Q1: Résistance structurelle

Introduction

Le Bois massif cloué est un système structurant en bois qui relève de la structure sèche qui permet de construire des bâtiments auto-stables, à l’opposé de la structure « humide » telle que la structure béton.

1)  Le Bois Massif Cloué, généralités

> Les panneaux en bois massifs est l'une des techniques de la construction bois.

Autres Techniques:
- Ossature plateforme
- Poteau poutre (issu des techniques d’assemblages travaillés > tenons mortaises)
- Technique dite : des madriers empilés

> Les différents types de de panneaux BM (Bois Massif)

- chevillés (fabriqués à l'aide de chevilles en bois)
- collés (filière en plein essor)
- cloués (type de panneaux produits à SPL-Chênelet Construction, assemblage de petites sections par clouage)

> Le bois utilisé:

Contrairement à 80% des constructions bois en France (technique ossature bois plateforme) qui utilise du bois importé, non tracé (pin du nord Finlande/Russie), le bois utilisé par Chênelet Construction est:

-d'origine locale voire très locale (Nord Ouest de Paris)
-non traité
-sélectionné avec "intelligence":

• Préparer ses bois massifs cloués avec des bois purgés d'aubier.

• Bois naturellement résistant classe 2 ou 3 (pin maritime, Douglas, Méléze).

• Bois non-traité mais séché correctement: hygrométrie acceptable pour construire (inférieure à 18%)

(exemple de SPL: les bois sont séchés grâce à une chaudière biomasse plaquette de sciage (déchets).
SPL/Chênelet adapte son processus de sciage pour la préfabrication d'éléments bois (sections de bois adaptées, choix des bois, hygrométrie, rabotage..). C'est rarement le cas des autres scieries.

2) Fabrication

> Sciage de section adaptée: 20 ou 30 épaisseur, 80mm haut, 3,5 à 6m de portée - peu longues et transportables par deux personnes.
> La scie Wood mizer aussi appelée "la radine du bois" : Scie portable, simple et à maintenance facilitée.
> Séchage : taux hygro 15% à 20%.
> assemblage par clouage régulier de plusieurs planches ajoutées successivement (voir vidéo).
> stockage puis transport sur camion par lots numérotés.

3) Utilisation possible

> murs extérieurs.
> planchers intermédiaires (étage).
> rampants de toiture.

4) Principe de mise en œuvre

> livraisons sur site de construction par camion.
> Déchargement et positionnement par grutage au fur et à mesure de la construction.

5) Chiffres clés

> Caractéristiques techniques :

voir la fiche technique "MAT: Bois Massif Cloué (BMC)" ci-dessous.

Q2 : L'étanchéité à l'eau

I. Généralités

Étanchéité à l’eau ou aux intempéries : c’est quoi ?

Les intempéries sont des contraintes climatiques sévères telles que le vent, la pluie, la neige, le gel, les chocs thermiques.

L’étanchéité est primordiale pour garantir :

- La qualité de la construction
- La durabilité de l’ouvrage
- Le maintien des performances.

Elle a un impact direct sur :

- la durée de vie du logement
- le confort des habitants

Définition : 

L’étanchéité à l’eau est l’ensemble des techniques et procédés permettant de garantir la protection de l’ouvrage et de ses occupants dans le temps, tout en favorisant l’évacuation partielle de l’humidité de la construction (séchage).

Voir le module: isolation thermique F2Q2

L’étanchéité concerne donc :

- 1. Les fondations dalles et les liaisons murs extérieurs
- 2. Les murs
- 3. Les toitures > lieux des principales déperditions thermiques en hiver et surchauffes en été. C’est elle qui assure l’étanchéité de l’ouvrage.
- 4. Les menuiseries extérieures

1) Dalle et fondations 

L’étanchéité à l’eau pour éviter :
- les remontées de nappe phréatique
- les remontées d’humidité du sol (pluie)

2) Murs :

- Enduits  

- Crépis

- Bardages

- Brique

3) Toiture :

- Terre cuite

- Ardoise

- Lauzes (pierres)

- Tavaillons (Bois)

- Toles ( fibre ciment / ondulés en acier galvanisé) 

- Membrane bitumineuse ou EPBM (membrane polymère)

4) Menuiseries :

L’étanchéité se fait : 

- joint ouvrant/dormant + rejet d’eau en seuil de menuiserie.
- liaison dormant fixe:
   - en construction traditionnelle : silicone
   - en construction écologique : bande d’étanchéité avec scotch spécifique ou silicone ouvert à la diffustion de vapeur.

II. Les techniques utilisées et leurs mises en œuvre

On suit, au minimum les prescriptions DTU pour la conception et la mise en oeuvre:

- DTU 40 : Couverture
- DTU 41 : Bardages
- DTU 36 et 37 : Menuiseries
- DTU 42 : étanchéité des façades

Fondations :

Il s’agit d’assurer des barrières étanches dans la construction conventionnelle avec des dalles et fondations en béton.

- le film polyane sous dalle permet de couper les remontées entre l’isolant (polystyrène / laine de roche de haute densité) et la dalle de béton.

- un feutre bitumineux qui va assurer sur la construction en bois une désolidarisation avec le béton. Les remontées d’eau sont bloquées à ce niveau.

Jusqu’à aujourd’hui nous utilisons ces procédés mais envisageons de mettre en œuvre à moyen terme une solution plus écologique du type : dalle de liant/chanvre sur hérisson ventilé pour s’affranchir du recours à des matériaux issues de la pétro chimie.

Toitures :

1) Toiture classique tuiles terre cuite

Type : Froide ou Chaude / ventilé

Description :

La toiture est composée de :

- tuiles,
- lame d’air ventilé,
- film pare pluie non HPV ,
- isolant entre pannes / chevron,
- parement intérieur.

Ce sont les tuiles qui assurent l’étanchéité permanente. Le pare pluie souple bitumineux est là par sécurité en cas de forte pluie ou tempête.

Avantages :

- coût faible
- mise en œuvre facilitée
- structure légère
- durée de vie des tuiles : 40 ans
- savoir-faire répandu

Inconvénients :

- pas très performant thermiquement (hiver comme été)
- l’augmentation de l’épaisseur d’isolant est difficile à envisager sur des charpentes à fermettes de type industrielles.
- augmentation de la surface étanche (risques d’engorgement des réseaux d’eau urbains)
- condensation systématique en sous face de pare pluie non perspirant
- énergie incorporée (grise) importante.

2) Toiture à faible pente végétalisée

Type : toiture froide ventilée

Description:

La toiture est composée de :

- complexe végétalisé
- étanchéité bitumineuse
- lame d’air ventilée
- film pare pluie
- isolant
- pare vapeur
- structure de bois massif

Avantages :

- déphasage thermique : confort d’été (écran de verdure frais qui améliore le confort d’été intérieur)
- effet tampon sur les réseaux d’eau de pluie (système éponge avec un décalage de deux heures dans le rejet des eaux de pluie)
- pas de condensation : toiture perspirante
- contribue à la biodiversité du site d’implantation
- production d’oxygène en absorbant le gaz carbonique (photosynthèse)

Inconvénients :

- le coût ( 250 €/ m2 dont 100 €/m2 pour la partie « végétalisée »
- le poids (hors charge exceptionnelle : neige, excès d’eau…)
- entretien (une fois par an) : il faut éliminer les chardons,… qui pourraient coloniser et perforer l’étanchéité bitumineuse.

Murs extérieurs :

1) Bardage conventionnel

Type : Bardage à lames horizontales

Description :

- bardage conventionnelle type DTU 41
- essences non locales avec pare pluie non perspirant

Mise en œuvre conforme DTU mais lame d’air souvent sous-dimensionnée (lito trop petit par soucis d’économie.) Cela augmente les risques de condensation et donc de moisissure.

Avantages :

- rapidité de mise en œuvre
- entretien limité

Inconvénients :

- impact environnemental plus fort (transport, traitement chimique)

2) Bardage non usiné en bois local

Type : Bardage à lames verticales avec couvre joint

Description :

- essences locales sélectionnées pour cet usage tel que le mélèze
- lames large posés sur les tasseaux de 150mm x 22mm x 2500mm
- couvre joint entre lame large (« 5mmx22mmx2500mm)
- pare pluie en sous face en fibre de bois rigide, rainures/languettes.

C’est le bardage en planche qui joue le rôle d’élément d’étanchéité permanente. Le pare pluie perspirant est là pour la pour la sécurité.

Avantages :

- mise en œuvre vertical du bois pour l’écoulement de l’eau dans le sens du bois = plus grande durabilité et moins d’entretien
- utilisation de bois locaux
- mur perspirant

Inconvénients :

- mise en œuvre plus longue que le bardage classique

Menuiseries extérieures

Le DTU :

- pas d’exigences sur l’isolation périphérique
- fond de joint mousse
- compribande
- mastic extérieur

Nos solutions :

(de l’extérieur vers l’intérieur)

- recouvrement du dormant avec un pare pluie fibre de bois et mastic ouvert à diffusion.
- isolation périphérique au dormant dans l’épaisseur du mur
- membrane d’étanchéité à l’air ou compribande ouvert à la diffusion de vapeur (caché par l’habillage de la menuiserie)

CONCLUSION :

« Le bon chapeau, de bonnes bottes et un bon manteau » tout en garantissant une bonne « respiration de la maison » : c’est le principe Goretex adapté à la construction.

GLOSSAIRE :

HPV (Hautement perméable à la vapeur)

EPDM (éthylène-propylène-diène monomère)

Q1: Étanchéité à l'air

I. Généralités

Définition :

Étanchéité à l’air :
1. éviter tout mouvement d’air au sein des éléments de la construction (dans les murs) et plus spécifiquement au sein des systèmes d’isolation thermique des parois en contact avec l’extérieur.
2. limiter les infiltrations d’air parasite au sein du volume chauffé pour gérer les sources d’inconfort (courant d’air).

L’étanchéité à l’air est une combinaison de deux couches : une couche intérieure pour éviter l’infiltration d’air chaud dans le bâtiment et une couche extérieure.

L’isolation thermique et l’étanchéité à l’air sont indissociables.

Dans des éléments de construction, si l’air est en mouvement, il n’y a pas d’isolation thermique. Au contraire, si l’air est fixe, il y a une isolation thermique.

Les conséquences d’un manque d’étanchéité à l’air :
- une augmentation importante des déperditions calorifiques (notamment en hiver)

Sur une paroi de 1 m2, une fente d’1mm :
- crée des mouvements d’air à l’intérieur qui divisent le pouvoir isolant par 5: le mur n’isole plus. En effet le pouvoir isolant d’un matériau dépend exclusivement de l’air fixe emprisonné en son sein.
- Permet le passage d’1 kg d’eau contenu dans l’air intérieur qui augmente de 1600 fois l’humidité de l’isolant (diminution du pouvoir isolant, moisissures…)

- la dégradation des conditions climatiques à l’intérieur (hiver trop sec et été trop chaud)
La dégradation du confort intérieur : en hiver, pénétration d’air froid et en été, pénétration d’air chaud.

- un manque d’insonorisation
Là où l’air passe, le bruit passe.

- une accumulation d’humidité

Création de dégâts au bâtiment liés à l’accumulation de l’humidité. Cette humidité provient de différentes sources :
- par diffusion
- par le séchage des matériaux (bois)
- par diffusion latérale au niveau des raccords de niveaux adjacents

Contexte français :

On s’en préoccupe peu.
Jusqu’à aujourd’hui :
- l’étanchéité à l’air n’est pas prise en compte et enseignée dans le référentiel des formation ( codes métiers (MOE, MO, Artisans….) ).
- Pas de métier d’isolateur thermique.
- Pas de démarche d’assurance qualité.

On ne sait donc ni concevoir, ni mettre en œuvre correctement ce qui a un impact très négatif sur la performance thermique du bâti et sa durabilité.

Conclusion :
la majorité des constructions neuves et en rénovation ne sont pas performantes thermiquement.
(le label HPE 2005 (voir F3Q2))

Depuis 2007, La conception et réalisation d’une étanchéité à l’air de bonne qualité devient obligatoire pour l’obtention d’un bâtiment à faible besoins énergétiques (BBC, MINERGIE, PASSIF)

II. La démarche qualité

50% de la problématique se gère en phase amont : conception.
50% se gère en réalisation.

Mise en place d’une démarche qualité avec…
Nécessité de mettre en place un vrai démarche qualité « étanchéité à l’air » au sein de :
- l’entreprise en charge du lot principal: Structure / Gros œuvre / isolation.
- des interfaces avec les autres corps d’état : Menuiseries extérieures / Plomberie et chauffage / Électricité.

La démarche portée par…
Cette démarche qualité doit être mise en œuvre par le Maître d’œuvre du chantier et expliquée au maître d’ouvrage : pour justifier l’apparent surcoût.

Tous titulaires d’un lot ont une obligation de conseil, chaque entreprise a sa part de responsabilité.

MOE= Architecte ou entreprise titulaire du plus gros lot (devoir intégré de conseil).

La démarche EEPACO:
- écrite : écrite dans le CCTP et le carnet de détail (CF partie III)
- expliquée : dès les premières réunions de chantier à l’ensemble des corps d’état. Vulgarisation et pédagogie.
- partagée : la démarche est portée par le maître d’œuvre mais partagée entre tous les corps d’état : le travail en équipe est indispensable.
- Contrôlée : Le niveau d’étanchéité à l’air ne peut être validé qu’en effectuant 2 tests d’infiltrométrie ( en phase intermédiaire et en phase finale).

III. Conception d’une bonne étanchéité à l‘air

- Rappel : 50% de la qualité de l’étanchéité à l’air.
- Effectuée en amont du chantier : il n’est plus l’heure de concevoir au moment du chantier.

Etapes de conception :

1. Les coupes du système constructif

Avoir à disposition chaque coupe de système constructif :
o murs
o plancher
o toiture

Ainsi que chaque liaison :
o Mur / Dalle
o Mur / plancher
o Menuiseries / Mur
o Mur extérieur / mur de refend

(plan d’exécution, différent des coupes de principe du CCTP)

2. Les produits et procédés

Identifier et connaître les produits et procédés d’étanchéité à l’air appropriés au système constructif (filière sèche, filière humide).
Par expérience il vaut mieux rester centré sur un fabricant et une gamme de produit que l’on connaît bien, et chercher les innovations.

3. Les points critiques

Il faut savoir identifier les principaux points critiques inhérents au système constructif.

Les points critiques sont :

- ceux généralement constatés dans les constructions.
- ceux inhérents au système constructif.

41% des problématiques d’inétanchéité à l’air sont localisés au niveau des jonctions de menuiseries.
38% résultent de la pénétration des réseaux et des gaines.

OBJECTIFS :
- être capable de dessiner une ligne rouge continue symbolisant l’étanchéité à l’air intérieur (de l’espace chauffé).
- de même pour une ligne bleue symbolisant l’étanchéité à l’air extérieur (étanchéité au vent).

Dès l’instant où l'on « lève le crayon », cela signifie qu’il existe un point critique à gérer.
Il faut alors lister et nommer ces points critiques (A,B,C.. 1,2,3… Raymond, Hervé, Jean Luc…)
Noter ces points critiques sur les plans.

4 . Réunion d’équipe

Constitution d’une petite équipe réunissant pour chaque point critique identifié les corps d’état liés :
- dessinateur projeteur
- chef de chantier
- ingénieur thermique
- 1 représentant de chaque corps d’état

Il faudra impérativement que ces réunions soient conduites par une personne formée et compétente aux stratégies d’étanchéité à l’air.

Pour chaque point critique, une ou plusieurs solutions techniques sont proposées et validées par l’intermédiaire d’une coupe réalisée à cet effet.

L’ensemble des coupes constituent le Carnet de détail «étanchéité à l’air », pièce maîtresse de la démarche EEPACO.

5. Chiffrer l’étanchéité à l’air 

L’étanchéité à l’air est un lot à part ! Il doit être chiffré séparément pour le traiter à « sa juste valeur ». Si ce n’est pas chiffré, il sera probablement mal réalisé.
Le coût moyen, tout système confondu, est de 8 à 12€ HT par m2 (main d’œuvre + matériel). La rénovation est de 18 À 25€ ht/m2.

IV. Principe de mise en œuvre

Principe de base :

1. On a écrit ce que l’on allait faire (dans le cadre des réunions d’équipe)
Maintenant : on fait ce qu’on a écrit.
2. On assiste au démarrage des travaux de chaque corps d’état et on gère les interfaces :
Métier du référent « étanchéité à l’air ».

Vigilance particulière

On porte un vigilance particulière sur 2 points critiques que

sont :
1. les liaisons mur extérieur / menuiseries extérieures
2. les pénétrations dans l’enveloppe extérieure des gaines, câbles et conduits.

Ces postes représentent 80% des fuites d’air d’un bâtiment conventionnel.

On applique les prescriptions et on respecte les conditions d’application prescrites par le fabricant des produits d’étanchéité à l’air.
Exemple : la pluie et le gel nuisent à la pose du scotch.

Le contrôle :

Pour valider la qualité de l’étanchéité : 2 tests d’infiltrométrie sont nécessaires.

1. Test intermédiaire en phase chantier au moment du clos/couvert (bâtiment hors d’eau / hors d’air). Il permet de caractériser les fuites résiduelles et de corriger les fuites les plus importantes.
2. Test en phase finale à réception du bâtiment (remise des clefs). Il permet de valider la démarche complète d’étanchéité à l’air. Il est souvent réalisé pour l’obtention d’un label.

Note : si un seul test est effectué, il ne permet plus de corriger les fuites ; le résultat est donc aléatoire.

Le test intermédiaire permet de dédramatiser le sujet de l’étanchéité à l’air en associant tous les corps d’état à la recherche des fuites.

Pour contrôler l’étanchéité à l’air, on utilise des unités de mesure. Ces unités relèvent de la norme EN 13829 (norme internationale). En France, on cherche à mesurer le débit de fuite sous une pression de 4 Pa (faible pression) et on parle de m3/h/m2 de paroi.

La prochaine réglementation thermique sera basée sur le niveau BBC en France. 

V. Chiffres clef

L’impact des infiltrations d’air sur les consommations énergétiques:

Selon CETE Lyon, pour une unité de n50 = un impact de 4 à 7 kwh / m2 /an et par unité de Q4 PA SURF 20 à 25 kwh/m2/an.

Pour un projet Chênenet / Spl de maisons en rénovation, on a simulé l’impact des infiltrations d’air sur les consommations énergétiques avant et après travaux.

Par unité de Q4 Pa surf > 28 kwh ep/ m2 / an
11 kwh ef/ m2 / an

Ressources externes

Carnet de détails- CT Lyon

Ressources internes

Carnets de détails - CC

Q6 : La Qualité de l'Air Intérieur

I. La problématique

De quoi parle-t-on ?

L’air intérieur n’est pas nocif, c’est l’accumulation ou la présence en trop grande quantité d’un certain nombre de composants qui fait que la qualité de l’air peut être nocive pour ses habitants.

L’air intérieur est composé de nombreux  éléments :

• gaz
• poussières
• vapeur d’eau
• micro-organismes (acariens, pollens)

L’ensemble de ces éléments émane de plusieurs sources:

• l’occupation des locaux par les habitants, animaux, plantes (pollens, poils de chien, respiration, sueur)
• les activités humaines(nettoyage, cuisine, bricolage…   
• la rémanence des matières et des produits présents dans la maison (COV et formaldéhydes du mobilier, peinture)
• les équipements de la maison (chauffage, ventilation, machine à laver, poubelles)

 

Résultat = l’air intérieur est souvent plus pollué que l’air extérieur, même en zone urbaine!

Donc il faut renouveler l’air intérieur (ventiler) sans dégrader le confort intérieur. C’est tout le paradoxe de la ventilation : garantir une qualité d’air satisfaisante sans perte de chauffage et sans entrée d’air chaud en été.

Nécessité de renouveler l’air intérieur pour évacuer les composants nocifs et l’humidité excessive et éviter ainsi :

- problèmes de santé : allergies, problèmes respiratoires
- insalubrité du logement : en cas de taux d’hygrométrie trop important : présence de moisissures et de traces d’humidité (HR > 70%)
- dans les maisons non étanches à l’air et sans isolants sorbants, le manque de ventilation peut provoquer des condensations dans les éléments de construction favorisant leur dégradation et l’apparition de moisissures.
- éviter l’inconfort lié à un taux d’humidité trop élevé. En effet la sensation de confort est un compromis entre la température moyenne ressentie et l’humidité de l’air.
- l’excès d’humidité engendre aussi des surconsommations énergétiques, les logements étant difficiles à chauffer.

Donc ventiler le logement, c'est répondre au besoin de renouvellement de l'air.

Les réglementations autour de la ventilation

Les anciennes constructions étaient très peu étanches à l’air, le renouvellement se faisait donc de façon naturelle mais « incontrôlée ».
Les premiers débits minima imposés apparaissent dans les années 70 pour des raisons sanitaires.
Le premier choc pétrolier montre la nécessité d’optimiser ces débits pour réduire les consommations d’énergie. (on passe de 1volume/ heure, à 0,8 ou 0,7….)

En 1982, on introduit la ventilation mécanique contrôlée, permettant au lobby de la « VMC » d’imposer petit à petit les «régimes de pointes » (sur-débits lors de production plus intense d’humidité) « interdisant » de fait le recours à la ventilation naturelle en construction neuve.

Pour un système non régulé :

débits minimum d’extraction suivant l’arrêté du 24 mars 1982 pour VMC simple flux : logement type avec 2 pièces principales

- Cuisine : 75 à 135 m3 /h

- Salles de bain : 15 à 30 m3/h

- Cabinets d’aisance : 15 à 30 m3/h

Pour un système régulé :

Débits minimum d’extraction suivant l’arrêté du 24 mars 1982 pour VMC simple flux avec modulation automatique (auto ou hygro) : logement type avec 2 pièces principales

Total : 35 à 135 m3/h en extraction pour un logement simple (1 cuisine, 1 sdb, 1 autre salle d’eau, 1 cabinet d’aisance) 

Total : 120 à 210 m3/h en extraction pour un logement simple (1 cuisine, 1 sdb, 1 autre salle d’eau, 1 cabinet d’aisance).

 

La ventilation naturelle est autorisée mais elle devient de fait inutilisable dans les logements neufs, les débits permanents et de pointe étant insuffisants.

Les principaux points de l’arrêté de 1982 : 

- Obligation d’une aération générale et permanente avec des systèmes capables d’extraire les débits indiqués dans le tableau.
- La circulation d’air doit se faire des pièces principales vers les pièces de service
- Les entrées d’air doivent être mises dans chaque pièce principale
- On doit limiter l’inconfort généré par les entrées d’air par un positionnement optimal
- Les entrées d’air doivent être entretenues au moins deux fois / an
- Dans le cas où il y a des appareils à combustion dans le logement, la VMC doit être suffisante pour assurer les débits de fonctionnement en tenant compte de ces appareils existants
- Si l’extracteur de la VMC tombe en panne, il doit y avoir un système d’arrêt des appareils de combustion qui sont raccordés à la VMC
- Il est interdit de raccorder à la VMC une hotte de cusine équipée d’un ventilateur : il faut 2 conduits séparés.

Comment garantir une bonne ventilation?

- Choisir un système de ventilation cohérent
o avec le projet (neuf ou rénovation )
o les enjeux de votre projet (réglementation, labels, usage prévu, etc.)

- Adapter le système aux matériaux et au système constructif utilisé

- Informer et sensibiliser les occupants en fonction des systèmes retenus.

- Mesurer et contrôler la qualité de l’air intérieur et l’efficacité de la ventilation.

II. Les systèmes de ventilation

Il existe trois systèmes de ventilation :

- ventilation naturelle

- simple
- avec équipements

• ventilation mécanique contrôlée (VMC)

  • simple flux

• simple flux hygroréglable

• double flux

• ventilation naturelle hybride

 

 

1) La ventilation naturelle

Il en existe deux types :

* la ventilation naturelle simple :

pas d’équipement spécifique, le renouvellement d’air est assurée par les utilisateurs (ouverture des fenêtres) (avec tous les aléas que cela comporte)

* la ventilation naturelle avec équipements :

des équipements spécifiques sont installés avec des entrées d’air en menuiserie des pièces à vivre et une extraction d’air qui se fait par tirage naturel (conduit en toiture) Ce système est basé sur la circulation d’air liée à la différence de pression intérieure/extérieure.

2) La ventilation mécanique contrôlée (VMC)

Il en existe trois types :

* la VMC simple flux classique (dite autoréglable) :

L’entrée d’air se fait en menuiserie dans les pièces à vivre, l’extraction se fait de manière permanente, par un extracteur électrique, dans les pièces générant de l’humidité. Le débit de ventilation dans la maison va être défini par le calibrage des entrées d’air plus ou moins importante et par la puissance du ventilateur. On parle de consommation énergétique car on parle de ventilation.

* la VMC simple flux hygroréglable :

Elle est identique à la précédente, ormis l’extraction d’air qui se fait en régime de pointe en fonction du taux d’hygrométrie des pièces humides. A régime d’extraction mécanique constant, la régulation s’effectue par une membrane sur les bouches d’extraction qui s'ouvre ou qui se ferme en fonction des taux d’hygrométrie (hygrovariable). Si le taux d’humidité est normal, le régime d’éxtraction d’air se fait en régime de base (membrane semi-fermée) ; en cas d’apport d’hygrométrie important : douche, cuisine… l’extraction est forcée (membrane ouverte)
Une variante : les nouvelles VMC simple flux hygroréglable dispose également d’entrée d’air hygroréglable.

L’économie d’énergie liée à l’optimisation des débits par rapport à une VMC auto réglable avoisine les 20%. (Source : Ademe)

* la VMC à double flux :

Le système double flux fonctionne avec 2 réseaux aérauliques distincts et étanches l’un de l’autre: d’un côté un réseau d’amené d’air (l’air neuf) et d’un autre côté un réseau d’extraction d’air.

On a un échangeur de calories : cela consiste à réchauffer en partie l’air froid entrant quand celui-ci croise l’air chaud sortant, afin de distribuer de l’air préchauffé dans les pièces à vivre, ce qui constitue une économie de chauffage importante, plus de 50% par rapport à VMC auto réglable.

Exemple : air entrant 5°C, air sortant 20°C > air préchauffé à 17°C. Il reste donc 2°C à chauffer pour une température intérieure de consigne à 19°C.

La performance des doubles flux s’évalue par le pourcentage de récupération de l’échangeur de calorie : « rendement ».

Les meilleurs doubles flux, certifiées par le PHI (Passiv Haus Institüt, liste disponible sur www.passiv.fr) avoisinent les 92%.
Ce système remet profondément en question l’usage du logement et la manière d’appréhender la ventilation : la VMC double flux est d’abord un système de récupération de chaleur et de préchauffage et ensuite un système de ventilation dédié à la qualité de l’air intérieur. Son coût d’installation et de maintenance est donc plus élevé que celui d’un système classique.
Son utilisation est justifiée dans des projets de construction à faibles besoins énergétiques dans lesquels les systèmes de chauffage conventionnels (chaudière, émetteur, réseau de chaleur) ne sont plus nécessaires.

Des formations permettent d’apprendre à dimensionner et installer des ventilations double flux performantes :

www.costic.com

3) La ventilation naturelle hybride (VNR)

Il s’agit d’un système intermédiaire entre la ventilation naturelle et la ventilation mécaniquement assistée: l’entrée d’air s’effectue en menuiserie dans les pièces à vivre avec des barrettes hygrovariables ou non.

4) Comparatif des systèmes de ventilation :

III. Le choix Chênelet Construction

Nous avons vu précédemment que la qualité de l’air intérieur dépend d’un certain nombre de paramètres (présence de polluants, taux d’hygrométrie, modes d’occupations) et que le choix optimum d’un système de ventilation est l'un des critères favorisant cette qualité et, en parallèle, la sensation de confort.

La ventilation naturelle hygroréglable a été retenue par Chênelet Construction.

Ce système a été développé en partenariat avec ACTHYS Ventilation (GIE Acthys) qui testent sur nos maisons de nouveaux systèmes de ventilation, ce qui nous permet de faire des mesures de qualité d’air intérieur avec ces nouveaux systèmes et de les adapter en fonction du type de logement que nous construisons et qui permet à Acthys d’avoir des mesures en situation réelle d’habitat afin d’adapter leur technologie à la réalité des besoins sur le marché.

La ventilation naturelle hybride :

- assure le renouvellement de l’air par vent et tirage thermique relativement facilement
- stabilise les pressions toute l’année
- la ventilation est favorisée là où l’humidité est produite
- très peu d’énergie consommée par le ventilateur

Ses Avantages dans les constructions neuves: 

- faible coût de fonctionnement pour une performance mesurée
- investissement moins élevé que pour un système double flux
- simplicité du système

Ses Inconvénients :

- coût de l’achat et pose plus élevé qu’une VMC simple flux
- pertes de chauffage liées au renouvellement d’air plus importantes que la VMC double flux, mais moindre que le simple flux.

IV. Des matériaux sains et « hygrophiles »

Limitation des besoins de ventilation : le rôle des matériaux « chênelet »

Dans les maisons chênelet, les besoins de ventilation sont limités (< 0,5 vol/h) :

Les matériaux qui favorisent la régulation hygrothermique (retenus au sein de Chênelet Construction):

- Le bois

- L’argile (BTC) non cuite (forte inerthie thermique)

- Les isolants = ouate de cellulose et fibre de bois

  

Problème "de robinet" :

Dans le cas de 4 personnes qui produisent 10 à 20 kg d’eau / jour. On sait que la possibilité de captage de la terre crue est de 0,5% de teneur en eau, la masse de la terre est d’environ 2000kg/m3 et cela avec une cloison de 5m * 2,75m * 0,14m. Combien de litres d’eau seront absorbés par le mur dit perspirant?

Réponse :

20 kg ou litres d’eau / jour. Il suffit de multiplier l’ensemble des composants.
Une structure perspirante
Avec une migration possible de l’humidité au sein des éléments de construction allant jusque 30% de la quantité de vapeur d’eau générée quotidiennement, les maisons « Chênelet » sont garanties sans condensation.

Une structure perspirante

  Avec une migration possible de l’humidité au sein des éléments de construction allant jusque 30% de la quantité de vapeur d’eau générée quotidiennement, les maisons « Chênelet » sont garanties sans condensation.

Calcul du point de rosée : murs extérieurs St Denis

 

 

V. Le comportement des usagers

Le comportement des usagers concourt ou non à participer au bon fonctionnement du système de ventilation.

Participer au bon fonctionnement du système de ventilation

- L’ouverture des fenêtres 10 minutes, été comme hiver, n’abaissent pas la température intérieure grâce à l’inertie thermique (si on est dans une maison de type Chênelet). C’est recommandé quand on est dans un système de ventilation naturelle hybride.

- Entretenir les bouches d’aération (entrées d’air et extraction) : 2 nettoyages annuels.

- Limiter les émissions nocives à l’intérieur du logement par :

• des choix de peintures, vernis…

• des produits ménagers adaptés

• le mobilier

 

Q1- Écomatériaux

I. Introduction

• Rappel

Le concept de Chênelet Construction est le suivant :

• construire du logement social à charges très maîtrisées, 
• avec des personnes peu qualifiées,
• avec des matériaux sains, locaux et respectueux de l’environnement, autrement dit des « éco-matériaux », sujet de cette présentation.

Avant 1950 :

• matières premières locales
• matériaux peu transportés (pas d’acheminement entre le lieu de production et celui de la construction)
• lien entre matériaux et architecture vernaculaire
• coûts peu élevés (peu de transport et peu de transformation)
• impact environnemental faible
• L’entretien des constructions est considéré comme « normal »

Après 1950 :

• faibles coûts de l’énergie,
• procédés de construction industriels
• standardisation des matériaux
• isolation thermique des logements (1970)
• choc pétrolier
• séparation de la conception et de la problématique thermique de la performance énergétique du logement.

Pour la construction d’une maison Chênelet, le choix des matériaux se fait selon 5 critères :

Caractéristiques techniques :

• garantir la performance énergétique du bâtiment
• garantir la durabilité des matériaux dans le temps

Intensité sociale :

• nombre d’heures générées pour la fabrication et la mise en œuvre du matériau
• générateur de qualifications et de métiers

Sur une maison chênelet : coût de la main d’oeuvre = 50% coût de la construction

Contre 30% dans le conventionnel.

Impact sur la santé et confort :

• matériau sain pour l’opérateur
• matériau sain pour l’habitant
• matériau chaud (voir module F2Q4)

Impact sur l’environnement :

• approvisionnement local (à moins de 150 km du chantier)
• faible énergie grise (extraction, prod, mise en œuvre destruction recyclage)
• faible émission de carbone (voire stockage, comme le bois)
• matériaux issus de matières premières renouvelables
• recyclable en fin de vie sans impacts

Economique:

• Matériaux abordables (dans le respect des autres critères de ce tableau) + cher mais qui respecte les critères

Fenêtre bois versus fenêtre PVC

Intensité sociale : fenêtre Bois local PEFC vs fenêtre PVC industrielle

Exemples : Contenu Carbone d’une maison chênelet

Contenu carbone : contenu carbone des matériaux des maisons Chênelet de Calais (gamme BBC)

les matériaux cellulosiques et renouvelables stockent du carbone, les autres matériaux émettent du carbone pendant le cycle de vie du bâtiment

Exemples : contenu Carbone d’une maison chênelet

II. Le choix des matériaux

• Gros œuvre (fondations, structure)

Muret de fondation avec dalle béton isolé en polystyrène expansé / extrudé.

Les fondations : évolution 2011 chênelet

Nous développons deux pistes de solutions :

- la dalle de pierre ponce / liant chaux hydraulique (en cours de réalisation)

- la plancher bois sur plots bétons ou pieux métalliques (à l’étude)

Fondations en parpaings de pierre ponce avec isolation verticale périphérique

La structure : solutions « conventionnelles »

La structure, une solution Chênelet : le Bois Massif Cloué

Le bois massif cloué (BMC)

La structure :  le bois massif cloué

Comparaison de 2 systèmes : rampant Chênelet vs Rampant conventionnel

Comparaison de 2 systèmes : rampant Chênelet vs Rampant conventionnel

Comparaison de 2 systèmes : rampant Chênelet vs Rampant conventionnel

La structure, une solution Chênelet : ossature bois – caisson isolés en métisse (vêtements recyclés)

L’ossature bois avec caisson poutres isolées

La structure :  ossature bois – avec caisson poutres isolées

• Étanchéité

Une solution « conventionnelles » pour la toiture

Pare pluie souple et tuiles de terre cuite

L’étanchéité , une solution Chênelet : la toiture végétalisée

Complexe de toiture végétalisée, étanchéité bicouche bitume pour toiture végétalisée

La Toiture végétalisée

Une solution « conventionnelles » pour les parois verticales

Enduits ciments sur parpaing béton

L’étanchéité verticale, une solution Chênelet : le panneau fibre de bois

Le panneau fibre de bois

Emissions comparées: panneau fibre de bois vs enduit ciment

• Isolation

Les solutions « conventionnelles »

Isolation thermique et acoustique par matériaux conventionnels industriels :

• laine de verre
• laine de roche
• polystyrène expansé / extrudé

une solution Chênelet  : la ouate de cellulose insufflée

Ouate de cellulose (papier journal recyclé) en vrac insufflée dans des caissons

La ouate de cellulose

une solution Chênelet  : la botte de paille

Les solutions Chênelet

• Inertie

Les solutions « conventionnelles »

- béton banché

- Briques de terre cuite

Une solution chênelet : la brique de terre comprimée

Les solutions Chênelet

• Menuiseries extérieures

Les solutions « conventionnelles »

Menuiseries PVC (issu de la pétrochimie) ou aluminium

Une solution Chênelet : menuiserie bois

Menuiserie bois en pin lamellé collé certifié PEFC certifié « menuiserie 21 » www.menuiserie21.org

Menuiserie bois

Comparaison menuiseries

• Second œuvre (peinture, revêtements muraux et sol)

Des solutions « conventionnelles »

• Plaque de placo.
• Peinture vinylique ou glycero.
• Sols souples PVC.

Des solutions Chênelet

• Plaque gypse  cellulose (type Fermacell)
• peinture naturelle sans COV en phase aqueuse
• linoleum naturel.

III. Documents liés

• Thèse de Doctorat (Génie industriel – Centrale Lille) de Alex Wignacourt sur les éco-matériaux : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00581767

•  Guide des amis de la terre sur les éco-matériaux en France :

http://www.amisdelaterre.org/IMG/pdf/GUIDE_GUIDE_ECOMAT_COLL_TERR.pdf

•  Guide des amis de la terre sur l’utilisation d’éco-matériaux dans le logement social

http://www.amisdelaterre.org/IMG/pdf/guide_ecomateriaux_habitat_social.pdf

Q2 : Faibles besoins énergétiques - Maison passive

F3Q2- Faibles besoins énergétiques : principe et réalisation de maisons passives.

 

Plan

1. Utopie ou réalité?
2. Un peu d’histoire
3. Constructions passives, principes
4. L’enveloppe et sa qualité
5. Les systèmes de production d’énergie
6. Exemples de réalisation

 

1) Constructions passives, utopie ou réalité ?

 

Définition : une construction passive au sens du standard allemand est une construction qui assure une température intérieure confortable en été comme en hiver, sans avoir recours à un système de chauffage ou de refroidissement traditionnel.

Exemples de systèmes conventionnels :

• Cheminée à insert
• Chaudière centrale (gaz, fioul, bois…) avec réseau de chaleur (distribution) et émetteurs (radiateurs)
• Poêle à bois (forte puissance)
• Émetteurs à effet joule (radiateurs électriques)
• Climatiseurs
• Pompes à chaleur (air/air, air/eau, eau/eau) de moyenne ou forte puissance.
• Donc un bâtiment passif ne signifie pas bâtiment sans chauffage.

Une « maison passive » est une maison qui utilise les énergies gratuites disponibles dans l’environnement immédiat de la construction :  

• Rayonnement solaire
• Apports métaboliques (habitants) : un adulte au repos génère environ 70 watts au repos et 110 à 120 watts en activité.
• Sources de chaleur interne : appareils électrodomestiques (réfrigérateurs, ordinateurs)

Attention : ne pas confondre « maison passive » avec la conception solaire passive ! Ce dernier terme ne correspond absolument pas au standard passif tel que définit par le PHI en Allemagne.

 

2) Un peu d’histoire

On peut constater une certaine évolution historique au fil des années :

La première maison passive construite est en fait un bateau: Le « Fram » de Fridtjof Nansen* (1883)

 

* “Dans la nuit et la glace”, F. Nansen 1887> www.fram.museum.no/en

Les murs sont recouverts de feutre goudronné, ensuite d’une épaisseur de liège, après une menuiserie de sapin, puis à nouveau une couche de feutre, puis un linoleum étanche à l’air et enfin une nouvelle boiserie. Ainsi, ils ont en tout une épaisseur d’environ 40 cm. La fenêtre par laquelle le froid pourrait entrer particulièrement facilement a été protégée par du triple vitrage et d’autre manière. Ici, c’est un lieu de séjour agréable et confortable. Que le thermomètre descende de 5° ou de 30° sous zéro, nous n’avons pas de feu dans le poêle. La ventilation est excellente... puisqu’elle évacue grâce au ventilateur l’air froid hivernal. Je joue avec l’idée de me débarrasser du poêle; il est surtout dans le chemin.

 

Plus récemment…

 

• 1990 : les maisons « basse énergie » sont courantes en Suède et au Danemark
• Dr Wolfgang Feist (Darmstadt, DE) & Bo Adamson (Lund, Suède) : maison passive = ne bénéficiant pas de système de chauffage actif conventionnel
• Définition élargie à tous les types d’énergie utilisés dans l’habitat + limite globale en énergie primaire (Ep)

 

La comptabilité énergétique

Après la définition du concept, les premières maisons passives ont été réalisées en 1991 à Darmstadt / Kranichstein. Malgré l’hiver rigoureux de 1995, il n’y a pas eu de  problème particulier pour maintenir le confort intérieur. Ces maisons ont été équipées de radiateurs mais ils n’ont pas été utilisés.

Constatation : la ventilation est capable seule de fournir l’appoint de chaleur nécessaire (20° dans le référentiel maison passive).

1997 : apparition des premières ventilations mécaniques double flux : extension du concept passif

 

Interview de Wolfgang Feist (Be.passive 01)

EN 18 ans d’utilisation, comment ces logements fonctionnent-ils aujourd’hui?

« Tout va bien ! En 18 ans, rien n’a changé. Aucun des composants n’a dû être remplacé ni réparé. Nous avons même remarqué que la maison réclame moins d’entretien aujourd’hui. Cela s’explique par le fait que nous avons moins de poussières dans la maison grâce aux filtres de la VMC. Ceci nous coûte moins cher que si nous avions dû repeindre l’intérieur (rire) ».

Donc du point de vue de la maintenance, ce bâtiment coûte moins cher qu’un bâtiment basse consommation ou qu’un bâtiment traditionnel.

 

3) Constructions passives, principes

Deux principes fondamentaux pour concevoir et réaliser selon le standard « passif »

• Minimiser à outrance les pertes d’énergie
• Optimiser les éléments techniques de base

1. Minimiser à outrance les pertes d’énergie : travailler sur l’enveloppe.

Dans une maison non isolée, il y a 30% de pertes d’énergie par la toiture.

La meilleure stratégie est de réduire les pertes de chaleur, ce qui est plus efficace (sous nos climats : froids et humides en hiver, tempérés en été) que l’utilisation passive ou active d’énergie solaire. Cette stratégie ne fonctionnerait pas dans le cadre d’autres types de climats.

Pour réduire les pertes de chaleur, il faut isoler (voire sur-isoler) et assurer une très bonne étanchéité à l’air (voir contenu de formation dédié).

 

L’isolation thermique :

Sur-isoler, c’est mettre au minimum 300 mm d’un isolant thermique au sens de la norme NF P 75-101 qui le définit comme « tout matériau dont la résistance thermique est supérieure ou égale à 0,5 m²K/W et le lambda < 0,065 W/M.K »

Matériaux : Coefficient de conductivité thermique (lambda), Résistance thermique équivalente (R)

Parois : somme des R (R tot) et calcul du coefficient de déperditions surfaciques (U)

Valeurs R, U et déperditions thermiques par année à Lille (Degrés Jour Unifiés)  pour 1 m2 de parois extérieure isolée en ouate de cellulose, pour différentes épaisseurs d’isolant

 

2. Optimiser les éléments de base

Rendre plus performants les équipements indispensables dans toute maison :

• Fenêtres : mais l’ouverture volontaire des fenêtres rend la qualité de l’air intérieur très aléatoire.
• Ventilation : pour avoir une bonne qualité de l’air intérieur, il est nécessaire d’avoir recours à un système de ventilation mécanique assistée (obligatoire en France pour les logements neufs depuis 1982). (Voir le module consacré à la qualité de l’air intérieur)
• Appoint de chaleur qui sert à produire la chaleur complémentaire pour assurer une température de consigne à 20° au sein de l’enveloppe.

L’appoint de chaleur : redistribution de la chaleur récupérée sur l’air vicié extrait.

 

Les critères du standard maisons passives (définis par le PHI de Darmstadt)

Le label passif allemand est le seul en Europe à avoir ce niveau d’exigence pour ces différents postes.

La règle utilisée au sein de Chênelet Construction est celle des 20-60 : 20 est le maximum de part de surface vitrée

Construction passive : construction conventionnelle ou filière d’éco-construction?

 

Les critères du standard maisons passives (définis par le PHI de Darmstadt)

 

Construction passive : construction conventionnelle ou filière d’éco-construction

Exemple de construction passive en Allemagne : polystyrène expansé, OSB menuiseries aluminium, étanchéité bitume coulé…

L’éco-construction selon Chênelet construction :

• Logement social
• Avec des personnes en insertion
• Avec des matières premières locales peu transformées (bois, argile, paille qui a été reconnue récemment comme matériau d’isolation, chanvre, lin…)
• Utilisation de matériaux sains, à faible impact (écobilan), générant de la valeur ajoutée (h de main d’œuvre)
• Constructions à charges maîtrisées
• Utilisation des énergies gratuites et renouvelables (conception bioclimatique, solaire ou biomasse)

4) L’enveloppe et sa qualité

 

• Conception bioclimatique  : favoriser les apports solaires gratuits
• Compacité : minimiser les surfaces déperditives pour un même volume habitable
• Vitrages très performants
• Favoriser l’inertie : la régulation naturelle du climat intérieur (voir le module de formation consacré à l’inertie
• Isolation thermique : point crucial en hiver (murs), très important pour dormir l’été (toiture)
• Ventilation nocture : le rafraichissement « free cooling »
• Les ponts thermiques : concevoir et réaliser des bâtiments sans ponts thermiques (psi <0,01 W/m.K)
• L’étanchéité à l’air : tout mouvement d’air au sein des éléments constructifs dégrade considérablement le pouvoir isolant équivalent. Une absolue nécessité en design passif

 

La conception bioclimatique

 

La Compacité : minimiser les surfaces déperditives pour un même volume habitable

 

L’inertie (capacité thermique globale)

 

L’isolation thermique : 30 cm de murs, 40 cm de toiture, 20 cm de dalles

 

Ventilation nocturne : le Free Cooling

 

Les ponts thermiques : un savoir faire « français »

 

Les ponts thermiques : un savoir–faire « français »

Les pertes d’énergie se situent  au niveau des menuiseries et au niveau de la liaison mur extérieur-rampant de toiture (plus qu’un pont thermique, il s’agit d’une zone complète non isolée).

L’étanchéité à l’air (mais pas à la migration de vapeur)

5. Les systèmes de production d’énergie

 

• Ventilation double flux avec échangeur à haut rendement : favoriser les apports solaires gratuits, particulièrement adaptée aux bâtiments à faibles besoins énergétiques.
• Production de l’eau chaude sanitaire : minimiser les surfaces déperditives pour un même volume habitable
• Besoins de chauffage complémentaires
• Ventilation double flux : un des équipements certifiés par le PHI (hwww.passiv.de/03_zer/Komp/Z_Komp_F.htm)

Quelques marques certifiées par le PHI : Paul, Zenhder, Plugit, Stiebel, Tecalor, MECO, HELIOS, AEREX…

 

Production de l’eau chaude sanitaire : favoriser les énergies renouvelables

Equipements électriques

Un principe : équiper la maison en appareils électrodomestiques à très faible consommation d’énergie

Voir le très bon site d’olivier sidler : Enertech

Dernière note technique sur les usages spécifiques

de l’électricité dans le secteur résidentiel (2009)

Enertech www.enertech.fr/Usages.html

 

4. Exemples de réalisation

• Film maison passive au Luxembourg http://www.youtube.com/watch?v=ZrakzBf-C7c
• Projet bâtiment passif paille à Landrethun le nord (conception en cours Chênelet construction)
• Projet coopérative Baraka, Roubaix
• Projet bâtiment passif paille à Landrethun le nord (conception en cours Chênelet construction, SCI Chênelet Habitat. Mathieu Marty Architecte)

 

Projet bâtiment passif paille à Landrethun le nord (conception en cours Chênelet construction, SCI Chênelet Habitat. Mathieu Marty Architecte)

Projet bâtiment passif paille à Landrethun le nord (conception en cours Chênelet construction, SCI Chênelet Habitat. Mathieu Marty Architecte)

Projet bâtiment passif paille à Landrethun le nord (conception en cours Chênelet construction, SCI Chênelet Habitat. Mathieu Marty Architecte)

 

Projet coopérative Baraka, Roubaix. Restaurant biologique dédié à l’insertion par l’activité de personnes en difficulté. Mathieu Marty architecte.

Principe de ventilation double flux avec mur capteur. Ingénierie SCOP SPL

 

6. Sources et liens

 

PHI : Passiv Hauss Institut, le site officiel du standard passif www.passiv.de

La maison passive France : le site de la maison passive France, association de professionnels portant la promotion de la conception passive en France (y compris cours en ligne) www.lamaisonpassive.fr

Plate forme belge « maison passive » : le site de la plate forme belge professionnelle dédiée à la promotion du standard passif en Belgique (pmp plate forme maison passive sur google). Lire la très bonne publication « Be.passive » disponible sur www.bepassive.be

Coopérative baraka :www.cooperativebaraka.fr

Chenelet construction : www.chenelet.org, avec modules de formation thématiques en ligne (chênelet construction)