Construire des maisons

Parly, près d'Auxerre, ce jeunecouple avec enfant avait défini uncahier des charges de manièreplutôt simple. Une maison de100 m2 habitables, trois cham-

bres, une construction passive, voire àénergie positive. Le tout pour un budgetde moins de 200 000 €. Le projet avaitété lauréat de l'appel à projets lancé en2008 par la Région Bourgogne, portantsur les constructions à énergie positive.Le travail de conception a été confié auxarchitectes auxerrois Benoît Bazerolles etJean-Pierre Bosquet, associés et mem-bres de la coopérative des Architecteurs.Ils ont été accompagnés par l'ingénieurthermicien suisse Dusan Novakov, spé-cialiste des constructions au standard Mi-nergie. Leur objectif : réaliser une maisonexemplaire, la plus performante possible.Premier chantier, travailler l'enveloppe del'ouvrage. Ici les fondations ont été réa-lisées en maçonnerie. La coupe sur la fi-gure 2 (page 58) présente le modeconstructif choisi pour assurer la rupturethermique entre ces fondations et la dallede rez-de-chaussée. La semelle périmé-trique et les murs de soutien en bétonont été remblayés avec de la graveconcassée calcaire. Ce sol est ensuitecouvert de 25 cm de polystyrène extrudé

d'un lambda de 0,0305. Cet isolant estrevêtu d'une membrane réfléchissantepolyéthylène aluminium – avec le film ré-fléchissant vers le haut. Enfin, une dallede 15 cm d'épaisseur a été coulée ; cettedalle est équipée d'un plancher chauffantbasse température.

Un travail de conception a porté sur laréalisation d’une rupture de pont ther-mique entre ces fondations et le rez-de-chaussée. À l'interface entre le sol et laconstruction, il a été monté un pourtourde blocs de béton cellulaire de 15 cm

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Comment construire performant ? Voici la description de deuxexemples : l'un avec une grande maison dans la banlieue ouest deParis, l'autre avec un module plus modeste à quelques kilomètresd'Auxerre. Des choix techniques très différents – l'un en vecteur eauchaude, l'autre en vecteur air - pour un résultat qui veut être optimal.

À

CHANTIER

Parly, dans l’Yonne. Cette maison de100 m2 en structure bois sur dalle bétonaffiche des besoins thermiquesde l'ordre de 3 kW/m2.an.

Isoler, les éner

Le chauffage par plancher chauffant est régulé par le système Combimix d'Ivar. Ce module, placéau centre de la régulation, adapte, sans perte de calories, le flux issu du circuit primaire aux besoinsdes planchers chauffants (à gauche) et du circuit radiateur de la salle de bains (à droite).

individuelles sobres

d'épaisseur au-dessus des trois rangs deblocs béton, ceci pour interrompre toutetransmission thermique. Et de manièrecourante, tout le périmètre de fondationest protégé par une feuille drainante.

Isolation et étanchéitéLa construction est réalisée en structurebois isolée. Les éléments de charpenteet d'ossature fixés mécaniquement ontété chargés de trois lits d'isolant : unpremier de 8 cm, en laine de roche,placé côté extérieur, sur le pare-pluie,pour couvrir le contreventement despanneaux ; un lit intermédiaire de 12 cmen laine de verre de type Ecose deKnauf d'un lambda de 0,032 ; et un litintérieur de 6 cm en laine de bois d'unlambda de 0,04, fixé après la pose dufrein vapeur et revêtu par un BA13. Cedernier lit permet aussi le passage desréseaux de fluides et assure l'isolationde dalle. Pour respecter ces prescrip-tions, tous les plans des points singu-

liers ont été fournis aux opérateurs àl'échelle 1.Dernier travail d'isolation : la toiture hori-zontale. La charpente est chargée dedeux lits d'isolant : un premier de 28 cmde laine de verre Ecose de Knauf d'unlambda de 0,035, et un second de 15 cmd'épaisseur en laine de roche, d'unlambda de 0,04.L'enveloppe est complétée de menuise-ries extérieures dotées de fenêtres à triplevitrage du fabricant allemand Striegel.Ces composants utilisés sur les construc-tions Passivhaus offrent un niveau de dé-perditions thermiques total (Uw) de0,72 W/m2/K ; le niveau de déperditionsdu vitrage (Ug) est de 0,61 W/m2/K.Cette construction a permis d'atteindre unniveau de fuite de 0,52 vol/h, et le niveauglobal de déperditions de l'enveloppe(Ubat) est calculé à 0,16 W/m2/K.Une telle enveloppe réclame un besoin dechauffage de 3 kWhep/m2.an. Pour cou-vrir cette demande et celle de l'eauchaude sanitaire, l'équipement techniquerepose sur un système solaire couplé à unpoêle à bois équipé d'un bouilleur ; en se-cond lieu, la maison est entièrement ven-

tilée par une centrale double flux.À ce sujet, Dusan Novakov a opté pour unmatériel Autogyre. Seule différence de ceproduit implanté ici avec celui du cata-logue : les moteurs et turbines d'origineont été substitués par des équipementsEBM-Papst dont les moteurs permettentde réduire la demande d'énergie de 36 à9 W. Cette centrale est aussi reliée à uneboucle géothermique d'eau glycolée quiapporte un complément thermique en étéet en hiver. Une solution globale et adap-tée sur site qui, selon Dusan Novakov, re-vient moins cher que la plupart dessolutions de ventilation double-flux dumarché.

Une énergie principalementsolaire

L'installation solaire est dimensionnéepour fournir la quasi-totalité des besoinsd'eau chaude sanitaire et de chauffage.Façade sud, trois panneaux plans, soit7 m2, alimentent un ballon Thekal de1 000 l placé au centre de la construction,dans une buanderie dédiée à la gestiontechnique de la construction. Ce ballon

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CHANTIER

étancher et exploiter gies avec rigueur

La Celle-Saint-Cloud (Yvelines). Cette maison de 250 m2 basse consommation est entièrementréalisée en structure bois sur vide sanitaire. Son chauffage est assuré par un double systèmeRibo séquentiel qui associe diffusion par air et ventilation.

Construction développée dans le cadre d'unappel à projets européen, la maison privéede Parly sera suivie durant deux ans. Auprogramme des mesures régulièrement effec-tuées : la production d'énergie photovol-taïque, mais aussi la part d'énergie apportéeen hiver par le solaire et par le poêle à boisavec son bouilleur. Parmi les consommationsqui sont surveillées : les apports par le radia-teur électrique complémentaire dans la sallede bains et les besoins de la VMC double-flux ; celle-ci était promise pour un rendementde 85 %.Autre point qui sera vérifié dans deux ans :l'étanchéité à l'air. Si une double vérificationdevait être faite avant la remise des clés,seule la vérification intermédiaire a pu êtremenée à bien. Le test définitif n'a pu êtreeffectué, par manque de temps. Il a étéconvenu de le reporter à la fin de la périodede mesure des consommations de la construc-tion pour vérifier ainsi le vieillissement de lastructure.

Parly : uneconstruction suiviependant deux ans

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CHANTIER C o n s t r u i r e d e s m a i s o n s i n d i v i d u e l l e s s o b r e s

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La buanderie au centre de la construction rassemble un ballon de 1 000 l, la régulation de chauffage, la distribution d'eau chaude sanitaire, l'équipe-ment de gestion de l'énergie électrique issue des panneaux photovoltaïques et les compteurs d'énergie.

Figure 1. Auxerre : la distribution des espaces

Le volume de la construction est fortement isolé : de la grave calcaire surle sol naturel, 25 cm de polystyrène sur le sol, et une étanchéité à l'aircontinue.

Figure 2. Isolation et étanchéité

L'interface entre le terrain naturel et la construction estisolée par un rang de blocs en béton cellulaire. La struc-

ture bois est chargée d'un complexe de trois typesd'isolant : laine de roche, laine de verre, laine de bois.

Figure 3. Un complexe d'isolation optimal

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est à double enveloppe : un volume de750 l stocke les calories issues des cap-teurs ; dans la même enveloppe, un bal-lon immergé de 200 l produit l'eau chaudesanitaire.L'alimentation des planchers chauffantsen eau à 28 °C, voire à 26 °C, est géréedepuis ce ballon par le système de régu-lation Combimix de l'Italien Ivar. Il sert sixboucles de chauffage et un radiateur, celuide la salle de bains, par ailleurs équipéed'un mur chauffant. Intérêt de ce maté-riel : la présence de thermostats motori-sés sur chaque boucle permet de gérerprécisément l'ambiance et de gérer encontinu la ressource d'eau issue du ballonainsi que l'eau de retour de boucle, pouroptimiser l'émission de calories.La production d'eau chaude sanitaire re-pose essentiellement sur les apports so-laires, mais elle peut être soutenue dedeux manières. En hiver, la mise enmarche du poêle à bouilleur lors des joursles plus froids apporte de l'énergie pourl'ESC. Par ailleurs, une résistance élec-trique a été prévue pour compléter le be-soin.Pour augmenter les possibilités de pro-duction d'énergie de cette construction,une toiture photovoltaïque avait été initia-lement dessinée dans le projet. Mais elleétait difficile à intégrer. Un appentis a

donc été construit à quelques mètres dela maison. Les dix-huit panneaux, soitpratiquement 30 m2 de captage, sont re-liés à un onduleur placé dans la buanderiecentrale, près des tableaux électriques etde comptage énergétique dont est mailléel'habitation. Au bilan, cette maison afficheun niveau positif, avec un coefficient deconsommation de - 22,74 kWh/m2.an parrapport à la réglementation thermique.

La Celle-Saint-Cloud : 250 m2

basse consommation air/airCette maison de 250 m2 construite en os-sature bois tranche avec les pavillons plusbourgeois de cette banlieue ouest pari-sienne. D'environ 140 m2 au rez-de-chaussée et de 110 m2 à l'étage, cetterésidence à faible inertie construite aucœur de la Celle-Saint-Cloud opte pourune solution thermique tout air.Réalisée par l'entreprise locale Confialis,elle reprend des principes de constructioncouramment appliqués au Canada (voir lafigure 4) : des panneaux de façades pro-duits industriellement, une isolation enfibre de bois de 14 cm, protégée intérieu-

rement par un frein vapeur et extérieure-ment par un pare-air Tyvek, un traitementdu périmètre extérieur des planchers derez-de-chaussée et d'étage par un isolanten laine de roche de 14 cm et par un iso-lant rigide sous bardage de 5 cm ; deuxlits de 14 cm de laine de roche en toiture...Le premier test d'étanchéité a livré unevaleur très appréciable de 0,28 vol/h.Il s'agit en fait d'un système constructifque le canadien Faberca diffuse partoutdans le monde. Les éléments produits lo-calement sont convoyés par conteneurs.

Particularité de ce fournisseur : il a aban-donné l'OSB, panneau à grandes parti-cules orientés, et opté pour le plywood,un lamellé collé plus stable et moins sen-sible à l'humidité.Sur le plan strictement thermique, Confia-lis a retenu le système thermodynamiqueRibo dit séquentiel qui associe une tech-nologie air/air et la ventilation des vo-lumes. Pour Lynda Roy, directricecommerciale de Confialis, cette solutionest semblable à celle air/air courammentexploitée au Canada.

CHANTIER

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C o n s t r u i r e d e s m a i s o n s i n d i v i d u e l l e s s o b r e s

L'unité intérieure en cours de paramétrage. Ellereçoit les liaisons frigorifiques de l'unité exté-rieure et, par-dessous, la liaison aéraulique avecla prise d'air neuf. La diffusion s'effectue pardes gaines dans les plénums des circulations.

Le mouvement des registres des bouches estcommandé par des vérins animés par de la géla-tine chauffée par une micro-résistance. Un prin-cipe fiable qui évite les courts cycles.

La diffusion est assurée par des bouches à regis-tre variable.

Les données enregistrées sur une carte à puce sont reportées dans la régulation du système.

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Associer pompe à chaleuret ventilation

Deux groupes extérieurs alimentent laconstruction, l'un de 8 kW pour le rez-de-chaussée, l'autre de 5 kW pour l'étage.Chacun d'eux est relié à une unité inté-rieure d'échange. Ces unités sont consti-tuées d'une batterie et d'une ventilationcentrifuge à vitesse variable. Elles sontaussi reliées, par le dessous, à la bouched'entrée de ventilation du logement (avecfiltration G3).Cette installation combine la diffusion decalories selon le besoin du volume par unréseau aéraulique, et la ventilation dulocal par optimisation du renouvellementd'air.Cette génération de matériel Ribo se dis-tingue essentiellement par la gestion del'ambiance. Préalablement à l'installa-tion, l'unité intérieure est paramétrée àl'aide d'une carte à puce qui transfèrel'ensemble des données de base de

l'installation, préalablement saisies surune interface de logiciel : le nombre debouches dans le logement, le débit parbouche, le fonctionnement en séquentiel(c'est-à-dire avec mélange d'air neuf etd'air repris ou introduction plus impor-tante d'air neuf), les limitations de tem-pérature, l'application d'un mode réver-sible ou non... L'électronique de gestionpermet de suivre les besoins selon unpas paramétrable de 1 à 240 secondes ;généralement, le délai choisi est de 10secondes.Par ailleurs, chaque pièce est équipéed'un thermostat d'ambiance et d'une ouplusieurs bouches de diffusion à registremotorisé. Ces thermostats, via le coffretinstallé sur l'unité intérieure, gèrent l'en-semble de la boucle de confort : la de-mande de confort (chaleur ou rafraî-chissement), le calcul du débit par vi-tesse variable, le brassage de ventilationdes locaux : le taux minimal est fixé à5 vol/h, avec 0,5 vol/h d'air neuf. Le

mode séquentiel de Ribo assure en faitun fonctionnement en tout air neuf du-rant 5 min/h.L'un des points forts du système est laréactivité des bouches à vérin motorisé,doté d'une ampoule de gélatine chaufféepar une micro-résistance alimentée en12 V. Cette solution connue depuis plu-sieurs années a été implantée sur cechantier ; elle permet d'éviter les courtscycles d'ouverture-fermeture.Au bilan, cette construction promise pourun niveau BBC est annoncée pour un coûtd'exploitation de 2,16 €/m2.an au rez-de-chaussée, et de 2,2 €/m2.an à l'étage. Desrésistances électriques ont été installéesdans les unités intérieures, mais leur usagedevrait être limité à sept jours dans l'année.

CHANTIER C o n s t r u i r e d e s m a i s o n s i n d i v i d u e l l e s s o b r e s

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À Parly● Maîtrise d’œ uvre privée● Architectes : Bosquet Bazerolles Architecteurs.

● Terrassement, réseau, maçonnerie, carrelage : Collot, à Beauvoir (Yonne).

● Charpente, ossature bois et isolation : Catoire, à Montigny- la-Resle (Yonne).● Étanchéité : SMAC, à La Chapelle- Saint-Luc (Aube).

● Plomberie chauffage : Ziegler, à Paron (Yonne).

● Électricité : Apagelec, à Saint- Georges-sur-Baulche (Yonne).

● Menuiserie extérieure et ventilation : Architecteurs, à Auxerre (Yonne).

● Menuiserie intérieure, plâtrerie, isolation : Baffy, à Auxerre (Yonne).Caractéristiques principales : 90 m2, plus10 m2 de «nid», une pièce de jeux pourenfants et annexe de 14 m2 sous l'appen-tis photovoltaïque. Besoins de chauffageestimés : 3 kW. Étanchéité à l'air àn50 = 0,52 m3/h.m2.Coût des travaux : 190 000 €.

À La-Celle-Saint-Cloud● Maîtrise d’œ uvre privée● Constructeur : Confialis Patrimoine.● Architecte : Brigitte Varrall.● Ingénierie : No Watt.● Installation thermique : Ribo.● Installation électrique : Sge2i.Caractéristiques principales : 250 m2.Consommation d'énergie estimée :50,1 kWh/m2.an.Étanchéité à l'air à n50 = 0,45 m3/h.m2.Coût des travaux : environ 2 500 €/m2.

Les acteursdes chantiers

Figure 4. La-Celle-Saint-Cloud : isolation et étanchéité

Les éléments préfabriqués sont isolés par 14 cm de laine de roche. Les nez de dalle en structurebois sont protégés des ponts thermiques par l'ajout de 5 cm d'isolant rigide.