Même s’il n’existe aucune obligation légale de « construire
écologique » en France, les projets pilotes se multiplient, la certification se met en place et les
industriels se mobilisent et innovent pour répondre à la demande croissante de leurs clients.
L’enquête 2006 « Caron Marketing » pour EDF, révèle que les Français sont de plus en plus
sensibles au respect de l’environnement et aux performances énergétiques de leur habitat.
L’isolation, le chauffage et les économies d’énergie deviennent des préoccupations
prioritaires.
III- LE PRINCIPE D’UNE MAISON A ENERGIE POSITIVE
Ce principe repose sur deux lignes directives et complémentaires:
¾ La réduction des consommations énergétiques du bâtiment. L’amélioration du confort
autant en été qu’en hiver. Le renforcement des systèmes d’isolation, l’utilisation de
matériaux innovants et l’optimisation de la ventilation et de l’éclairage.
¾ Le développement des capacités de production énergétiques autonomes et propres aux
moyens des matériaux réfractaires, panneaux thermiques, capteurs solaires, ou
géothermie (pompes à chaleur), énergie éolienne ou panneaux photovoltaïques.
III-1 Quelques freins
L’un des freins majeurs que rencontre ce vent d’innovation est lié à la très grande
diversité et au grand nombre d'acteurs du domaine de bâtiment. Cet aspect complique
l’applicabilité et le contrôle du logo HPE. En outre, il est très difficile de sensibiliser les
collectivités locales et les populations à s’investir pour un habitat « intelligent ». En France,
les prototypes de bâtiments HPE sont néanmoins en pleine éclosion. On estime à d’ici la fin
de la prochaine décennie une prise de conscience à plus grande échelle.
III-2 Les initiatives
Certains promoteurs nationaux, développent des logements durables en occurrence
Bouygues Immobilier a livré 44 logements équipés de capteurs solaires et de toits végétalisés
à Obernai dans le Bas-Rhin. Nexity Logement se lance dans la construction de «biologements»
orientés santé et confort. Céquami vient de certifier une quinzaine de constructeurs désormais
porteurs de la marque « NF maison individuelle démarche HQE ».
Les entreprises Arcelor, EDF, GDF et Lafarge se sont associés au CSTB (Centre
Scientifique et Technique du Bâtiment) et à l'ADEME pour créer la fondation de recherche «
concevant et en réalisant des modèles pour sensibiliser les particuliers et les professionnels du
Bâtiment-Energie » dont la finalité est de favoriser la création des habitations HPE, en
secteur.
Côté matériaux, les fabricants recherchent et proposent des produits innovants pour
répondre à la demande. Le groupe Lafarge vient de créer un nouveau béton contenant des
fibres organiques. Saint-Gobain mène des recherches sur des vitrages contenant des filtres
permettant de purifier l’air. Parallèlement, on assiste au renouveau de certains matériaux
naturels tels que le chanvre, le coco, la laine de mouton ou encore le bois. En cinq ans, le
nombre de maisons en bois a augmenté de près de 50 %.
En matière d’éco construction, la démarche HQE « Haute Qualité Environnementale »
fait référence ; 4 exigences sont incontournables : la relation bâtiment-environnement,
réduction des nuisances, gestion de l'eau et de l'énergie.
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