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La maison passive en chanvre du Centre-Bretagne.

Chronologie Conception et permis de construire en 2010. Démolition en 2011. Construction d’avril 2012 à octobre 2014.

Jacques et Martine ont réalisé la plus grande partie de leur vie professionnelle dans leur entreprise familiale de bâtiment.Quand ils ont projeté de construire une maison pour leur retraite, il leur a semblé naturel de viser haut, en termes de performance énergétique, de qualité environnementale et de confort intérieur. C’est pourquoi ils ont imaginé une maison passive, bâtie avec de la chaux et du chanvre.

Présentation

Saint Brieuc

Quimper

Vannes

RennesLoudéac

Carimalo

Vue d’ensemble - Photo © études ET chantiers

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Plan de masse © Menguy Architectes

Le maître d’ouvrage a découvert toutes les qualités du chanvre dans la construction à l’occasion du projet européen Inater’ (www.inater.net). Au contact d’experts internationaux de l’écoconstruction, il a compris que la maison du futur serait ultra-économe en énergie, confortable, saine et respectueuse de l’environnement. Le cahier des charges de son projet personnel était ambitieux : un terrain de 625 m² très étroit, en centre-ville (commune de 10 000 habitants) ; la volonté de faire travailler ensemble toutes les parties prenantes selon un processus de conception intégrée ; la nécessité de former les ouvriers à l’écoconstruction et le souhait, enfin, de travailler en partenariat avec une association d’insertion par l’activité. Avec la collaboration de l’architecte, un bâtiment de 280 m² de surface habitable a pris forme, orienté sud/sud-ouest, sans ouverture à l’est (limite de propriété). Des baies et puits de lumière sont positionnés au sud. Malgré l’objectif de performance énergétique, qui aurait pu contraindre l’écriture architecturale, le cabinet Menguy est parvenu à dessiner un bâtiment original. L’ensemble du bâtiment, sous-sol inclus, est passif et tout le rez-de-chaussée est accessible aux personnes à mobilité réduite.

Contexte

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Système constructifLe sous-sol en béton a été coulé au sein d’une enveloppe isolante en mousse de polystyrène extrudée rigide, spécialement conçue pour les radiers ( jackodur - Allemagne). L’ensemble repose sur un drain équipé d’une pompe de relevage. En surface du sol, une ossature bois (300 mm) a été élevée pour servir de structure, doublée d’une seconde ossature de poutres en « I » (Steico wall).Un béton isolant de chaux et de chanvre, posé manuellement par banchage, a été intégré dans l’ossature, à la fois dans les parois verticales et la toiture. La mise en œuvre a respecté les règles professionnelles françaises d’exécution d’ouvrages en béton de chanvre. L’isolation des murs principaux a été renforcée par de la fibre de bois sous forme de laine semi-rigide et de panneau semi-rigide coté extérieur. Les cloisons intérieures sont isolées en laine de bois parée de plaques de gypse (fermacell).

A l’intérieur,  la plupart des finitions des murs verticaux sont des enduits à la chaux recouvert d’un enduit argile de décoration. Côté extérieur, un bardage en épicéa pigmenté (20 mm – naturellement classe 3) ou un enduit mince Parex Lanco (12 mm) recouvrent l’enveloppe, en fonction des façades.Les menuiseries sont en triple vitrage, de types différents selon l’exposition.Deux cuves de 5 m3 d’eau pluviale, équipées d’un gestionnaire d’eau, servent à l’arrosage extérieur et l’alimentation des wc.Une pompe à chaleur air/eau (Viessman) alimentée par des panneaux solaires satisfait aux besoins en chauffage (plancher chauffant basse température) et en eau chaude sanitaire. La  ventilation  double  flux  est assurée par un appareil allemand Paul-ventilation avec un rendement de chaleur à 93% à 200 m3/ heure.Le bâtiment est équipé d’un système domotique (My home de chez LEGRAND) qui gère notamment : la vidéophonie, l’anti-intrusion, l’éclairage, la régulation thermique

Composition de l’isolation - Photo © Jacques Carimalo

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par pièce et la consommation électrique. Les boitiers électriques sont étanches à l’air grâce à la pose de rubans adhésifs (Proclima).Il n’a pas été possible d’extraire ou de stocker des matériaux du terrain du fait de l’étroitesse de celui-ci. La laine de bois a été fabriquée en France et en Pologne. Le bois de douglas provient de France. Le Jackodur et les poutres Steico ont été produits en Allemagne. Le chanvre provient de Belgique. Détail de la toiture (de l’intérieur vers l’extérieur) : lambris douglas raboté et contre-liteau - pare-poussière - pare-vapeur - béton de chaux-chanvre (15 cm) - laine de chanvre (30 cm) - lame d’air - volige (2 cm) - pare-pluie - zinc.Détail des parois extérieures : enduit argile (2 mm) sur une couche de chaux-sable (12 mm) - béton de chaux-chanvre et ossature bois (300 mm) - laine de bois et poutre Steico-wall (160 mm) -  fibre de bois rainuré (60 mm) - enduit mince Parex Lanco (12 mm) ou bardage bois (20 mm).

Focus technique : Le béton de chaux et de chanvre banchéLe chanvre utilisé sur le chantier provient de Belgique (Prohemp) car  il  a  été  plus  facile  de  certifier les données exigées par le bureau d’études thermique dans le cadre de la certification Passiv’Hauss.Il s’agit d’une paille de chanvre non défibrée (55% de chènevotte et 28% de  fibres)  avec  une  longueur  de chènevotte particulièrement élevée de 35 mm.La chaux utilisée est un mélange pré-formaté composé de chaux aérienne (70%), de pouzzolane (15%), de ciment (10%) et de pierre de calcaire (5%), vendu sous l’appellation « Tradical PF 70 ». Elle est référencée dans les règles professionnelles de construction en chanvre.Le béton de chaux et de chanvre est plus ou moins dosé selon les types d’ouvrages et les performances isolantes recherchées. Exemples : 220 kg de liant par m3 en murs contre 110 kg en toiture et 600 kg en enduit. Réglementairement, le béton de chaux-chanvre n’est pas un isolant (conductivité thermique de 0.06 en toiture et 0.072 en mur). Ses propriétés « isolantes » résultent de performances très élevées en matière d’effusivité thermique, de

Chanvre banché - Photo © Jacques Carimalo

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diffusivité thermique et de gestion de l’hygrométrie. Il a donc été complété avec de la laine de bois, à l’extérieur, car le logiciel de référence, dans la construction passive, aurait imposé le cas échéant une épaisseur plus importante pour la paroi de chanvre.Le béton de chaux-chanvre est un très bon isolant acoustique et lutte  efficacement  contre  les  pics de chaleur estivaux grâce à un phénomène de changement de phase.Il  bénéficie  aussi  d’une  énergie grise «négative » car le chanvre est la plante qui concentre le plus de CO2 pour sa croissance (135

kg de CO2 séquestré par m3 de béton de chanvre) et le mélange chaux-chanvre nécessite très peu d’énergie grise pour sa préparation.La méthode du banchage a été choisie pour sa simplicité et sa proximité avec les méthodes traditionnelles de maçonnerie. La mise en œuvre a d’ailleurs été assurée, en partie, par des personnes éloignées de l’emploi, dans le cadre d’un chantier de formation expérimental. Les sessions de formation sur chantier ont été animées par un expert en chanvre belge. C’est l’enduit à la chaux qui sert de membrane d’étanchéité car le béton de chaux-chanvre est perméable à l’eau et à l’air. La contrainte la plus importante

Structure bois et chaux chanvre banché - Photo © Jacques Carimalo

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Les freins & les leviersPour  l’architecte,  le  défi  principal a consisté à dessiner un bâtiment dynamique et esthétique, autorisant la performance thermique sans se limiter à une forme en cube. Ensuite, sur chantier, la contrainte la plus importante a été le terrain lui-même : du fait de sa largeur de 12 m, de son positionnement en centre-ville et d’un mur mitoyen, certaines phases de chantier ont été réalisées sur la propriété du voisin.

Banchage du chaux chanvre - Photo © Nicolas Le Duin - Constructys Bretagne

Par ailleurs, l’espace disponible a imposé de maîtriser l’épaisseur des murs, et donc exclu le matériau «  botte  de  paille  »,  au  profit  du complexe béton de chanvre / laine de bois.Sur le plan technique, de nombreux points de détail ont fait l’objet d’une attention particulière. Par exemple, le pin douglas génère de l’acidité  naturelle  (pH  de  2,9)  qui peut entraîner la dégradation des clous de fixation ou des toitures en zinc. Des  clous  spécifiques    et une membrane de polyéthylène pour la couverture ont donc été employés.En matière de sécurité, un seul échafaudage permanent a été mis à disposition de l’ensemble des corps d’état, validé par l’Organisme

dans l’utilisation d’un béton de chanvre est la gestion de l’humidité. Compte-tenu de sa capacité à emmagasiner l’eau et des temps de séchage requis, il faut absolument effectuer la pose par temps sec, avec une température estivale.

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Professionnel de Prévention du Bâtiment et des Travaux Publics.La durée des travaux aura été assez longue, permettant ainsi d’évaluer les solutions techniques et de former les personnels intervenants. Sur le plan économique, les installations de sécurité, les mesures pour l’accessibilité et le temps de formation de l’ensemble des acteurs ont fait augmenter les coûts.Au sujet des compétences professionnelles : l’architecte a suivi des formations sur la norme «  Passivhaus  »  et  l’outil  «  PHPP  » (Passive  House  Planning  Package), en plus de nombreux voyages et rencontres (association Bâtiment Santé Plus, association HQE…).Les charpentiers, électriciens, plombiers et maçons du chantier, en plus des ouvriers en insertion, ont

bénéficié de stages sur le béton de chaux-chanvre. Le couvreur a aussi suivi un perfectionnement sur le zinc et sur l’étanchéité (Sika) pour la toiture terrasse végétalisée. Tous les ouvriers de l’entreprise générale de travaux ont fait une formation aux économies d’énergie dans le bâtiment (FEE Bat). Certains ont appris la pose en tunnel des fenêtres avec raccordement sur enduit chaux et la pose d’une VMC double-flux (fournisseur).Le processus de conception intégrée a favorisé les échanges, notamment entre le bureau d’étude et les différents techniciens, par exemple sur l’analyse des ponts thermiques.Le maître d’ouvrage, lui-même technicien de formation, s’est formé à l’écoconstruction grâce au projet européen Inater’ puis sur l’outil PHPP. 

Intérieur - Photo © Jacques Carimalo

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ContactConstructys Bretagnewww.constructys-bretagne.fr

Intervenants Maître d’ouvrage : Martine et Jacques CarimaloArchitecte : Menguy architectes (Vannes - 56)Entreprise générale : Carimalo constructions (Loudéac - 22)Chantier de formation expérimental : études ET chantiers (Rennes - 35)Expert en béton de chanvre : Evia Partners (Ottignies – Belgique)Bureau d’étude thermique : Energelio (Seclin - 59)

Coûts Terrain : 32 500 €. Contrat constructeur : 395 000 € TTC soit 1 411 €/m² TTC

La maison est conçue pour être passive (besoins en énergie de chauffage et en eau chaude sanitaire de 13 kWh/m².an ; étanchéité à l’air : n50 < 0,6 h-1 ; consommation « totale » d’énergie de la maison < 120 kWhep/m².an).La conception du projet s’est appuyée sur une étude thermique. Une simulation dynamique de la migration d’humidité dans les parois a été effectuée avec le logiciel WUFI.Enfin, une étude du système constructif par  le calcul du point de  rosée, le calcul Sd des parois et une étude acoustique sont venus compléter les travaux préparatoires qui ont servis à l’exécution des tâches.

Performances globalesSalon - Perspective © Myriam Tomas - Intérieur AV