construire bio climatique

C A U E

ERIC A. ALBISSER - ARCH. MAISON PPS - 68

D U

CONSTRUIRE BIO-CLIMATIQUE

> PRINCIPES PERFORMANCIELS

> PRINCIPES BIOCLIMATIQUES

L'architecture bioclimatique intègre les principes de base de la performance thermique de l'enveloppe d'un bâtiment : isolation renforcée, réduction des ponts thermiques, bonne étanchéité à l'air, ventilation contrôlée.

L'architecture bioclimatique cherche à limiter les besoins en éclairement, en chauffage ou en rafraîchissement par une bonne gestion des apports solaires :

toiture 30%

F I C H E

ponts therm. 5%

ventilation 20%

fenêtres 13% murs 25%

Une isolation par l'extérieur permet de limiter les ponts thermiques

sol : 7% Valeurs moyennes de répartition des déperditions. Source : ADEME

> PRINCIPES SANITAIRES ET ÉCOLOGIQUES

CONSEIL D’ARCHITECTURE, D’URBANISME ET DE L’ENVIRONNEMENT DU BAS-RHIN

5 RUE HANNONG 67000 STRASBOURG TÉL. 03 88 15 02 30 - FAX 03 88 21 02 75

S I T E : w w w. c a u e 6 7 . c o m

L'architecture bioclimatique s'attache à construire un habitat sain, par l'utilisation de matériaux écologiques, qui offrent plusieurs avantages : - impact limité sur l'environnement. Bon nombre de ces matériaux sont des « puits de carbone » (bilan CO2 négatif). Ils sont d'autant plus écologiques qu'ils sont produits localement, ce qui permet aussi de pérenniser et/ou développer des filières locales d'emplois. - absence de polluants organiques ou de COV* garantissant la qualité de l'air interieur - capacité d'hygrorégulation*. Chacune des couches qui composent les parois (éléments de structure, isolants, enduits, peintures) permettent la migration de l'humidité entre l'interieur et l'exterieur, ce qui est essentiel à la pérennité des ouvrages, notamment les charpentes et les ossatures en bois. - performants thermiquement, notamment pour le confort d'été où leur inertie est primordiale pour emmagasiner puis diffuser avec un décalage dans le temps les calories accumulées ; c'est le principe du déphasage (Cf graphique ci-contre).

CONFORT D'HIVER : Le principe est de capter la chaleur gratuite du soleil, la stocker dans la masse (murs - dalles), la conserver par l'isolation pour la redistribuer ensuite (la nuit, par déphasage) dans le bâtiment. Les déperditions énergétiques doivent être minimisées tout en assurant un renouvellement de l'air intérieur suffisant pour des raisons sanitaires. CONFORT D'ÉTÉ : Pour banir la climatisation, le principe est de filtrer le rayonnement solaire, de limiter les transmissions de chaleur, et d'utiliser des matériaux "lourds" permettant de profiter d'un bon déphasage thermique afin de dissiper la surchauffe diurne par une ventilation nocturne, si possible naturelle. température extérieure température intérieure

C O N S E I L S

La construction ou la réhabilitation de bâtiments conçus suivant une démarche écologique permet de créer des habitats sains dont le confort intérieur est optimal tout au long de l'année. La prise en compte de quelques principes simples de l'architecture bioclimatique et l'utilisation de matériaux écologiques apportent des solutions contribuant au bien-être des occupants en limitant considérablement les consommations énergétiques dans le respect de notre environnement. Les investissements réalisés peuvent être amortis rapidement par les économies substantielles réalisées énergétiquement.

déphasage : écart de température et décallage horaire

heure D’AUTRES FICHES CONSEILS SONT DISPONIBLES GRATUITEMENT AU CAUE .

> PRINCIPES BIOCLIMATIQUES

> MÉMO

IMPLANTATION ET ORIENTATION L'implantation d'un bâtiment doit tenir compte de l’ensoleillement et des ombres portées. On désigne par masque solaire tout ce qui va enlever de l'ensoleillement, donc empecher les apports lumineux et thermiques. Les masques solaires peuvent être naturels (arbres, relief, etc.) et/ou architecturaux (bâtiments, mobilier urbain, brise-soleil, etc.). Une bonne implantation / orientation permet d'optimiser les apports solaires pour chauffer en partie les pièces de vie l'hiver, lorsque le soleil est plus bas sur l'horizon.

ÉTANCHÉITÉ À L'AIR Pour conserver les performances thermiques des matériaux choisis dans une construction, il est primordial de s'assurer de la parfaite étanchéité à l'air de l'enveloppe du bâtiment. Ceci implique un soin tout particulier lors de la conception puis la mise en oeuvre du bâtiment. La réalisation des jointures, liaisons et finitions nécessitent un savoir-faire et un travail très soigné. En phase de chantier, le test de la porte soufflante (blower-door test) consiste à mesurer le débit de fuite sous une pression donnée (exprimé en m3/h.m2) afin de vérifier que l'enveloppe est bien étanche pour identifier et corriger les zones de fuite.

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L'ajout d'une annexe, la topographie ou une masse persistante l'hiver constituent des dispositifs efficaces pour se protéger des éléments climatiques.

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CONTRÔLE SOLAIRE Le dimensionnement et l'emplacement judicieux des ouvertures sont essentiels pour profiter des apports solaires gratuits l’hiver mais doivent être complétées de systèmes de protection extérieurs performants pour éviter les surchauffes en été.

Ainsi, une baie vitrée exposée au sud se protège par des arbres à feuilles caduques, des stores extérieurs à lames horizontales ou un débord de toiture (ci-dessus de gauche à droite), qui filtrera les rayons estivaux mais laissera passer les rayons hivernaux, moins inclinés. A l'Ouest (ci-dessus à droite), seules des lames verticales seront efficaces, tandis que l'Est ne nécessite pas de protection particulière. DISPOSITION DES ESPACES Une disposition judicieuse des espaces permet de se protéger du froid : les pièces de service (salle de bains, hall, WC, garage, celier, escalier, local technique) peuvent servir de zone tampon au nord. Placées au sud, les pièces de vie profitent des apports lumineux et thermiques en journée. Cuisine et chambre à l'est profiterons du soleil du matin, bureau et terrasse à l'ouest profitent du soleil du soir. Une cheminée ou un insert doivent être disposés au coeur du volume.

stationnements

entrée locaux de service

bur.

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voisin accolé

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soleil de midi

COMPACITÉ Le principe de compacité correspond, pour un volume donné, à la minimisation des surfaces de paroi en contact avec l’extérieur, pour diminuer les déperditions thermiques. De la forme complexe (ci-dessous à gauche) au bâti compact et accolé (à droite) le rapport entre les surfaces de deperditions et le volume habitable peut courament varier selon un facteur de 1 à 5. La compacité permet aussi de réduire les quantités de matériaux, ainsi que la complexité du bâtiment ; elle réduit donc les coûts de construction et de maintenance.

CONSEIL D’ARCHITECTURE, D’URBANISME ET DE L’ENVIRONNEMENT DU BAS-RHIN 5 RUE HANNONG 67000 STRASBOURG_TÉL. 03 88 15 02 30 - FAX 03 88 21 02 75_S I T E : w w w . c a u e 6 7 . c o m

PONTS THERMIQUES Ils correspondent aux faiblesses thermiques de l'enveloppe d'un bâtiment. Ces ponts thermiques apparaissent généralement au niveau des jonctions entre les planchers ou les murs de refend et les murs extérieurs ou au niveau de la continuité entre planchers et balcons lorsqu'ils ne sont pas traités. L'isolation extérieure, lorsqu'elle est possible, permet de remédier plus facilement à ce problème que l'isolation intérieure et réduit de façon significative les déperditions thermiques. *HYGRORÉGULATION Un aspect, et non des moindres, à prendre en compte dans la construction est la gestion des transferts d'humidité à travers les parois qui ont besoin de laisser migrer la vapeur d'eau dans un sens ou dans l'autre. Le fait de réaliser des enveloppes de bâtiment complètement imperméables à la vapeur d'eau en utilisant des isolants et/ou des peintures synthétiques provoque d'importantes dégradations au niveau des éléments de structure en bois et crée de nombreux problèmes sanitaires. Pour éviter d'emprisonner cette vapeur d'eau à l'intérieur des murs et remédier au phénomène de condensation (la vapeur d'eau se transformant en eau liquide), il est nécessaire d'utiliser des matériaux laissant migrer la vapeur d'eau à travers les parois. Les écomatériaux comme la terre, le bois et les isolants écologiques permettent de réguler plus aisément cette migration. ASPECT SANITAIRE : La mauvaise gestion des transferts d'humidité et de chaleur dans les constructions est l'une des causes principales des problèmes sanitaires dans l'habitat comme la prolifération des moisissures. L'émanation de substances nocives provenant des peintures et isolants synthétiques ou bien des solvants contenus dans les colles ou certains revêtements affecte la santé des habitants en libérant des composés organiques volatils (COV). Pour remédier à ces problématiques, le choix de matériaux sains et de leur mise en œuvre respectueuse doivent être accompagnés d'un système de ventilation adéquat permettant de renouveler l'air intérieur tout en limitant les déperditions.

Pour en savoir plus : documents à consulter au CAUE • La conception bioclimatique S. Courgey, J.P. Oliva, éd. Terre vivante, 2006, 240 p. (TEa 31) • Manuel d'architecture naturelle D. Wright, éd. Parenthèses, 2006, 250 p. (TEa 35) • Traité d'architecture et d'urbanisme bioclimatiques A. Liébard, A De Herde, éd. Le Moniteur, 2005, 748 p. (TEa 29) • Rénovez votre maison : des solutions écologiques M. Amjahdi, J. Lemale, éd. Dunod, 2010, 192 p. (TEa 36) • La rénovation écologique P. Lévy, éd. Terre vivante, 2010, 320 p. (TEa 38) • Étanchéité à l'air des bâtiments Région Alsace ADEME, 2011, 49 p. (TEb 142) • La construction en paille L. Floissac, éd. Terre vivante, 2012, 384 p. (TEa 43) • Construire avec le bois D. Gauzin-Müller, éd. Le Moniteur, 1999, 312 p. (Mb 106) • Construction de maisons à ossature bois Y. Benoît, T. Paradis, éd. Eyrolles, 2007, 304 p. (Mb 124)