1

Les matériaux naturels face aux défis de la rénovation

Sustainable Building Design Lab, ArGEnCo, Applied Sciences, University of Liège, Belgium shady.attia@ulg.ac.be

Shady Attia

2

Statut de Rénovation en Wallonie

3

Introduction

Energy efficiency

- Since 1980ies addressed in the Belgian building sector (Moniteur Belge, 1983)

- Target today, all new buildings in Belgium must perform in compliance with the Belgian definition of Passive House (Attia & Mlecnik, 2012b).

Building Energy Efficiency since 1980ies addressed in the Belgian building sector (Moniteur Belge, 1983)

Energy Crisis 1973 in Belgium

4

IntroductionSummary of BelgianBuildingEnergy Regulations

EPBD

PHPMetric kWh/m2

Attia & Mlecnik, 2012, Brussels.

5

IntroductionNearly Zero Energy Buildings in Brussels

EPBD

PHPMetric kWh/m2

Le Soir, Marie-Eve Rebts, 2 mars 2016, Les normes énergétiques transforment la constructionhttp://www.lesoir.be/1138841/article/economie/immo/2016-03-02/normes-energetiques-transforment-construction

64.900.000 Building

770% Residential

840% Built before 1945

9350-400 kWh/m2

10Renovation Rate 0,1%

112050: ¾ Buildings are existing

12

Building stock in Liège

Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh, Attia et al., 2013)

<186

3

1863

-187

9

1880

-189

9

1900

-191

9

1920

-194

4

1945

-196

4

1965

-198

4

1985

-200

0

2001

-201

4

2015

-202

5

2026

-204

0

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

2400

3600

9800

1205012850

10600

5000

16501100

0

-500

20% 22%

18 %Ca. 17%

Ca. 6 %4 %

86% built before 1965

13

Liège Building Stock

A: Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh et al., 2013). Inventarisation of residential housing types in Liège Potential retrofit extensions D. Potential of renovation of residential buildings in 9 of Liege’s’ neighborhoods (Attia, 2015) (INS, 2015a)

14

Liège Building Stock

Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh et al., 2013). Potential retrofit extensions D. Potential of renovation of residential buildings in 9 of Liege’s’ neighborhoods (Attia, 2015) (INS, 2015a)

C.

15

Isolation

16

Un isolant pour quoi faire ? Maintenir au fil des saisons une température intérieure agréable,aussi stable que possible, en été comme en hiver.

Du confort 365 jours par an

50° latitude Nord

Isolation ?

17

Isolation Seulement ?Pour savoir de quoi on parle : les grandeurs physiques.

Le choix de l’isolant : sur base de données techniques objectivables.

18

Isolation Seulement ?Au-delà des valeurs scientifiques :

La conductivité thermique indique la propension d’un matériau homogèneà se laisser parcourir par un flux énergétique.

λ

19

Isolation ‘Claim Effect’

20

Isolation ‘Claim Effect’

λ

21

Isolation Seulement ?Isolation et étanchéité à l’air vont de pair.

CE QU’ILS FONT :

L’isolant limite les déperditions (d’intrusion) d’énergie par conduction.

L’étanchéité à l’air limite les déperditions d’énergie par convection. permet à l’isolant d’être efficace. garantit la durabilité de l’isolant dans le temps. augmente le confort thermique.

CE QU’ILS NE FONT PAS : gérer les flux d’air garantir la durabilité de l’isolant dans le temps. augmenter le confort thermique.

22

Isolation Seulement ?Ni l’isolant, ni l’étanchéité à l’air ne servent à la gestion de l’humidité

Ventilation

Isolation et étanchéité à l’air sont indissociables

« Complexe isolation & étanchéité à láir »

23

Isolation Seulement ?Une maison mal isolée, mal éclairée, mal chauffée et mal équipéeaura été payée 2 fois au bout de 50 ans... à cause de l’énergie gaspillée !

Le chauffage de la maison représente en moyenne 55% de votre facture énergétique.

Le secteur résidentiel représente près de 30-40% de la consommation énergétique liégeoise.

Source :

24

Isolation Seulement ?Ordre de grandeur :

Une maison liégeoise de 1950

10 renouvellements d’air par heure

5000 m³/hdont 30% en moyenne par la toiture

25

Isolation Seulement ?

Pour 5000 m³ d’air sortant : 15 litres d’eau condensée chaque

heure.(Par mouvements convectifs)

21°CHR

50%

4°CCondensation de 3g H2O

Par m³ d’air sortant

26

d’air chaud sortant a 20°C et d’air frais rentrant a -10°C

toutes les heures

24 € tous les jours

Isolation Seulement ?

27

Isolation Seulement ?

28

Isolation Seulement ?La valeur Lambda (λ) n’est pas le seul paramètre à prendre en compte pour faire le choix d’un isolant.

Objectif :confort thermique 365 jours par an

29

Isolation Seulement ?Au-delà des valeurs scientifiques :

Un isolant doit être :

Adapté (Quelle application, circonstances particulières, …) Durable dans le temps (on n’isole pas tous les dix ans !). Sain (qui ne génère pas de problème de santé). D’origine renouvelable. Recyclable ou biodegradable. Peu énergivore à la production. Pas (trop) cher.

30

Chauffer, mais pas trop. Rechercher la compacité. Isoler correctement toutes les surfaces de déperdition. Bien Place Empêcher toute fuite d’air incontrôlée.

Isolation Seulement ?

31

Conception Regenerative

32

Conception Régénérative

• Attia, S. (2016) Yearbook 2015 Ateliers d'Architecture III: Logement collectif durable et conception régénérative, SBD Lab,Liege, Belgium, ISBN: 978-2930909028.

33

Systèmes de Construction

34

ABC d’isolation

35

Isolants Naturels

Source: Je vais Construire & Rénover, décembre 2015/janvier 2016, p.31-32

36

Impact Environmental

Impacts du secteur de la construction:

50 % du total des ressources naturelles exploitées;

45 % de la consommation totale d’énergie;

40 % des déchets produits;

30 % des émissions de gaz à effet de serre;

16 % de la consommation d’eau

Impact EnvironnementalLes Matériaux de construction sont responsables de 15% - 18% de l’impact environnemental des bâtiments

38

ACVISO 14040

39

• EPDs (Environmental Product Declaration) » base pour une analyse complète du cycle de vie des matériaux » support à l’évaluation par les outils de certification et pour les écolabels

• Au niveau belge, depuis le 1er janvier 2015 : » arrêté royal du 22 mai 2014 : obligation de réaliser une ACV » base de données publique centralisée (européenne) – Application web : www.environmentalproductdeclaration.eu (SPF Santé)

EPD

40

• Outil MMG, en cours de développement à l’échelle des 3 régions » basé sur la méthode de calcul MMG (Milieugerelateerde Materialprestatie van Gebouwelmeneten) (« performances environnementales des matériaux à l’échelle des éléments de construction et du bâtiment »)

• développée par KUL, VITO, CSTC pour le compte d'OVAM • indicateurs d’impacts environnementaux multiples, résultats par élément

de construction et comparaison de variantes d’éléments de construction, avec détail des indicateurs environnementaux et/ou des phases du cycle de vie

• A l’échelle du bâtiment

MMG

ovam.be

41

Case d’étude

42

Objectifs• Fournir un ordre de grandeur et une comparaison sensée plutôt

que des résultats précis

• Fournir une aide à la prise de décision aux candidats bâtisseurs

• Faire découvrir à ces derniers les alternatives possibles offertes par des entreprises belges, locales, tournées vers l’avenir et conscientes de l’importance du concept de développement durable

43

MéthodologieQuantification:

44

MéthodologieQuantification:

45

Récapitulatif

Construction Cloisonsextérieures

Cloisonsintérieures Plancher Toiture

Traditionnelle

IsoHemp

ArgiMob

PailleTech

Cas d’étude

46

Résultats InitiauxConstructions complètes – comparaison

RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE DIMINUTION DE LA COUCHE D’OZONE

ACIDIFICATION EUTROPHISATION

47

Résume

48

SummaryL'impact environnemental des matériaux naturels est plus élevé que prévu:• Nous n'évaluons pas l'impact environnemental de la rénovation

correctement - les matériaux isolants peuvent être responsables de jusqu'à 20% de l'impact environnemental total du bâtiment

• La construction traditionnelle est celle qui émet le plus de dioxyde de carbone mais l’utilisation d’herbicides, pesticides, insecticides et fertilisants pour l’isolant bio sources a un impact pas négligible.

• Prendre en compte les impacts dus au produit utilisé. Peut influencer les résultats fortement.

49

SummaryEn rénovation, il ne s'agit pas seulement de la transmission et de la ventilation:• Les propriétaires de bâtiments ont d'autres priorités et ne sont

pas toujours capables de sélectionner des matériaux naturels pour l'isolation (Claim Effect)

• Nous sous-estimons l'importance d'un placement d'isolation adéquat. Il faut isoler correctement toutes les surfaces de déperdition. Le choix du matériau d'isolation et le placement sont très importants. 3 cm d'isolant correctement placé équivaut à 15 cm d'isolation non bien placée.

• Identifier les ponts thermiques et garantir l’isolation de façon strictement continue.

• Le meilleur isolant est totalement inefficace sans une étanchéité à l’air parfaitement continue.

• Humidification de l’isolant (augmentation de sa conductivité).

50

SummaryNous craignons que nous dépendions à nouveau des méthodes de calcul théoriques pour évaluer l'impact environnemental des matériaux naturels pour la rénovation et éviterons une mesure et un suivi réels et créerons un nouvel écart de carbone.

What’s Next?Nous avons besoin de beaucoup plus de connaissances sur la performance holistique des matériaux isolants naturels pour la rénovation (approche multifactorielle)

51

Thank you for your attentionSustainable Building Design Lab, ArGEnCo, Applied Sciences, University of Liège, Belgium shady.attia@ulg.ac.be

Shady Attia

Acknowledgment: Florence Delvenne, Guirec Ruellan, Karen van Allaker, Corrine, Sandra Belboom, Angelique Leonard, Isohemp, Paille Tech, Mobic, Argibat