Efficacité Énergétique

Tout sur la maison passive et les critères Passive house ou Passivhaus

Apprenez les fondements de la maison passive et de la norme Passivhaus (Passive House)

Une maison basse consommation ne ressemble pas nécessairement à une boîte de chaussures ! Les habitations écologiques peuvent répondre aux consommateurs les plus exigeants en matière d’esthétisme. © Pichler Haus, Wikimedia Commons

Qu’est-ce qu’une maison Passivhaus ?

L’habitat passif est une notion désignant un bâtiment dont la consommation énergétique par unité de surface est très faible et idéalement compensée par les apports solaires et les gains internes. Il y a déjà longtemps que des ingénieurs et architectes se sont penché sur la conception de maisons passives qui utilisent diverses méthodes et technologies pour arriver à diminuer la consommation de chauffage et climatisation d’un bâtiment. De nombreux exemples de projets expérimentaux se retrouvent dans la littérature[1] et les problèmes que ceux-ci ont rencontrés en mode d’opération illustrent la difficulté de répondre aux besoins de confort thermique des occupants d’un immeuble sur toute l’année avec un minimum de chauffage ou de climatisation tout en respectant les besoins essentiels d’approvisionnement en air frais de qualité et de rejet de polluants internes.

Ces maisons expérimentales partaient de certains principes bien connus depuis l’antiquité, tels que l’orientation des façades jouissant d’une grande fenestration, de la ventilation naturelle, de l’inertie thermique des matériaux lourds et denses (terre cuite, pierre, brique, adobe, eau…) et la protection contre le soleil en été à l’aide d’ombrage. Mais une lacune inhérente à la grande majorité des techniques était la fluctuation du climat interne, avec des températures pouvant osciller de 11 à plus de 27 °C, résultant en une perte de confort et de jouissance pour les occupants. D’ailleurs, plusieurs concepts nécessitaient une intervention humaine (ouverture/fermeture de prises d’air, de volets ou de couvertures isolantes, etc.), exigeant une vigilance constante de la part des occupants pour s’adapter aux conditions météorologiques prévalentes d’une part et aux gains internes d’autre part.

Wolfgang Feist
Wolfgang Feist, Fondateur de l’Institut Passivhaus.
© Passivhaus Institut, Wikimedia Commons

En 1988 un nouveau concept a émergé d’une conversation entre les professeurs Bo Adamson de l’Université Lund, en Suède et Wolfgang Feist de l’Institut pour l’Habitat et l’Environnement, en Allemagne. Leur concept a été développé avec de nombreux projets de recherches subventionnés par l’État de Hessen, résultant en un premier immeuble de quatre résidences en rangée construit à Darmstadt (Allemagne) en 1990. Ce concept a permis de réaliser une économie de chauffage de 90% par rapport aux standards locaux de l’époque. En 1996, M. Feist fondait l’Institut Passivhaus, aussi à Darmstadt.

Une construction « Passivhaus » contraste singulièrement avec ces anciens concepts. Il s’agit d’un standard de construction qui promet un confort inégalé, tant au niveau thermique qu’en termes de qualité de l’air et du niveau de bruit, et ce, sans la moindre intervention humaine, grâce à quelques contrôles électroniques de systèmes mécaniques fiables. L’inertie thermique tant prisée par les concepteurs traditionnels n’est plus tant le résultat de matériaux lourds répartis stratégiquement dans la demeure mais plutôt le fait d’une étanchéité extrême jumelée à une isolation de l’enveloppe thermique hors du commun.

En plus de permettre ce haut niveau de confort, la maison Passivhaus promet une réduction de 85% des coûts de chauffage d’un édifice par rapport aux exigences Novoclimat, ce qui signifie une charge de chauffage tellement faible qu’un système de chauffage conventionnel est superflu pour ce genre de construction.

Principes de la maison Passivhaus

La conception de la maison Passivhaus, tel que spécifiée par l’Institut Passivhaus de Darmstadt en Allemagne qui gère la certification, est basée sur les six principes suivants :

  1. Une isolation thermique des parois très élevée et des fenêtres de très grande qualité
  2. La suppression des ponts thermiques
  3. Une excellente étanchéité à l’air
  4. Une ventilation double flux avec récupération de chaleur
  5. Une captation optimisée (mais passive) de l’énergie solaire et des calories du sol
  6. Une consommation d’énergie limitée pour les appareils ménagers.
Schéma Passivhaus
Schéma d’une maison passive utilisant une boucle glycolée pour préchauffer l’air frais en amont du système de ventilation récupérateur de chaleur (VRC). © Pascal Billery-Schneider, Wikimedia Commons

 

 

Définition technique d’une maison Passivhaus

Une maison Passivhaus requiert à la fois des composants ayant une performance très élevée et beaucoup de soins durant la phase de construction. Ces composants devraient normalement répondre aux exigences suivantes :

  • Les éléments de l’enveloppe externe doivent avoir un facteur U inférieur à 0,15 W/(m2K) (facteur R supérieur à 37,8).
  • L’enveloppe doit être réalisée sans ponts thermiques.
  • L’étanchéité de l’enveloppe doit être vérifiée par un test d’infiltrométrie et les fuites d’air ne doivent pas excéder 0,6 CAH sous une pression de 50 Pa (dans les deux directions).
  • Tout le vitrage doit avoir un facteur U inférieur à 0,8 W/(m2K) (facteur R supérieur à 7,1) et un Coefficient de Gain de Chaleur Solaire (CGCS – en anglais SHGC) minimal de 50%.
  • Les fenêtres doivent avoir un facteur U total (incluant cadre, espaceurs et jonctions) de 0,8 W/(m2K) (facteur R supérieur à 7,1).
  • Le système de ventilation doit avoir une efficacité de récupération de chaleur d’au moins 75% et une consommation électrique de moins de 0,45 Wh/m3 de volume d’air fourni.
  • Les systèmes de génération et distribution d’eau chaude utilisés doivent engendrer des pertes de chaleur minimes.
  • Une utilisation très efficace de l’électricité de la maisonnée est essentielle.

Le schéma ci-dessous et la photo qui suit illustrent des conceptions de fenêtres certifiées par l’Institut Passivhaus.

Passivhaus fenster beispiele
Pour répondre au standard extrêmement élevé de la norme Passivhaus, les fenêtres ont un facteur de déperdition U exceptionnellement faible – de 0,85 à 0,7 W/m2·K (ou un facteur R de 6,7 à 8,1) – pour la fenêtre entière, incluant le cadre. © Passivhaus Institut, Wikimedia Commons

Fenêtre certifié
Une vue en coupe d’une fenêtre triple vitrage répondant à la norme Passivhaus. © Écohabitation

 

[1] Voir par exemple The solar home book (Bruce Anderson) ou Le guide de la maison solaire (Edward Mazria).

 

 

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