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STI 2D option AC CONSTRUCTION

LE BATIMENT BASSE CONSOMMATION (BBC)

Le bâtiment représente 40% de la consommation d’énergie en France. Ainsi, l’état a mis en œuvre une réglementation à diminuer la consommation en énergie des bâtiments et oblige la création de bâtiment à basse consommation dit bâtiment BBC.

C’est le chauffage qui consomme la plupart de l’énergie consommée par une habitation. Il convient donc d’étudier comme limiter au maximum les pertes de chaleur pour un bâtiment

Actuellement, la consommation moyenne des logements existants est de 240 kWh/m²/an.

La nouvelle réglementation thermique, la RT2012, applicable dès le 1er janvier 2013, pour les bâtiments neufs résidentiels exige un niveau de performance énergétique moyenne sur le territoire de 50 kWh/m²/an.

En fonction des zones géographiques la performance énergétique des bâtiments, appelé Cmax varie entre :40 kWh/m²/an<Cmax<65 kWh/m²/an.

Pour obtenir ce résultat, la RT 2012 conseil d’agir sur plusieurs points clés de la conception à la mise en œuvre des logements.

Lycée Jean Lurçat – Martigues page 1/13


1. Une conception bioclimatique

La conception bioclimatique consiste à trouver une adéquation entre l’habitat, le comportement des occupants et le climat, dans le but de réduire au maximum les besoins en chauffage et climatisation.

Il faut prendre en compte dès la conception de la maison, en tirant le meilleur parti du rayonnement solaire et de la circulation naturelle de l’air plusieurs critères :

1-1 - Le choix du terrain

Il nécessite de prendre en considération :• Le climat de la région,• La topographie du terrain (les terrains protégés des vents dominants et exposés au soleil sont à privilégier),• Les zones de bruit éventuelles qui limiteraient la possibilité d’ouvrir les fenêtres pour ventiler et faire sortir la chaleur accumulée le soir.

1-2- Le choix des matériaux

Ils sont à sélectionner sur plusieurs critères :• Leur faible impact sur l’environnement (au niveau de leur fabrication, de leur destruction et du transport),• Leur capacité d’absorption des rayons lumineux,• Leur capacité à stocker la chaleur,• Leur rapidité d’absorption et de restitution de la chaleur.

1-3- L’orientation de la maison

L’orientation de la maison permet une bonne maîtrise des apports solaires et peut représenter une réduction de la consommation de 15 à 20%. De manière générale, il est conseillé de ne pas dépasser 25% de la surface habitable en surface vitrée avec une répartition de 50% au sud, 20 ou 30% à l’est, 20% à l’ouest, 0 à 10% au nord. Les baies vitrées doit être de 1 m² pour 6 m² habitables.



1-4- L’agencement des pièces

La programmation des pièces doivent privilégier les pièces principales au sud afin de bénéficier des apports solaires en hivers.

1-5- La volumétrie et la forme du bâtiment (la compacité)

Plus sa compacité (le rapport de surface des parois en contact avec l’extérieur sur la surface habitable) est faible, moins le bâtiment est gourmand en énergie. La forme cubique est la forme la plus optimale pour réduire les pertes thermiques de l’enveloppe du bâtiment. Un bâtiment compact consommera moins qu’un bâtiment en L ou à plusieurs étages

1-6- les surfaces vitrées et les occultations

Il est conseillé de multiplier les fenêtres, surtout dans les régions chaudes, sans dépasser 25% de la surface habitable.

Au-delà de cette limite, on rentre dans une zone d’inconfort qui entraîne une surconsommation de chauffage en hiver et l’obligation de climatiser en été.

Les fenêtres et baies vitrées doivent être pourvues de protections solaires (stores extérieurs, pare-soleil, balcons, avancées de toiture, décrochements de façade) afin d’apporter de bonnes solutions contre l’échauffement des baies vitrées et d’améliorer le confort du logement.



2. Une isolation thermique renforcée

Un logement isolé avec soin et bien ventilé peut diviser par 3 ou 4 la facture de chauffageLes déperditions sont réparties au sein d’une habitation de la façon suivante :

2-1 Isolation des parois

Un bâtiment peut être : soit intérieur : l’isolant est positionné à l’intérieur du logement

Soit par l’extérieur : L’isolant forme une couche protectrice autour de la construction



Soit par l’utilisation de monomur : Le matériau utilisé pour la structure possède des qualités isolantes suffisante.

Brique à rupture de joint Béton cellulaire

Isolation par l’intérieur Isolation par l’extérieur MonomurFacilité de mise en œuvre ●●●●● ●●● ●●●

Rapidité d’exécution ●●● ●● ●●●●●

Performance thermique ●●●●● ●●●●● ●●●

Performance acoustique ●●●●● ●●●●● ●●●

Confort d’été ●●● ●●●● ●●●●●

Confort d’hiver ●●●●● ●●●●● ●●●●

Rapport Performance/Prix ●●●●● ●●● ●●●

Avantages

Travaux réalisables en tout temps- Possibilité d’atteindre des niveaux élevés de performances thermo-acoustiques- Systèmes d’isolation faciles à mettre en œuvre- Passage facile des câbles électriques et des réseaux d’eau- Confort d’hiver

Suppression totale des ponts thermiques- Utilisation de l’enveloppe de la maison comme masse thermique, et donc comme chauffage passif- Protection du bâtiment contre les variations climatiques avec un confortthermique toute l’année, en hiver comme en été

Tout en 1 : matériau+ isolant- Pérennité des performances- Toujours le même taux d’humidité dans la maison- Une performance thermique conforme aux exigences règlementaires sans ajout d’isolant- Matériau incombustible qui ne dégage pas de fumée toxique en cas d’incendie

Inconvénients

- Ne permet pas de traiter tous les types de ponts thermiques- Mise en œuvre en plusieurs étapes

Difficulté et rapidité de mise en œuvre- Coût de la main d’œuvre

- Passage difficile des câbles électriques et des réseaux d’eaux- La mise en œuvre est délicate, nécessitant un bon savoir faire de l’entrepreneur- Coût de la main d’œuvreet des matériaux

●=médiocre ●●= moyennement bon ●●●=bon ●●●●=très bon ●●●●●=excellent



2-2 Les principaux matériaux utilisés en isolation

FAMILLE SOUS-FAMILLE RAPPORT QUALITE/PRIX

LAINES MINÉRALES Laine de verre ●●●●●Laine de roche ●●●●●

BASES VÉGÉTALES

Chanvre ●●●Coton ●●●Lin ●●Ouate de cellulose ●●●Fibres de bois ●●●

FIBRES ANIMALES Plumes de canard ●●Laine de mouton ●●●

MOUSSES ALVÉOLAIRESPolystyrène expansé ●●●●●Polystyrène extrudé ●●●●Polyuréthane PU ●●●

OUATE DE POLYESTER -PRODUITS MINCES RÉFLÉCHISSANTS -●=médiocre ●●= moyennement bon ●●●=bon ●●●●=très bon ●●●●●=excellent

2-3- Isolation des menuiseries extérieures

En plus de l’inconfort occasionné par les courants d’air, les menuiseries extérieures et principalement les fenêtres mal isolées provoquent une perte de chauffage considérable et donc des dépenses inutiles. La performance thermique d’une paroi vitrée va dépendre de la nature de la menuiserie, des performances du vitrage Visualisation à la caméra thermique des pertes par les

menuiseries extérieures

a- Nature de la menuiserie Nature Menuiserie

Aluminium PVC BoisHaute Isolation Thermique Niveau d’isolation thermique ●●● ●●●●● ●●●●

Performance

Isolation acoustique ●●● ●●●●● ●●●Sécurité ●●●●● ●● ●●●Durée de vie ●●●●● ●●● ●●●●●Résistance aux chocs ●●● ●●● ●●●●●

Confort Entretien ●●●● ●●●●● ●●●Luminosité pour la pièce ●●●●● ●●●●● ●●●●●

PersonnalisationChoix des couleurs ●●● ●● ●●●●●Choix des finitions ●● ●● ●●●Options de vitrage et accessoires ●●●●● ●●●●● ●●●●●

Rapport Performance/Prix ●●● ●●●●● ●●●●●=médiocre ●●= moyennement bon ●●●=bon ●●●●=très bon ●●●●●=excellent



b- Les vitrages

Un double vitrage permet une économie d’énergie de 15% et un triple vitrage de 50%

Double vitrage Triple vitrage

c- Qualités de la mise en œuvre

La liaison entre le bloc fenêtre et l’ouverture du mur peut être une source importante de déperdition en cas de mal façon au moment de la mise en œuvre. Ainsi, il est important de respecter les règles de l’art pendant la mise en œuvre notamment par la mise en place de fond de joint en silicone ou en mousse expansive..etc.

Visualisation à la caméra thermique du défaut d’étanchéité entre le bâti et le mur



3. Suppression des ponts thermiques

Les ruptures d’isolation dans les parois (ou ponts thermiques) génèrent d’importantes pertes d’énergie (de 5% dans un bâtiment non-isolé à 30% dans un bâtiment isolé). Agir sur ces déperditions permet non seulement de réaliser des économies non négligeables, mais également de limiter les risques de développement des moisissures et de dégradation du bâti.

Visualisation à la caméra thermique des ponts thermiques.

Il peut se situer aux jonctions suivantes : façades/planchers, façades/refends,façades/toitures.

Ainsi, pour limiter les déperditions aux niveaux des ponts thermiques, on préconise plusieurs dispositifs :



4. L’étanchéité à l’air

Essentielle à la réussite d’un projet de bâtiment basse consommation, l’étanchéité à l’air doit être optimale pour garantir le bon fonctionnement de la ventilation, le rendement des équipements de récupération de chaleur et éviter les points de condensation.

Une mauvaise étanchéité à l’air peut augmenter le renouvellement d’air de 25% entraînant :

Une augmentation des consommations d’énergie de l’ordre de 8 kWh/m²/an Une baisse des rendements de l’échangeur de chaleur de 80% à 30% de la

ventilation double fl ux avec récupération de chaleur. Une détérioration de l’affaiblissement acoustique par rapport aux bruits

extérieurs. Une sensation d’inconfort.

Avec la réglementation thermique 2012, les tests d’étanchéité à l’air sur les logements seront obligatoires. Le principal test est la porte soufflante qui consiste à mettre le bâtiment en dépression et de contrôler l’air rentrant dans le logement sachant que le débit prescrit par la RT 2012 doit être inférieur à 0,6 m3/h.m² pour un BBC.

Porte soufflante Principe de mesure de l’étancheité à l’air



5. Une programmation des équipements

Il existe plusieurs dispositifs permettant des économies d’énergie. La domotique permet une programmation intelligente. Voici, quelques exemples :

Le variateur

Il module ou tamise l’intensité d’un point lumineux, et réduit aussi la consommation d’électricité.

L’interrupteur automatique

Il déclenche l’éclairage à votre passage puis le coupe quand vous quittez les lieux. Idéale pour les lieux de passage (couloir...)

La minuterie

Elle programme la durée d’éclairage d’une zone de passage (couloir…) ou d’une pièce peu fréquentée (garage…).

Le bloc 4 prises interrupteur

Il permet d’éteindre simultanément tous les appareils en veille. Idéal pour le pôle multimédia (télévision…).

Le détecteur d’ouverture Il permet de couper le chauffage lorsque les fenêtres sont ouvertes.



6. Une ventilation étudiée

La ventilation garantit une bonne qualité de l’air et un habitat sain en évacuant l’humidité contenue dans l’air ambiant. Elle doit être maîtrisée pour éviter les déperditions liées au renouvellement d’air, qui peuvent représenter jusqu’à 25% des déperditions totales (dans un bâtiment non isolé).

De plus, il est judicieux de tempérer l’air insufflé (réchauffer l’air en hiver et la refroidir en été) à l’aide d’un puits provençal (ou canadien, mais ici on est en Provence !!!) qui utilise l’inertie thermique du sous-sol (comprise entre 15 et 10 °c) pour réchauffer en hivers et refroidir en été l’air insufflée dans l’habitation.

Fonctionnement en hiver Fonctionnement en en été

De plus, la mise en œuvre d’une Ventilation Mécanique Controlée (VMC) double flux qui permet d’échanger les calories entre l’air entrant et l’air sortant, permet un réchauffement de l’air qui rentre en hiver et un refroidissement en été et participe ainsi à l’économie d’énergie et au confort.

Principe de fonctionnement d’une VMC double flux :

En hiver En été

1- Air intérieur extrait (cuisine, WC, salle de bains) : 22°c2- Air neuf extérieur entrant : 8°c3- Air neuf entrant (chambre, séjour) : 20°C si le rendement de l’échangeur est de 90%, 17°C s’il est de 60%.4- Rejet extérieur de l’air vicié

- Air intérieur extrait (cuisine, WC, salle de bains) : 21°c2- Air neuf extérieur entrant : 30°C3- Air neuf entrant (chambre, séjour) : 17°C si le rendement de l’échangeur est de 90%, 22°C s’il est de 60%.4- Rejet extérieur de l’air vicié



7. Optimisée la production de chaleur

Le chauffage et la production d’eau chaude atteignent 70% des dépenses d’énergie d’un foyer.

Actuellement, on cherche à combiné les solutions de chauffage : Une chaudière à condensation ou une pompe à chaleur et couplée avec un système de chauffage d’appoint : poils à bois ou système solaire combiné (plutôt utilisé à la production d’eau chaude).

L’état incite par des aides financières aux solutions utilisant les énergies renouvelables

SolutionsChaudières à condensation Pompes à chaleur Biomasse Solaire

Gaz Fioul Air-Air Air-Eau GéothermiquePoêles à bois

Chaudières à bois

Système Solaire Combiné

Mise en oeuvre ●●●●● ●●●● ●●● ●● ●●●●● ●●● ●●

Performance ●●● ●●●● ●●●● ●●●●● ●● ●●●● ●●●

Economie d’énergie ●●● ●●● ●●●● ●●●●● ●● ●●●● ●●●

Intérêtécologique ●●● ●● ●●●● ●●●●● ●●●●● ●●●●● ●●●●●

Budget ●●●●● ●●●● ●●● ●● ●●● ●●● ●●●

Entretien ●●●●● ●●●● ●●● ●●●● ●●● ●●● ●●●●

Avantages

• Facilité d’installation•Encombrementréduit (mural)• Solution économique

• Hautes performances• Économies d’énergies• Adaptées au neuf comme à la rénovation

• Facilité d’installation• Économies d’énergies• Adaptées au neufcomme à la rénovation

• Énergie 100% gratuite• Solution la plus écologique• Combinaison possible avecd’autres énergies

Inconvénients• Utilise des énergiesfossiles

• Installation• Nécessite d’êtreentretenu régulièrement

• Mise en oeuvre• Demande un stockageballon important pourchauffage (800 litresau minimum)

●=médiocre ●●= moyennement bon ●●●=bon ●●●●=très bon ●●●●●=excellent



8. LES ÉTIQUETTES DU D.P.E.

Pour simplifier la lecture des estimations de consommation d’énergie et de rejet de co², deux étiquettes sont présentées dans le Diagnostic de Performance Énergétique (D.P.E). :

8-1- L’étiquette énergie :

Elle informe sur la consommation énergétique du bâtiment (en kWh/m2/an).Notée de A pour les logements économes à G pour les plus énergivores. La moyenne française est de 240 kWh/m2/an soitla classe E.

8-2- L’étiquette climat :

Elle informe sur les émissions de gaz à effet de serre du bâtiment (en kilo d’équivalent CO2/m2/an).Notée de A pour les logements faiblement émetteurs de gaz à effet de serre à G pour les logements pollueurs.


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