Caractéristiques d'une maison autosuffisante
Une maison autosuffisante, ou nettezéro, est une maison qui produit autant d'énergie qu'elle en consomme, et ce en ne produisant aucune émission de carbone. Le concept est fort intéressant mais difficile à réaliser sur le terrain, particulièrement dans notre climat froid. À l'heure actuelle, il y a d'ailleurs très peu de maisons nettezéro au Canada, mais cela pourrait être amené à changer au cours des prochaines années. Comment donc bâtir une maison nettezéro sans que son coût soit prohibitif?
Selon une étude menée par la revue Solplan et publiée en janvier dernier, il y a deux variables clés dans un calcul de rentabilité : le coût des mesures de conservation de l'énergie et le coût des sources d'énergie renouvelables. En d'autres termes, s'il en coûte plus cher d'augmenter l'isolation que d'installer des panneaux solaires photovoltaïques, il est temps de cesser d'augmenter l'isolation! En effet, alors qu'initialement l'augmentation de l'isolation procure des économies considérables d'énergie à coût relativement modeste, passé un certain cap les gains en efficacité sont faibles proportionnellement à leur coût. Considérant le coût actuel de l'énergie produite par des panneaux photovoltaïques - soit le prix des panneaux et de leur installation par rapport à leur production d'énergie en kilowatts par année - l'étude en est arrivée à produire le portrait de maisons nettezéro pour différents climats canadiens.
D'abord, une maison nettezéro intègre les principes du solaire passif. Les fenêtres doivent donc être majoritairement orientées vers le sud. Il n'est pas nécessaire que l'orientation soit franc-sud; une orientation sud-est ou sud-ouest ne réduira que peu les gains d'énergie. À noter, on recommande que la superficie totale des fenêtres face au sud ne dépasse pas 6% de la superficie totale du plancher.
L'étanchéité est une caractéristique déterminante de la maison nettezéro. Une enveloppe étanche permet d'épargner une importante quantité d'énergie, en plus d'augmenter la durabilité de l'habitation et le niveau de confort des occupants.
Au niveau de l'isolation, l'accent est mis sur le toit, qui doit avoir un facteur R très élevé, soit R-80 pour Montréal. Pour les murs hors-sol, on recommande R-60 et pour les murs de fondation, R-24. La dalle du sous-sol quant à elle n'a pas besoin d'une isolation aussi performante : une valeur de R-10 est suffisante.
Un autre facteur déterminant : l'efficacité des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. Pour le chauffage, les plinthes électriques constitueraient la meilleure option dans les régions au climat plus tempéré, de par leur bon rapport efficacité/prix. Dans les régions plus nordiques (voir note au bas pour les zones climatiques), les thermopompes géothermiques sont une alternative valable. Pour le chauffage de l'eau, un chauffe-eau à haute efficacité avec réservoir, combiné à un système de récupération de la chaleur des eaux de drainage et d'un système d'appoint solaire thermique serait le meilleur choix. Pour la ventilation, il faut opter pour un ventilateur récupérateur de chaleur à très haute efficacité.
Finalement, n'oublions pas que toute stratégie visant à réduire la consommation d'énergie engendrée par les activés quotidiennes mérite d'être instaurée. Par exemple, il est relativement simple de réduire la consommation d'énergie en lien avec l'éclairage et les appareils électroménagers.
Des maisons autosuffisantes au Québec ?
Au Québec, la SCHL a financé ou finance toujours, via l'initiative EQuilibrium, trois projets d'habitations nettezéro. La maison Alstonvale, située dans le village de Hudson à 60 km de Montréal, possèdera une fois terminée les caractéristiques citées plus haut: enveloppe étanche et bien isolée, conception visant à maximiser l'apport du solaire passif, panneaux solaires thermiques, etc. Ses concepteurs disent vouloir changer la vision que nous avons de la construction résidentielle (notez que la maison a malheureusement été détruite par un incendie alors que sa construction était alors presque achevée, au printemps 2010). La construction de la Maison ÉcoTerra est située à Eastman. Elle a été construite à partir de modules pré-fabriqués, afin de réduire la quantité de déchets de chantier. À Montréal, dans l'arrondissement de Verdun, se trouve le triplex Abondance Montreal : le Soleil. Grâce à un ensemble de stratégies écoénergétiques, on prévoit un bilan énergétique presque nul, soit de -17,2kWh/m2.
Les limites de la maison nettezéro
Le concept de la maison nettezéro n'est toutefois pas sans détracteurs. Certains suggèrent que l'investissement en ressources matérielles et financières nécessaire à la construction d'un immeuble netzéro n'a guère de sens si l'immeuble en question est situé dans une communauté qui, globalement, gaspille énormément d'énergie. D'où l'idée que l'on ne devrait pas concentrer nos efforts vers la conception de maisons nettezéro mais plutôt vers des quartiers netzéro.
Il y a également des restrictions à savoir quel type de bâtiment peut devenir entièrement autosuffisant. En effet, comme l'installation de panneaux photovoltaïques est pour ainsi dire une condition nécessaire à l’obtention d’un bâtiment autosuffisant, il est presque impossible pour les édifices à multiples étages de l’être, car pour une même surface de toiture - et donc un même nombre de panneaux solaires - ils comptent une bien plus grande superficie habitable. Selon un rapport du National Renewable Energy Lab et du Département américain de l'énergie, si l'on place des panneaux uniquement sur le toit, ce qui est le cas dans la grande majorité des projets, la limite se situerait à 4 étages.
Autre problème, pour que les panneaux aient le meilleur approvisionnement possible en rayons solaires, ils ne doivent pas être ombragés par des arbres, et surtout, par des structures adjacentes. Donc, une maison en banlieue atteindra plus facilement un objectif netzéro qu'une autre située dans un milieu urbain densément peuplé. Cela soulève bien sûr une problématique reliée au transport.
La voie de l'avenir : des communautés autosuffisantes ?
Des communautés avec une vision énergétique commune commencent à apparaître de part et d'autre du continent. Un exemple; l'université de Cornell située dans l'état de New York. Le système de climatisation de tout le campus et de plusieurs écoles secondaires du district est centralisé. La climatisation s'effectue grâce à l'eau d'un lac avoisinant, qui rend inutile le recourt à des agents réfrigérants comme les HCFC. Rentable, ce système reste trop coûteux pour être mis en place pour une seule habitation. Un système semblable existe au Canada, à Toronto. Le Metro Hall, une tour à bureaux de 27 étages, est climatisée grâce à un système alimenté par l'eau froide du lac Ontario. Pour ce seul bâtiment, la consommation d'énergie a été réduite de trois millions de kilowatts/heure par année, soit suffisamment pour alimenter en électricité 300 maisons, et équivalent à 732 tonnes de gaz à effet de serre en moins.
Au delà de ce genre d'initiatives, une communauté doit considérer non seulement la consommation d'énergie des bâtiments qui la composent, mais aussi la consommation d'énergie dans son ensemble, incluant par exemple le transport. Certaines villes européennes ont instauré des mesures dissuadant le recours à l'automobile pour les déplacements intra-urbains. L'utilisation des modes de transport actifs et collectifs est essentielle à la création de véritables communautés autosuffisantes.
Finalement, les difficultés principales en lien avec les communautés nettezéro concernent les questions de propriété et d'administration. Le projet de développment urbain BedZED, à Londres, est un exemple de projet de quartier résidentiel orchestré par seulement quelques entités. On imagine que rapidement, ce type de développement peut donner naissance à des conflits.
En conclusion, l'habitat netzéro représente peut-être la voie de l'avenir, mais le chemin risque tout de même d'être long et semé d'embûches.
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*Les quatre maisons-type de l'étude de Solplan ont été modélisées selon les caractéristiques des climats de Vancouver, Toronto, Winnipeg et Yellowknife, situées respectivement dans les zones climatiques A, B, C et D de Ressources naturelles Canada (cliquez ici pour voir la carte). Montréal et Québec se trouvent dans la zone B, alors que Val d'Or et Sept-Îles par exemple se trouvent dans la zone C (cliquez ici pour voir la carte pour le Québec seulement).
Sources :
Andrews, Kate, "BEDZED: Beddington Zero Energy Development in London", Inhabitat, http://inhabitat.com/bedzed-beddington-zero-energy-development-london/
City of Toronto, "What's the city doing to shrink its footprint? Deep Water Lake Cooling and the City", http://www.toronto.ca/environment/initiatives/cooling.htm
Malin, Nadav, "The Problem with Net-Zero Buildings (and the Case for Net-Zero Neighborhoods)", dans Environmental Building News, Août 2010.
Solplan Review, Net Zero Housing, Janvier 2011.
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