"passive+architecture" FR by A2M's projects

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architecture stratégies, expériences et regards croisés en Belgique

stratégies, expériences et regards croisés en Belgique

Sur le chemin, ouvert par l’Union Européenne, de la conception de bâtiments à consommation énergétique quasi nulle, l’approche passive conduit à l’optimum de compétence énergétique du bâti, tant en construction neuve qu’en rénovation. Et, loin des gadgets technologiques, elle le fait en revisitant les fondamentaux de l’architecture…

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ISBN 978-2-9601590-0-4

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Le passif a déjà changé le paysage de la construction en Belgique. En croisant les regards de l’architecte, de l’ingénieur, du constructeur, du juriste, de l’occupant ou encore du scientifique, Architecture + Passive rend compte de l’état actuel des réflexions et de l’expérience accumulée ces dix dernières années. Ce livre repositionne l’énergie dans la culture architecturale et sa tradition d’innovation. Il permet de juger par soi-même du passif, d’en comprendre les avantages et d’en déjouer les limites. C’est un livre destiné aux professionnels qui souhaitent répondre aux défis socio-environnementaux émergents et assumer pleinement leurs rôles d’acteurs dans un monde en transition.

stratégies, expériences et regards croisés en Belgique

En Belgique, à Bruxelles en particulier, c’est en dix ans plus d’un million de m² de bâtiments passifs (maisons, immeubles de logements, bureaux, écoles ou crèches…) qui sont déjà construits ou rénovés, en chantier ou habités. Dorénavant, des milliers de professionnels du bâtiment, d’occupants ou d’usagers « font du passif », parfois sans le savoir. Son adoption par la Région de Bruxelles-Capitale n’est pas passée inaperçue et inspire d’autres régions d’Europe ou des ÉtatsUnis, qui souhaitent aussi développer leurs compétences en construction durable et réduire leur dépendance carbone.

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En avril 2007, les asbl pmp et php1 ont organisé à Bruxelles l’événement Ice Challenge pour promouvoir l’isolation des bâtiments : deux grands blocs de glace de 1,3 t ont été déposés dans deux pavillons, un vert (très isolé) et un rouge (pas du tout isolé). Le premier bloc a entièrement fondu en 11 jours. Quant au second, les Bruxellois ont pu vérifier qu’il pesait encore 456 kg après 44 jours… grâce à l’isolation.2

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Ice Challenge | Bruxelles | Bruxelles Environnement pmp - php | A2M

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Ce livre est né à l’initiative de l’asbl be.passive, qui relaie auprès des professionnels et du grand public l’expérience la plus actuelle en matière de conception passive en Belgique. Il est le fruit d’une collaboration avec la Plateforme Maison Passive, la Faculté d’Architecture de l’Université Libre de Bruxelles et Bruxelles Environnement. Se croisent ici les regards de l’architecte, de l’ingénieur, du juriste, de l’entrepreneur, du maitre d’ouvrage, de l’enseignant et du passionné. Tous partagent ici leur expérience des réalités de la conception passive en Belgique. Ils ont rassemblé ce qu’il faut savoir pour concevoir des bâtiments passifs et mettre l’énergie du côté de la solution, pas du côté du problème ! Vous pourrez en prolonger la lecture par les milliers de pages disponibles en libre accès sur le site du magazine d’architecture be.passive3. Le standard passif se développe rapidement : il offre des moyens concrets pour bâtir de manière écoresponsable. Il permet au maitre d’ouvrage et à l’architecte de contribuer au bien commun. Au-delà des bonnes intentions, c’est aussi une question de responsabilité professionnelle. Depuis toujours la société exige des garanties : que tout bâtiment soit solide, étanche et sain. Aujourd’hui, émerge une nouvelle garantie énergétique : que tout bâtiment soit économe et durable, à la mesure des enjeux énergétiques et climatiques planétaires.

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Ce nouveau "contrat social" distille des exigences réglementaires qui n’auront pas surpris les observateurs de la planète, depuis bien avant le premier choc pétrolier (1973) jusqu’aux derniers rapports du GIEC4 sur le changement climatique (2014). L’engouement du passif en apporte la preuve, avec plus de 1,5 millions de m² de bâtiments construits ou en projet dans tout le pays depuis une dizaine d’années. Mais il a pris de court d’autres praticiens. Ce livre leur est aussi destiné. Il n’imposera aucune solution qu’ils ne souhaiteront pas : la conception passive ne remplace pas la conception architecturale. Il sera aux architectes ce que Sancho Panza est à Don Quichotte : un serviteur parfois abrupt, mais toujours au service de son maître.

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C’est, à notre connaissance, la Région de Bruxelles-Capitale qui a, la première en Belgique, tiré les conséquences de cette nouvelle donne. C’est grâce à elle que ce livre est entre vos mains. Nous remercions l’administration de Bruxelles Environnement d’avoir soutenu et enrichi notre projet. Les éventuelles erreurs de ce texte restent cependant les nôtres.

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De 0 à 1 000 projets De 0 à 1 280 000 m²

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2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Inventaire des projets passifs en Belgique (début 2014)

Références: 1 www.maisonpassive.be ; www.passiefhuisplatforme.be. 2 be.passive 02, p.56. 3 www.bepassive.be. 4 Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, www.ipcc.ch

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Wallonie 150 000 m²

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Flandre Bruxelles

Wallonie

Bruxelles 1 000 000 m²

Projets passifs en m² par région

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user guide

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Le "stabilotage" en jaune permet de renvoyer vers d'autres parties du livre afin d'approfondir la question, ou simplement pour donner un angle de vue complémentaire sur le sujet. Le renvoi et la pagination sont reproduits sur la page de gauche.

> 3.2.1.1 p 305

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Tout petit, tout petit la planète Plastic Bertrand

Le "GPS": cette zone permet de se localiser dans le livre. Chaque chapitre est différencié par une couleur et un mot; par ex. chapitre 01 = "define" et couleur ocre.

Les notes sont rassemblées à la fin du chapitre.

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sommaire

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de l'approche passive au standard passif 1.1.

1.2.

De la consommation d’énergie à la compétence énergétique 18

1.1.1. Plus qu’une question de kWh ?

1.1.2. Une approche énergétique des bâtiments ?

1.1.3. Une question de compétence… énergétique !

1.1.4. Quelques balises historiques

1.1.5. Un concept cohérent

Concepts énergétiques et comportement du bâtiment

1.2.1. Équilibres énergétiques

1.2.2. Quel est le rôle de l’isolation ?

1.2.3. Quel est l’impact de l’implantation ?

1.2.4. Le "tempérament" passif

1.3.

Critères du standard passif et “PEB Passif 2015”

1.3.1. Le standard passif

1.3.2. La “PEB Passif 2015” en Région de Bruxelles-Capitale

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tout petit, tout petit la planète (Plastic Bertrand) Bernard Deprez

Soyons clairs : le problème n’est pas architectural, mais énergétique. Les énergies fissiles et fossiles ne sont pas renouvelables. Les réserves de charbon, de gaz et de pétrole sont considérables, mais leur exploitation est de plus en plus chère et risquée. Elle génère des tensions internationales, des pollutions et des coûts extravagants1. Selon l’Union européenne (UE), les polluants issus de leur combustion induisent une surmortalité de 12 400 décès par an en Belgique2, proportionnellement quatre fois plus qu’en Chine3 ! Les énergies fossiles provoquent 85% du réchauffement climatique4. Les scientifiques estiment que les émissions de CO2 ont dépassé les “limites de la planète5”. Le GIEC6 considère qu’il faudra les réduire de 85% d’ici 2050. Tout statu quo renforce ce scénario destructeur car, en Europe, les bâtiments consomment 40% de l’énergie primaire. Ils sont un élément clé de la solution7. Avec une très faible activité en rénovation et en construction neuve, seuls des objectifs ambitieux répondront aux prescriptions du GIEC. Or 2050 est l’horizon des bâtiments conçus ou rénovés aujourd’hui : ce doit être l’horizon de nos concepteurs. Quelles sont les logiques énergétiques de ce monde qui n’est pas sans limite ? Les possibilités sont nombreuses, mais la simple accumulation de technologies ne suffit pas ! Une approche critique est indispensable pour éviter l’erreur, le gadget et l’effet rebond8. Des études9 récentes ont montré que l’Europe et la Belgique peuvent se convertir à une économie alimentée à 100% à l’énergie renouvelable (ER). Cette “transition énergétique” appelle à transformer nos filières industrielles et à réviser notre aménagement du territoire, nos typologies architecturales et nos traditions constructives. Selon Rem Koolhaas, “des critères d’efficience énergétique des bâtiments sont nécessaires en construction neuve. Ils doivent viser une consommation quasi nulle à l’instar du standard passif.10” Or le fonctionnement énergétique d’un bâtiment n’est pas celui d’une machine ou d’un capteur solaire. L’approche passive se fonde non sur une technologie rapportée, mais sur le potentiel intrinsèque de toute construction destinée à être habitée : la conservation de l’énergie. Implantation, parois, matériaux, tout le vocabulaire du constructeur est invité à ajouter une nouvelle compétence – énergétique – aux traditionnelles qualités de robustesse, fonctionnalité et spatialité.

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Avant d’être un “standard”, le “passif” est la logique énergétique naturelle des bâtiments, celle qui révèle et valorise le potentiel énergétique de la construction. Son efficacité se fonde sur la matérialité du bâti, bien plus que sur ses équipements. C’est pourquoi le passif s’adresse autant à la construction neuve qu’à la rénovation, autant à la conception basse que zéro énergie : les mêmes principes conduisant aux mêmes résultats, la performance effective dépendra des spécificités de chaque situation.

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isolation renforcée

ventilation double ﬂux échangeur de chaleur certification

volume protégé enveloppe étanche et freine-vapeur protection solaire

si si! ca s'ouvre comme une fenêtre passive! surface déperditive Variation sur le thème de Superman créé par Jerry Siegel et Joe Shuster

rupture de pont thermique

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1.1. De la consommation d’énergie à la compétence énergétique > 1.3.2 P. 51

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> 1.3.1 p. 44 > 1.3.1.1 p. 46 > 5.1.1 p. 340 > 5.2.1 p. 344

1.1.1. Plus qu’une question de kWh ? L’énergie n’est pour beaucoup qu’une histoire de factures à payer. Depuis toujours, l’humanité a construit des bâtiments robustes, qu’elle a ensuite habité vaille que vaille, souvent dans l’inconfort et la maladie. Comme si l’espace bâti n’avait naturellement aucune compétence énergétique propre... Or tous les bâtiments obéissent à une même logique énergétique : ils s’opposent naturellement aux échanges de chaleur et valorisent l’énergie ambiante. C’est l’approche solaire passive, dont le “standard passif” est l’aboutissement. Le chauffage constitue en Belgique la principale consommation d’énergie des bâtiments. Par une isolation et une étanchéité à l’air renforcées, l’approche passive réduit les déperditions thermiques et valorise les apports d’énergie reçus du soleil ou générés par l’occupation du bâtiment. Une réduction additionnelle décisive est permise par un récupérateur de chaleur équipant un système de ventilation double flux. Cette association agit de manière indivise sur le confort et le bilan énergétique. Le standard passif assure un climat intérieur confortable en été comme en hiver en limitant considérablement les consommations de chauffage et de refroidissement. Par le travail approprié de l’espace (orientation, forme, compacité) et des matériaux (isolation, étanchéité), il réduit le besoin de chauffage à un niveau si bas qu’un équipement conventionnel n’est plus utile : à confort égal, une installation simple et de puissance réduite suffit. L’approche passive permet de formuler des critères de performance, ceux du standard passif. C’est un avantage appréciable : ses critères sont vérifiables par calcul (grâce à un logiciel éprouvé : le PHPP ) et sur chantier (par un test mesurant l’étanchéité à l’air du bâtiment), ce qui conduit à une certification reconnue. Depuis sa création en 1991 par le Passivhaus Institut (PHI), des dizaines de milliers de logements, des bureaux, des écoles, des crèches, des supermarchés, etc. ont été réalisés en Europe et témoignent que le concept est robuste et les solutions techniques, accessibles. En Belgique aussi, des centaines de bâtiments et des milliers de logements passifs ont été construits (et souvent certifiés) ou sont en cours de réalisation11. Ici aussi, leurs affectations sont aussi variées que leurs écritures architecturales. Ici

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aussi, les exemples en rénovation passive ou très basse énergie abondent12. Des critères dérivés du standard passif existent aussi : EnerPHit13 (qui certifie la rénovation énergétique passive du bâti existant en Allemagne) ou la réglementation “PEB Passif 2015” à Bruxelles-Capitale.

Car l’énergie est au cœur du vivant : c’est beaucoup plus qu’une simple affaire de kWh. Elle structure toute conception durable des bâtiments : elle est intimement liée aux équilibres planétaires et est indispensable à la bonne santé des habitants. Elle est au cœur de nos modes de vie (confort, bien-être, mobilité) et fait l’objet d’une régulation croissante (PEB15, fiscalité, etc.) pour contrer certaines formes d’iniquité (précarité, vulnérabilité énergétique). La consommation d’énergie est un problème environnemental et économique car il mobilise de grands flux financiers. Il est aussi social car “se chauffer et s’éclairer sont des droits imprescriptibles16” dans nos sociétés.

1.1.2. Une approche énergétique des bâtiments ? Distinguons l’énergie qui "part en fumée" (l’énergie de fonctionnement du bâtiment) de celle transformée en matériau et en fonctionnalité (l’énergie grise ). Pour réduire la consommation d’énergie de fonctionnement des bâtiments, il n’existe que trois principes de base, formulés par le Trias Energetica17 : 1. Réduire les besoins et mettre en œuvre toute mesure favorisant la sobriété pour “consommer moins” ; 2. Utiliser les énergies renouvelables (ER) pour “consommer autrement” ; 3. Rendre les technologies plus efficaces pour réduire les pertes et “consommer mieux”.

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En se focalisant sur le chauffage, le standard passif apporte sa crédibilité à toute approche durable en matière de confort, bien-être et santé, indépendance énergétique, valorisation des énergies ambiantes, réduction des consommations et des émissions polluantes… À Bruxelles-Capitale, plus de 56% des 243 lauréats des appels à bâtiments exemplaires14 en construction durable sont passifs.

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L’énergie la plus durable est celle qui est épargnée Sobriété

1. Prévenir le gaspillage d’énergie 2. Utilisation efficace des énergies renouvelables 3. Utilisation efficace des énergies nonrenouvelables

Efficacité

né

Renouvelable

L’approche Negawatt18 met en avant les mêmes principes.

1.1.2.1. Conserver ou produire l’énergie ? Les technologies actuelles de production ER ne suffisent pas à remplacer les énergies fossiles. Conserver l’énergie est donc indispensable. C’est relativement aisé dans le secteur du bâtiment, mais plus difficile dans d’autres secteurs (transport, industrie, etc.). Conservation et production ER peuvent être associées, mais les deux logiques sont intrinsèquement différentes :

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•

Tous les matériaux opposent naturellement une résistance thermique aux flux de chaleur ; mais au-delà d’un certain point, améliorer l’isolation d’un bâtiment n’apporte plus grand-chose. La puissance d’isolation (“NégaWatt” : Unon isolé – Uisolé) apportée par l’isolant suit une courbe “plafonnante”.

•

Inversement, la puissance d’une installation ER est linéaire : pour produire plus, il suffit d’ajouter plus de technologie (surface ou profondeur de captage, etc.). Le kWh produit par une installation technique ne “plafonne” pas (tant qu’une surface de captage est disponible).

Faut-il alors préférer isoler et/ou produire des ER ? C’est égal d’un point de vue énergétique. Financièrement, ça dépend des technologies et des circonstances (primes, etc.). Mais du point de vue de la valeur du bâti, c’est une autre histoire : isoler un bâtiment “à moitié” aurait pour conséquence de le figer dans un état où tout son potentiel d’économie (passive) n’est pas valorisé. Il risque d’être ensuite plus coûteux à améliorer car il faudra modifier certaines des caractéristiques fondamentales qui constituent sa “compétence énergétique”. Face aux exigences énergétiques futures, isoler en deçà du niveau passif aujourd’hui risque de conduire à des situations d’obsolescence19 “programmée”.

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1.1.2.2. L’approche passive : conserver l’énergie

Le standard passif se focalise sur le potentiel de conservation d’énergie de chauffage du bâti. Son critère central est un besoin réduit: le fameux 15 kWh/m².an. Et s’il se “limite” à 15 (sans viser 0 kWh), c’est parce que toute réduction supplémentaire conduirait à des choix constructifs déraisonnables (surcoût, surépaisseur, etc.). Le standard passif va jusqu’au bout du principe de sobriété du Trias energetica. Au-delà du passif, il faut produire des ER et abandonner le champ architectural pour celui des équipements. En se dotant d’une technologie active ER, le bâti (passif) devient à proprement parler non pas actif, mais hybride.

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La conservation de l’énergie est un phénomène intrinsèque du bâti : toute architecture est donc génétiquement “passive”. L’évolution des réglementations thermiques répond d’ailleurs en tous points au Trias : entamée avec le K70 (isolation) en 1984 et prolongée par le BE500 (prise en compte des apports gratuits), développée ensuite avec la PEB pour intégrer les ER, les pertes des équipements et l’énergie primaire…

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1.1.2.3. Une bioclimatique revisitée L’approche passive est 100% bioclimatique. Ses principes sont applicables partout. Bien sûr, les stratégies d’été prennent le pas dans les pays du Sud sur les stratégies d’hiver des pays du Nord. Mais nos climats tempérés connaissent des alternances de froid et de chaleur : ils appellent une approche bioclimatique double. Quatre stratégies d’hiver sont mises en avant pour concilier confort et économie d’énergie : 1. conserver la chaleur par l’isolation des parois, l’étanchéité à l’air, la compacité, le zonage thermique ; la chaleur de l’air est conservée grâce à un échangeur (éventuellement prolongé d’un puits canadien) ; dès qu’il n’est plus nécessaire de se protéger du froid, il peut être “by-passé” ou désactivé pour revenir à une ventilation naturelle; 2. capter le rayonnement solaire par l’orientation du plan et des ouvertures, la qualité des vitrages, etc. ; 3. distribuer la chaleur dans l’espace grâce à une conception fluide et, en hiver, par la ventilation mécanique et son échangeur ; 4. stocker la chaleur par le choix de matériaux à forte inertie thermique et d’installations techniques (ballon d’eau chaude).

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En été, l’occupant utilise son échangeur (il est déconnectable) et ses fenêtres20 (elles peuvent être ouvertes) en fonction de ses besoins et/ou de ses habitudes . Les solutions passives associent cinq stratégies estivales :

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•

protéger de la chaleur par les mêmes dispositifs qu’en hiver (isolation, étanchéité à l’air) ; un bâtiment passif aura parfois intérêt à fermer les fenêtres pour que l’isolation et l’étanchéité fonctionnent pleinement comme amortisseur thermique ;

•

ombrer les vitrages exposés et réguler l’insolation réelle en fonction du site et des protections solaires (débords de toiture, stores, feuillage, etc.);

•

minimiser les apports internes pour réduire les sources inutiles de chaleur (dimming, etc.);

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Aeropolis II | Schaerbeek | Maison du Travail asbl | architecte: Architectes Associés

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Triple vitrage Etanchéité à l’air Isolation

façade intérieur bois respirante et acoustique Luminaires performants + régulation par détecteur de présence

Hiver Standard maison passive

gains internes

Optimisation des apports solaires Eté jour Climatisation passive Stores à lamelles réglées automatiquement Eté nuit Ventilation nocturne

ventilation parking échangeur de chaleur à roue

puit canadien

Masse thermique Surface rayonnante Commande stores et ouvrants (individuels)

ventilation parking

Slab cooling Ouverture automatique de nuit

extraction en toiture

puit canadien

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Amenée d’air naturelle

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Nebraska straw bale house, 19è siècle

Maisons “herbetourbe” en Islande

La maison isothermique “feuillette”, 1921 et la rénovation en 2011

•

dissiper les surchauffes en absorbant le réchauffement de l’air (grâce à l’inertie thermique), en by-passant l’échangeur, en permettant une ventilation naturelle intensive ;

•

refroidir naturellement en utilisant l’évaporation de l’eau (échangeur adiabatique), un puits canadien ou l’évapotranspiration des végétaux.

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1.1.3. Une question de compétence… énergétique ! Concevoir un bâtiment, c’est définir sa compétence21 (structurelle, fonctionnelle, énergétique), bien plus que sa fonctionnalité réelle (qui évolue au fil du temps), sa consommation énergétique (qui dépend des usagers), son identité ou sa valeur (qui tient à l’histoire ou au marché). La compétence du bâtiment forme son “code génétique”22 et lui est irrévocablement assignée à la conception par des caractéristiques définies une fois pour toutes : orientation, compacité, matériaux, dimensions, épaisseur d’isolation, portance, etc. Elle détermine l’éventail des possibles du bâtiment. Elle est très coûteuse à modifier a posteriori.

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Or la réalité économique des bâtiments, c’est qu’ils ont une longue durée de vie. Aujourd’hui, tout bâtiment neuf ou rénové doit être ou devenir “compétent” pour faire face à moindre frais à un avenir indubitablement conditionné par le renforcement des politiques d’économie d’énergie et de lutte contre le réchauffement climatique. À l’avenir, il faudra pouvoir mobiliser 100% de la compétence énergétique du bâti (conserver l’énergie) et 100% du potentiel disponible en ER (produire). Prendre cette réalité à la légère conduirait à des situations de lock-in qui rendent les bâtiments obsolètes et les poussent vers

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Or le passif conduit à investir davantage dans le bâti pour conserver l’énergie : il développe donc sa compétence énergétique. Cette approche donne des bâtiments qui sont à la fois efficaces (parce que très isolés) et résilients (moins dépendants des équipements). Efficacité et résilience énergétique touchent ici à la conception architecturale, pas à un problème d’installation technique.

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illette”, 1

Jacobs house II, Frank Lloyd Wright, 1944, Wisconsin, USA

la décote. En effet, réisoler a posteriori sera toujours moins rentable que bien isoler a priori car son coût ne pourra s’amortir que sur l’économie d’énergie marginale permise par le complément d’isolation…

L’amélioration de la compétence énergétique est un des fils rouges de l’histoire de la construction. Au 18e siècle, la crise du bois de chauffe en Islande conduit aux premières maisons “passives” en sapin recouvertes de terre engazonnée. Au 19e, les pionniers américains inventent la maison de paille au Nebraska. En 1921, la France construit la maison Feuillette23, une maison “isotherme” combinant une ossature bois et une isolation en paille. En 1935, l’invention du double vitrage aux États-Unis popularise les solar homes. La crise de l’énergie en 1973 rappelle la nécessité d’un habitat moins énergivore. L’ère de la “chasse au gaspi” voit la recherche de matériaux isolants et le retour du solaire, en mode passif (les fenêtres) ou actif (les capteurs). On cherche à réduire la principale consommation d’énergie du ménage : le chauffage. En 1982, Amory Lovins, aux États-Unis (Rocky Mountain Institute) et les professeurs De Herde (UCL) et Hens (KUL) en Belgique travaillent à la meilleure adéquation possible entre bâtiment, climat et occupants. Des réseaux scientifiques comme PLEA (Passive and Low Energy Architecture) sont créés notamment pour répondre à la conception irresponsable qui caractérise alors l’architecture post-moderne. Au fil des ans, leurs symposiums internationaux s’ouvrent aux questions d’architecture et d’urbanisme durable24. La réflexion progresse sur l’isolation, les ponts thermiques, l’étanchéité, les vitrages et la ventilation contrôlée. Des expériences de maisons trèsbasse et zéro énergie sont lancées en Europe et aux États-Unis. La première maison passive expérimentale est construite à Copenhague25 en 1973. En Suède et au Danemark, la maison basse énergie devient le standard de la construction neuve en 1985. La maison Pléiade est construite à Louvain-laNeuve en 1992.

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1.1.4. Quelques balises historiques

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“Coupe salvatrice” Le Corbusier

La maison à énergie nulle du DTHsur le campus de Copenhague

Passive par 2164 m d’altitude: le Rocky Mountains Institute d’Amory & Hunter Lovins

Station Polaire Princesse Elisabeth | Antarctique | The International Polar Foundation | architecte: Samyn & partners

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Maison Pléiade, architecte: Jaspard

Passivehouse Darmstadt-Kranichstein | Passive House Developers Society | architecte: Bott- Ridder- Westermeyer

En 1988, les professeurs Adamson et Feist travaillent à un concept novateur : la Passivhaus. Ils veulent éliminer tout système de chauffage conventionnel en confiant l’appoint de chauffage et de rafraîchissement au système de ventilation : “Une maison passive est un bâtiment dans lequel le confort thermique (tel que défini par la norme ISO 7730) est réalisé seulement par le réchauffement ou le rafraîchissement de l’air neuf, nécessaire à la qualité de l’air intérieur (DIN 1946), sans utiliser d’autre circulation d’air.26” Cette définition du passif est fonctionnelle, elle ne contient aucune valeur et est valable pour tout climat : c’est un concept fondamental. Il est validé en 1991 par la construction d’un bâtiment expérimental de 4 logements à Darmstadt27.

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Les premières expériences mettent en lumière l’importance, alors sous-estimée, de l’étanchéité à l’air et de fenêtres plus performantes. On abandonne les projets conçus comme des “sapins de noël technologiques” (trop peu fiables) pour imposer plus de simplicité : Keep it Simple, Stupid (KISS) !

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1.1.5. Un concept cohérent > 1.3.1 p. 44

Le passif est un concept : il a sa logique propre. Parce qu’il est clair, il se traduit en critères clairs, qui forment le standard passif . D’autres approches existent qui conduisent à d’autres formes d’efficacité énergétique : elles ne sont pas “passives” et s’adressent plus aux équipements qu’à la construction des bâtiments28.

1.1.5.1. Rigueur et qualité

> 1.3.2 p. 51

La méthodologie du standard passif peut être perçue comme rigoureuse par un secteur parfois livré au flou artistique en matière de performance (confort, énergie, lumière, qualité de l’air, prix, etc.). Vérifier et certifier le niveau de prestation énergétique d’un bâtiment est une pratique nouvelle. Ce passage d’une obligation de moyens (“faire son possible”) à une obligation de résultat (“atteindre la cible”) rencontre bien sûr des résistances. C’est pourtant par l’imposition de tels critères que de nombreuses industries ont amélioré la qualité de leurs produits, ce qu’on peut espérer dans le secteur immobilier.

1.1.5.2. Rendre l’économie accessible Le passif est devenu un formidable mouvement d’empowerment en Belgique. Rien qu’à Bruxelles, plus de 900 000 m² de bâtiments passifs (neufs ou rénovés) ont été construits ou sont actuellement en projet29. La dynamique des six appels à projets30 “Bâtiments Exemplaires”(Batex) bruxellois est largement portée par le passif, avec plus de 56% de lauréats et 66% des logements publics. Il tire le marché vers l’excellence. Même la promotion de bureau semble aujourd’hui adopter le passif avec de grands projets de tours. Maitres d’ouvrage, architectes, ingénieurs, entreprises : tous se sont emparés des savoirs et savoir-faire que les universitaires et industriels de la construction disaient naguère inaccessibles et trop chers… C’est ce phénomène social de “prise de savoir” qui fait la force du passif et explique qu’il soit vécu comme un engagement créatif dépassant les questions techniques. C’est aussi pourquoi la recherche continue au niveau des matériaux ou des installations comme sur le plan architectonique. On sent la démarche ouverte,

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curieuse et exigeante. Elle est porteuse de nouvelles évolutions et capable de remises en question (à quand du passif sans ventilation mécanique)31...

Sur le fond, les critères définis par le PHI pour différents climats d’Allemagne sont cohérents sur l’ensemble de la Belgique, qui présente des conditions météorologiques analogues. Contrairement à la PEB, le logiciel PHPP utilise toujours des fichiers représentatifs des conditions météo locales. Au niveau international, le PHI et de nombreux pays se sont interrogés sur l’universalité des critères passifs. Certains les ont adaptés (Finlande) ou complétés (USA)32, mais quels que soient les ajustements apportés ici ou là, la cohérence de l’approche passive l’a fait adopter par plusieurs organisations internationales33. Plusieurs pouvoirs publics se sont inspirés du standard passif original en tenant compte de réglementations ou de situation locales. En 2010, la Ville d’Aix-la-chapelle a créé son propre standard34. En 2015, la Région de Bruxelles-Capitale fait entrer en vigueur les exigences ”PEB Passif 2015”35. En 2017, un passif adapté sera la norme au Grand-Duché du Luxembourg.

Bruxelles

define

1.1.5.3. Le standard et ses dérivés

www.brusselpassief.be

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1.2. Concepts énergétiques et comportement du bâtiment 1.2.1. Équilibres énergétiques Le confort thermique dans un bâtiment tient à ce que les apports de chaleur compensent les pertes. Ces apports sont coûteux (le chauffage) ou gratuits (les apports solaires et internes). Pour réduire le besoin de chauffage (BNC), il faut donc (1) limiter les pertes et (2) valoriser les apports gratuits. C’est ce double rôle qu’assurent les trois principes fondamentaux de la conception passive : isolation et étanchéité à l’air renforcées et récupération de chaleur sur la ventilation. Ces principes valent pour tout bâtiment, qu’il soit certifié passif ou non, résidentiel ou tertiaire.

1.2.1.1. Réduire les déperditions Le bâtiment fonctionne comme un "transformateur bioclimatique" : des transferts de chaleur apparaissent naturellement parce que le bâti génère des écarts de températures DT entre intérieur et extérieur. Les caractéristiques constructives déterminent la puissance déperditive totale PB [W/K] : c’est l’énergie transitant chaque seconde [W=J/s] par le bâtiment pour un DT de 1 K. PB dépend de (1) l’isolation (U, ponts thermiques), des échanges d’air liés à (2) la ventilation (dont une partie de la chaleur est récupérable) et (3) des défauts d’étanchéité à l’air de l’enveloppe. Renforcer l’isolation et l’étanchéité à l’air et utiliser un échangeur de chaleur réduisent les déperditions, comme illustré (graphe p. 32) pour un petit bâtiment de référence36 : Pour calculer la puissance déperditive effective du bâtiment, il faut ensuite évaluer DT et obtenir une puissance [W] P = PB*DT. Il reste à estimer la durée pendant laquelle cette puissance s’applique au bâtiment : c’est le sens des Degrés-Jour (D°J).

Maison GBL | Lokeren | Gert Stuyven & Bea Hageman | architecte: BLAF architecten

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31 24/10/2014 17:43:20

350

300

250

200

150

100

Uopaq=0,12 / 3V / éch=85% / n50= 0.6

Uopaq=0,48 / 2V / éch=0% / n50= 3

Réduction de la puissance déperditive PB (W/K)

1.2.1.2. Définir les degrés-Jours Les Degrés-Jour (D°J) mesurent l’écart de température journalier à combler entre intérieur et extérieur. Cette valeur caractérise le climat d’un lieu : à Uccle, par exemple, ils valent 3 286 D°J sur la saison de chauffe (pour Tint=20°C). Sept

Oct

Nov

Déc

Jan

Fév

Mar

Avr

Mai

Tint

Text moey, Uccle

11.2

6.3

3.5

3.9

3.2

5.9

9.2

13.3

7.96

ΔT° C

8.8

13.7

16.5

16.8

16.1

14.1

10.8

6.7

600

Jmois

273

D°Jmois

150

273

411

512

521

451

437

324

208

3286

400

200

Dans les bâtiments, l’écart de température est comblé grâce à 3 types d’apport de chaleur : les gains internes générés par l’occupation (chaleur corporelle, appareils électriques, luminaires, etc.), les gains solaires passifs recueillis par les fenêtres et, si les deux premiers sont insuffisants, le chauffage. On a donc toujours l’égalité : D°Jsaison de chauffe = D°Jinternes + D°Jsolaires + D°Jchauffage L’isolation, l’étanchéité à l’air et la récupération de chaleur réduisent la part de chauffage actif (D°Jch en haut) en valorisant les apports solaires et internes : le chauffage recule grâce à des apports solaires et internes mieux valorisés, en fonction de la destination (résidentielle ou tertiaire37) du bâtiment.

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1000

800

Mois

1200

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3500 3000

D°J ch

2500 2000 D°J sol

1500 1000

D°J int

W/K

500

Très déperditif

Niveau passif

Degrés-Jours : chauffage, gains solaires et internes

Pour notre bâtiment de référence, la réduction des déperditions jusqu’au niveau passif améliore l’utilisation des apports gratuits (D°Jsolaire+interne/kWh) d’un facteur 10, chaque kWh gratuit contribuant ici à 0,3 D°J en passif (contre 0,03 dans le cas très déperditif) : Hv, iné

1000

Hv, san HT

800

1.00

D°J/kWh.an

1200

0.90 0.80

Valorisation Apports Gratuit D° /J.an

600

0.70 0.40 0.30

400

W/K

0.10

0 Très déperditif

0.00

Niveau passif

Réduction des déperditions et valorisation des apports gratuits

1200 Hv, iné 1000

Hv, san HT

kWh.an

Si les D°J gratuits augmentent, la quantité d’énergie gratuite utile pour atteindre Tint=20°C diminue en même temps que les déperditions. Ceci rend le bâtiment paradoxalement moins dépendant d’une orientation solaire “idéale”.

800

12 000 10 000 8 000

600

6 000

Apports Gratuit (kWh/an)

400

4 000

200

W/K

define

0.20

200

2 000

0 Très déperditif

Niveau passif

Réduction des déperditions et des apports gratuits utiles

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Comme l’insolation en un lieu peut être disponible en excès, les apports non “utiles” améliorent le confort au-delà de 20°C en mi-saison, mais doivent être contrôlés pour éviter la surchauffe en été38.

1.2.1.3. Besoin net d’énergie de chauffage (BNC) Le BNC est l’appoint de chauffage évoqué plus haut : BNC = PB * D°Jchauffage * 24 h/j [Wh/an] Il résulte de la multiplication d’un facteur “bâtiment” (PB en W/K) par un facteur “conditions d’usage” (climat et occupation, en D°J). Le BNC est représenté par le rectangle défini par PB et D°Jch. Seul un ensemble de mesures permet de réduire le BNC jusqu’au niveau passif:

> 1.3.1 p. 44 1200 1000

PB[W/K]

800 600 400 200

BNC

500

1000

1500

2000

2500

3000

D°JCH

Variation du BNC en fonction de PB et des D°JCH

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déperditions [kWh/m².an]

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La courbe n’est pas linéaire car on a vu que D°Jchauffage dépend de PB. La conception passive réduit donc l’appoint de chauffage en combinant la réduction des déperditions et une meilleure utilisation des apports gratuits (D°Jch). Ceci a pour effet de réduire le BNC “au carré”. Aucune installation technique n’étant ici prise en compte (sauf l’échangeur de chaleur sur la ventilation sanitaire), le BNC représente donc principalement le niveau de qualité énergétique de l’enveloppe bâtie.

apports gratuits et BNC [kWh/m².an]

Uopaq=0,48 / 2V / n50=3 / héch=0%

déperditions [kWh/m².an]

apports gratuits et BNC [kWh/m².an]

Uopaq=0,12 / 3V / n50=0,6 / héch=85%

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Maison à Lokeren | Lokeren | Gert Stuyven & Bea Hageman | architecte: BLAF architecten

Pour notre bâtiment de référence, un calcul simpliste (sans apports gratuits ou avec des D°J normalisés) surévaluerait le BNC à resp. 96 ou 85 kWh/ m².an, alors qu’il vaut en réalité 58 (Uparois opaques=0,10, double vitrage, n50=3 vol/h). La récupération de chaleur (h=85%), des triples vitrages (Ufenêtres=0,85) et le renforcement de l’étanchéité (n50=0,6) réduisent le BNC à 29, 21 et 15 kWh/m².an. Agir sur la température de confort ou la compacité réduit encore le BNC (13 ; 7).

define

[BNC sans apports gratuits] [BNC D°J normalisés] [BNC sans apports gratuits] [BNC sans apports gratuits] idem + échangeur idem + triple vitrage idem + n50=0,6 idem Tint=19°C idem meilleure compacité

[m isolation]

BNC [kWh/(m².an)] en fonction de l’isolation et des autres stratégies passives

1.2.2. Quel est le rôle de l’isolation ? Isolation, étanchéité et récupération de chaleur coopèrent pour réduire les déperditions. L’isolation est très efficace mais "plafonne", chaque cm supplémentaire étant moins "efficace" que le précédent. Cette loi des rendements dégressifs interdit d’atteindre une isolation "maximale" (0 W/K), qui réclamerait une épaisseur infinie. Faut-il désespérer ? Pas du tout !

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37 24/10/2014 17:43:21

1.2.2.1. L’isolation favorise aussi les apports gratuits > 1.2.1.3 p. 37

En réalité, il est impossible de définir l’épaisseur optimale d’isolant d’une simple paroi39 : le calcul n’a de sens que s’il tient compte des apports solaires et internes du bâtiment car l’isolation réduit les déperditions par les parois tout en améliorant les apports gratuits. Cette économie d’énergie (graphe BNC passe de 96 à 58) est souvent négligée dans un calcul simpliste, mais elle améliore le retour financier !

1.2.2.2. Le coût de l’isolant aussi est dégressif Le prix d’une construction dépend de très nombreux paramètres, dont l’isolant. Les cm d’isolant les plus énergétiquement rentables coûtent aussi le plus cher, les suivants nettement moins. En rapportant le coût par m² au gain d’isolation (de U=2 à 0,125 W/m²K), on constate que le supplément de prix est limité pour notre climat (DT=12°C en saison de chauffe). Par exemple, pour un crépi sur isolant40, le rapport coût/bénéfice ne varie que de 15% en passant de 15 à 30 cm. Ceci conforte le choix initial d’une isolation épaisse qui évite des surcoûts ultérieurs. En effet, pour sur-isoler a posteriori une isolation mince, il faudrait payer deux fois le prix fort, celui des premiers cm (sans compter un éventuel démontage total).

€/m² par W économisé €/m² moyen par W économisé

Prix par cm d’épaisseur [€/m²] - crépi sur isolant, source : STO

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Coût [€/m²] en fonction du niveau d’isolation [W/m²]

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1.2.2.3. Une meilleure isolation améliore le confort Une paroi sans isolation aura une température de surface de 12,5°C en plein hiver, contre 19,5°C pour une paroi très isolée. Ceci permet à l’habitant d’atteindre un haut niveau de confort pour des températures d’ambiance plus basses. Le sentiment de confort étant déterminé pour moitié par les températures de surface des parois (et pour le reste par la température d’ambiance), il est possible de réduire la température de consigne du chauffage à confort égal.

Là où il aurait naguère fallu une grosse chaudière, une plus petite suffira. La réduction de la puissance entraine aussi une réduction des coûts. Ainsi, l’isolation, l’étanchéité à l’air et la récupération de chaleur font beaucoup plus que réduire les déperditions. En calculer le bénéfice global réel suppose de tenir compte de toutes ces économies.

1.2.3. Quel est l’impact de l’implantation ? 1.2.3.1. Orientation et densité Tirer parti du lieu est une priorité en conception passive. En milieu rural ou urbain, le site permet souvent d’intégrer naturellement des stratégies passives : patios pour refroidir des bureaux, grandes baies au sud pour des logements, ventilation transversale pour le confort estival… Dans le cas de villes denses, il est difficile de choisir son orientation, mais la mitoyenneté et l’habitat collectif y facilitent l'économie d'énergie, de matière et d’espace.

m²]

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1.2.2.4. Des déperditions réduites limitent la puissance des équipements

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1.2.3.2. Compacité La compacité d’un bâtiment mesure le rapport entre son volume chauffé et sa surface de déperdition thermique. Une bonne compacité (C>2) est un atout dans les calculs thermiques (l’enveloppe déperditive est limitée) et les coûts (l’isolation et l’étanchéité de cette enveloppe étant coûteuse). Néanmoins, si une compacité élevée permet de diminuer le BNC, elle ne réduit pas les autres consommations d’énergie, comme l’éclairage ou le refroidissement. Si un bâtiment très compact bénéficie de moins d’éclairage naturel (par exemple parce qu’il offre moins de façades), il risque d’être désagréable ; les consommations épargnées pour le chauffage pourraient réapparaître sous forme d’éclairage électrique. Il peut donc être intéressant de sacrifier un peu de compacité pour améliorer l’habitabilité du bâtiment et réduire d’autres types de consommations.

1.2.3.3. Ouvertures Les ouvertures sont les points faibles de l'isolation, mais aussi les points d’entrée du soleil. Leur bilan d’énergie peut se révéler positif quand les déperditions sont inférieures aux gains solaires. Ainsi de très grandes baies peuvent être profitables au projet, pour autant qu’elles ne génèrent pas de surchauffe en été. En logement, le BNC est déterminant : on favorise les apports solaires avec de plus larges ouvertures vers le sud. L’occupation (généralement plus en soirée et nocturne) conduit à des gains internes limités.

> 1.1.2.3 p. 22

Pour le tertiaire, spécialement les bureaux, la surchauffe est souvent plus problématique car l’occupation est essentiellement diurne et des apports internes importants s’ajoutent à d’éventuels apports solaires. Une solution simple consiste à prévoir des protections solaires extérieures.

1.2.4. Le “tempérament” passif Bien des idées fausses circulent autour des bâtiments passifs. Il est incorrect de dire qu’on ne peut pas y ouvrir les fenêtres, mais plus juste qu’on Siège FBZ fédération des électriciens | Bruxelles | FBZ | architecte: A2M

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peut ne pas y ouvrir les fenêtres ! Plus largement, l’amélioration des qualités thermiques de l’enveloppe donne au bâti un tempérament qui diffère sur deux points de celui d’une construction traditionnelle.

1.2.4.1. Moins sensible aux variations de température Comme la puissance déperditive PB (sensible au facteur DT) est réduite, l’ambiance à l’intérieur d’un bâtiment passif (en jaune) est moins influencée par la variation des températures extérieures (en bleu). La paroi isolante joue un rôle d’amortisseur bioclimatique. Si la température extérieure se réchauffe progressivement, l’ambiance intérieure se réchauffe aussi, mais modérément. Inversement, si un bâtiment passif subit une panne de chauffage en hiver, l’occupant n’en ressentira les effets que très lentement (car l’appoint est faible) alors qu’un bâtiment traditionnel sera vite inconfortable. C’est un avantage (on a plus de temps pour réagir) et un inconvénient (réchauffer prend aussi du temps après une période d’inoccupation).

> 2.2.2.4 p. 182 > 1.3.1 p. 44 > 1.3.1.2 p. 46

1.2.4.2. Plus sensible aux apports gratuits Un bâtiment passif est plus sensible aux variations des apports internes et solaires. Sans chauffage, un bâtiment passif non habité en hiver (vacances, etc.) se refroidit lentement mais inexorablement. De même, il se réchauffe lentement41. Pour améliorer la réactivité du bâtiment, il peut être nécessaire de surdimensionné l’appoint de chauffage. Si les apports internes sont assez prévisibles, les apports solaires sont plus variables. C’est pourquoi le standard a intégré un critère visant à limiter le risque de surchauffe à 5% du temps d’occupation. Tous les bâtiments passifs intègrent donc cette spécificité. En Belgique, avec une nébulosité moyenne supérieure à 50%, une occupation normale (ombrer, aérer naturellement, etc.) suffit généralement à maintenir un très haut confort42. En tertiaire, des charges internes plus élevées appellent à réaliser une étude dynamique peut conduire à des alternatives à la climatisation traditionnelle43

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> 2.2.2 p. 169

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30 25

Température intérieure

20 15 10

Température extérieure

Jours

0 -5 -10

°C

La paroi isolante joue le rôle d’amortisseur bioclimatique

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20 passif lourd

passif léger 10 5

K45 lourd

0 10

Evolution des températures après arrêt du chauffage

25 20 15

°C 10 5

passif lourd passif léger

K45 lourd heures

Evolution des températures à la reprise du chauffage

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1.3. Critères du standard passif et “PEB Passif 2015”

Bernard Deprez Marny Pietrantonio

Le “passif” touche aux critères liés à la certification du standard passif en Belgique, à la réglementation “PEB Passif 2015” bruxelloise et à la vérification des primes régionales. > 1.3.1 p. 44 > 1.3.2 p. 51

Seuls les critères de la certification respondent au standard passif stricto sensu. La réglementation “PEB Passif 2015” est une adaptation qui modifie les critères du standard passif. Enfin, les Régions soutiennent la construction économe en énergie (dont le passif) par des primes régulièrement sujettes à modification. Leurs critères de validation évoluent rapidement et ne sont pas décrits ici. Il est important de consulter les mises à jour sur les sites concernés. Bruxelles-Capitale : www.bruxellesenvironnement.be Wallonie : http//energie.wallonie.be Flandre : www.energiesparen.be

1.3.1. Le standard passif Pour garantir l’efficacité énergétique de son projet, le concepteur valide un ensemble de critères et obtient une certification en recourant :

> 2.5.1 p. 242 > 2.2.2.4 A p. 182

•

à la feuille de calcul PHPP, qui détermine les paramètres énergétiques du bâtiment ;

•

à un contrôle de l’étanchéité à l’air du bâtiment : un test mesure le taux de renouvellement d’air (n50) par infiltration en appliquant au bâtiment une différence de pression de 50 Pa entre intérieur et extérieur;

•

éventuellement à une simulation thermodynamique (grand bâtiment tertiaire).

Logements Dubrucq | Molenbeek-Saint-Jean | Commune de Molenbeek-Saint-Jean | architecte: B-architecten

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Neuf

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Mixte

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1.3.1.1. Le PHPP : dimensionnement et aide à la conception Le tableur PHPP est l’outil central de validation du standard pour tout type de bâtiment. Il offre une aide à la conception et au dimensionnement des projets passifs et est indispensable à leur certification. Il se présente sous la forme d’un fichier Excel comprenant plusieurs onglets permettant d’évaluer tous les besoins énergétiques du bâtiment (chauffage, refroidissement, eau chaude sanitaire, électricité) et sa consommation totale en énergie primaire. Il offre également un module de calcul permettant d’estimer le risque de surchauffe. Le calcul est de type mensuel et intègre toute une série de normes européennes ainsi que des résultats d’ordre empirique. De nouvelles versions du logiciel existent aujourd’hui avec un module “3D” (Sketchup®) ou “vapeur” (WUFI® Passive)44. Pour préciser les règles d’encodage du logiciel PHPP à respecter pour l’obtention d’une certification ou d’une prime, les plateformes passives ont rédigé un Vade-mecum. Ce document assure la cohérence et la neutralité de la certification et est accessible à tous sur les sites Internet des plateformes45. Il est spécialisé en fonction de la destination du bâtiment (Résidentiel ou Tertiaire) pour fournir les valeurs de référence requises, définir les méthodologies de calcul ou encore référencer des normes d’application. Il s’agit d’un outil évolutif qui tient compte de l’expertise des acteurs de la construction. Le Vade-mecum est aujourd’hui considéré comme un outil d’aide à l’encodage, le manuel du PHPP étant un simple commentaire des différentes feuilles. Notons enfin que les différentes versions du Vade-mecum ne sont pas exhaustives et ne répondent pas à toutes les questions qui pourraient survenir à l’encodage. Il est conseillé aux bureaux d’études de prévoir une ou plusieurs guidances techniques auprès des plateformes.

Montage à partir d'une photo de la banque de données de la © NASA

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Pour le logement, il y en a trois: - max 15 kWh/m².an en besoin de chauffage* - max 0,6 vol/h (étanchéité à l’air)** - max 5% surchauffe*

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Les critères pour être passif en Belgique?

* suivant calcul PHPP ** suivant un test à effectuer sur site

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Siège de Bruxelles Environnement | Bruxelles | Project T&T | architecte: Cepezed

1.3.1.2. Les critères en construction neuve et assimilée Le calcul PHPP suit les recommandations du Vade-mecum en vigueur au moment de l’introduction de la demande du permis d’urbanisme ou plus récentes. Le secteur résidentiel comprend le logement unifamilial, les appartements et les immeubles de logements (en sont exclus les maisons de repos, maisons d’accueil, résidences pour personnes handicapées ou les immeubles de kots pour étudiants). Si une unité de logement ne comprend pas les locaux “primaires” de vie (salle de bain, cuisine, chambre), elle relève du tertiaire. Si tous ces locaux sont présents dans chaque unité et qu’on retrouve aussi une cuisine ou douche commune, il s’agit de logement collectif et les critères sont ceux du résidentiel. La certification est délivrée par unité de logement : un immeuble sera “passif” si toutes ses unités de logement respectent les critères.

Compte tenu de ces précisions, tout bâtiment passif doit, pour être certifié, répondre aux critères suivants :

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> 2.2.2.4 p. 182

Le secteur tertiaire comprend toutes les affectations tertiaires : bureaux, écoles, crèches, maisons de repos, halls sportifs, hôtels et, plus rarement : commerces, restaurants, laboratoires ou encore hôpitaux. Les critères sont identiques, mais d’autres hypothèses de calcul sont définies dans le Vademecum (apports internes, température intérieure de consigne, débit d’air, etc.). Il est toujours conseillé à l’encodeur de prévoir une guidance pour y valider ses hypothèses de calculs et les valeurs considérées.

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Valeurs à respecter en résidentiel

Valeurs à respecter en tertiaire

Besoin net en énergie de chauffage BNC ≤ calculé avec PHPP, kWh/m².an

Besoin net en énergie de refroidissement BNF ≤ calculé avec PHPP, kWh:m².an

0,6

Pourcentage de surchauffe (>25°C)%surch ≤

5% (calculé avec PHPP sur une année entière)

5% (calculé par simulation dynamique sur base du temps de travail suivant la NBN 15251)

Consommation d’énergie primaire CEP kWhEP/m².an, calculé avec PhPP C est la compacité du bâtiment.

La consommation globale en énergie primaire (hors équipements) est calculée et mentionnée sur les certificats dans toutes les régions

La consommation spécifique en énergie primaire calculée avec le logiciel PHPP doit être inférieure ou égale à CEP ≤ 90 - 2,5 xC

Taux de renouvellement d’air n50 ≤ vol/h mesuré à une différence de 50 Pa selon NBN en 13829

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(individuel/collectif)

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Logements rue Pepin | Bruxelles | Kervyn Guillaume, Boels Lucas | architecte: Conix architects

1.3.2. La “PEB Passif 2015” en Région de Bruxelles-Capitale

1.3.2.1. Le logiciel PEB remplace le PHPP Le calcul est réalisé avec le logiciel PEB. De nombreuses hypothèses de calcul y sont différentes de celles prises par le PHPP47. Les bâtiments conformes à la “PEB Passif 2015” ne sont donc éventuellement certifiables selon le standard passif que s’ils sont recalculés avec le PHPP.

1.3.2.2. Les critères adaptés Les critères de la “PEB Passif 2015" ne correspondent pas strictement à ceux du standard passif. Ils résultent d’une négociation rassemblant les pouvoirs publics, les plateformes passives et tous les secteurs professionnels concernés à Bruxelles-Capitale48. Il est important de préciser ces critères ici, en nous limitant aux seules prescriptions qui touchent le standard49.

define

Les exigences “PEB Passif 2015" entrées en vigueur à dater du 1er janvier 2015 pour la construction neuve et assimilée46 s’inspirent des critères du standard passif, mais les adaptent au contexte urbain dense bruxellois où des contraintes de mitoyenneté, de compacité ou d’ombrage des bâtiments voisins peuvent rendre inaccessibles certaines exigences du standard.

A. Le critère de besoin net de chauffage (BNC) Afin de respecter l’exigence de BNC, deux pistes sont possibles : •

une “piste A” pour les situations où le critère passif de 15 kWh/m².an est jugé accessible ;

•

une “piste B” pour les autres situations où un nouvel objectif de X kWh/m².an est calculé.

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51 24/10/2014 17:43:33

Afin de juger si l’objectif de 15 kWh/m².an est accessible, un seuil X est calculé par le logiciel PEB. Il tient compte des paramètres architecturaux encodés (parois, fenêtres, orientation, ombrage, volume, etc.) et compare avec les hypothèses décrites ci-dessous. Si le X calculé est supérieur à 15 kWh/m².an, il devient le nouvel objectif à atteindre. Hypothèses pour le calculdu seuil X: • •

Umoyen pondéré = 0,12 W/m²K pour les parois opaques ;

Umoyen pondéré = 0,85 W/m²K pour les fenêtres et portes ;

•

la prise en compte des nœuds constructifs selon la méthode “nœuds PEB conformes”50 ;

•

un taux de renouvellement d’air n50, selon l’année de dépôt de la demande de permis d’urbanisme (PU), égal à :

Année de dépôt du PU n50 pris comme hypothèse pour le calcul du seuil X en neuf ≤ vol/h

> 1.3.2.3 p. 55

assouplissement des des critères pour les rénovations assimilées à du neuf

2015

2016

2017

2018

1,0

0,8

0,7

0,6

+20%

Ces hypothèses ne sont pas des critères à respecter mais des valeurs fixées par le logiciel PEB pour calculer le seuil X. Pour autant qu’il respecte les exigences reprises dans le tableau, le concepteur choisi librement les moyens pour ne pas dépasser le seuil affiché par le logiciel. Quelle que soit la cible déterminée (15 ou X kWh/m².an), le logiciel PEB considère, pour le calcul du BNC, le placement d’un système D avec un rendement de récupération de chaleur sur l’air de h=80% en résidentiel (75% en tertiaire) pour les unités neuves et assimilées à du neuf. Le concepteur reste libre de choisir un équipement plus performant51 (la cible sera d’autant

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plus facile à atteindre) ou de préférer un autre type de ventilation. Dans le cas des rénovations assimilées à du neuf, l’exigence du BNC est majorée de 20% pour les habitations individuelles et les affectations de bureaux, services et enseignement. B. Le critère de consommation d’énergie primaire (CEP)

En résidentiel, le calcul porte sur le chauffage, l’eau chaude sanitaire et les auxiliaires (pompes, ventilateurs, veilleuses), moins l’énergie produite par cogénération et/ou panneaux photovoltaïques et l’énergie solaire thermique (eau chaude sanitaire). Le critère retenu par la PEB pour le neuf est CEP ≤ 45 kWhEP/m².an pour la piste A ; il est majoré de 1,2*(X-15) pour la piste B. Le résultat est majoré de 20% en rénovation assimilée à du neuf. En tertiaire, le calcul porte sur le chauffage, le refroidissement, l’éclairage et les auxiliaires (pompes, ventilateurs, veilleuses), moins l’énergie produite par cogénération et/ou panneaux photovoltaïques. Le critère retenu par la PEB pour le neuf est CEP ≤ (95-2,5*C) kWhEP/ m².an pour la piste A ; il est majoré de 1,2*(X-15) pour la piste B. La compacité C est plafonnée à 4. Le résultat est majoré de 20% en rénovation assimilée à du neuf. Le calcul se fait ici sur la base des choix techniques réels.

define

La PEB introduit un critère d’énergie primaire en construction neuve et assimilée.

C. Le critère d’étanchéité à l’air L’exigence d’un taux de renouvellement d’air n50 ≤ 0,6 vol/h sera d’application en 2018. D’ici-là, le paramètre n50 continue d’être utilisé dans le calcul des BNC, BNF et CEP : c’est la valeur mesurée sur chantier lors du test d’infiltrométrie qui est appliquée. Si les constructeurs disposent d’un répit avant 2018, un bon n50 reste indispensable pour répondre aux autres critères !

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Maison de l’emploi et crèche | Forest | Commune de Forest | architecte: A2M

Exigences

Habitation individuelle

Bureaux, services, enseignement

Besoin net en énergie de chauffage BNC ≤ kWh/m².an

15 ou X

Besoin net en énergie de refroidissement BNF ≤ kWh/m².an

Consommation d’énergie primaire CEP ≤ C = compacité (plafonnée à 4) kWhEP/m².an

95-(2.5*C)

45+(1,2*(X-15))

(95-(2.5*C))+(1,2*(X-15))

Taux de rounevellement d’air n50 ≤ [vol/h], mesuré à une différence de 50 Pa selon NBN en 13829

0,6

(à partir de 2018)

Surchauffe

Max 5% du temps >25°C

(à partir de 2016)

parties 2 et 3 de l’Annexe XI

Noeuds consructifs

Annexe V

Ventilation

Annexe VI

Annexe VII

Installations techniques

Annexe VIII

Umax/ Rmin

En rénovation assimilée à du neuf, les exigences des BNC, BNF, CEP et de l’étanchéité à l’air sont majorées de 20%.

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define

1.3.2.3. Résumé des critères

55 24/10/2014 17:43:38

Références: 1 George Monbiot, The Impossibility of Growth, 27.05.2014, www.monbiot.com 2 Commission européenne, DG Environnement, www.cafe-cba.org/assets/baseline_analysis_2000-2020_05-05.pdf 3 be.passive 18, p.86. 4 www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/syr/en/mains5-4.html 5 Johan Rockström et al, Planetary boundaries: exploring the safe operating space for humanity. Ecology and Society 14(2): 32, www.ecologyandsociety.org/vol14/iss2/art32/ 6 Groupe Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (Intergovernmental Panel on Climate Change, www.ipcc.ch) 7 be.passive 01, p.12. 8 Quand une technologie s’améliore (par exemple en étant plus économe), les usagers tendent à l’utiliser davantage, annulant une partie des bénéfices escomptés : c’est l’effet rebond. 9 OMA-AMO, Ecofys, The Energy Report ; 100% Renewable Energy by 2050, World Wildlife Fund, février 2011, pp. 23, 47, 127. be.passive 07, p.12 ; Towards 100% renewable energy in Belgium by 2050, www.plan.be 10 Ibidem. 11 be.passive 18, p.12. 12 be.passive 01 →18 ; 04, Réhab. 13 www.passiv.de > EnerPHit 14 www.bruxellesenvironnement.be > Dossier Bâtiments exemplaires. 15 Réglementation sur la Performance énergétique des Bâtiments. 16 Accord de Gouvernement de la Région Wallonne 2004-2009. 17 Développée par StadsOntwerp en Milieu (SOM, TU Delft, 1979), elle a été popularisée en 1996 sous la dénomination de Trias Energetica par la Nederlandse Onderneming voor Energie en Milieu (Novem) (wikipedia). 18 Inventé par le chercheur américain Amory Lovins, le concept s’intéresse à la production d’économie d’énergie (néga-Watt) plutôt qu’à la production d’énergie (Watt). Voir aussi www.negawatt.org 19 be.passive 07, p.88. 20 be.passive 07, p.58 ; 11, p.20. 21 Les Anglo-Saxons appellent cela "endowment" (dotation). 22 be.passive 07, p.88. 23 be.passive 15, p.84 ; 17, p.78. 24 www.arct.cam.ac.uk/PLEA/Origins.aspx 25 C’est aujourd’hui l’auberge de l’Université ; Korsgaard et al, DTH-Nul-Energihus, Technical University of Denmark, 1978. 26 http://passipedia.passiv.de/passipedia_de/ grundlagen/anmerkungen_zur_geschichte 27 www.passivhaustagung.de/Kran/Passivhaus_Kranichstein.htm. 28 be.passive 19, Thema.

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Logements Bruyn Ouest | Neder-Over-Heembeek | CPAS de la Ville de Bruxelles | architecte: Pierre Blondel

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

47 48 49 50 51

be.passive 18, p.12. Chiffres actualisés (mai 2014). www.bruxellesenvironnement.be > Dossier Bâtiments exemplaires be.passive 15, p.80 ; 17, p.84. be.passive 11, p.44. iPHA, The International Passive House Association, www.passivehouse-international.org ; GPBC, Global Passive Building Council, www.globalpassive.net www.aachen.de > Aachener Standard 2010 www.bruxellesenvironnement.be > Professionnels > PEB be.passive 07, logement à Lokeren, BLAF architecten ; calculs du BNC selon NIT 155. be.passive 02, p.84. be.passive 03, p.54 ; 03, p.80 ; 05, p.56 ; 07, p.43 ; 10, p.60 ; 11, p.48 Plus exactement, cet optimum ne représenterait que celui de la puissance déperditive, pas celui de l’isolation, dont l’impact eest plus large. Il ne pourrait correspondre qu’à la pataphysique d’une planète inhabitée et sans soleil... Prix publics fourniture et pose, STO (mars 2014). be.passive 05, p.58. be.passive 05, p.56. be.passive 03, p.54. www.passiv.be; www.ibp.fraunhofer.de www.maisonpassive.be; www.passiefhuisplatform.de Les unités assimilées à neuf sont celles où la rénovation touche plus de 75% de la surface de déperdition et dont toutes les installations techniques sont remplacées ; → www.bruxellesenvironnement.be > Professionnels > info-fiche Exigences PEB 2015. be.passive 04, p.53, p.56 ; 05, p.54. be.passive 13, p.26. D’autres modifications touchent la logique interne de la PEB → www.bruxellesenvironnement.be > Professionnels > PEB Ibidem. Dans ce cas le logiciel PEB considère le rendement réel de l’installation.

define

29 30 31 32 33

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construction, structure, équipements, économie, contrôle 2.1.

Trois principes fondamentaux

2.1.1. L’isolation

2.2.

2.1.2. L’étanchéité à l'air

110

2.1.3. La ventilation

158

2.1.4. Cahier des charges

164 168

2.2.1. Le rôle des bureaux de conseil et d’étude

168

2.2.2. Ventilation, chauffage rafraîchissement

169

2.2.3. Le commissioning

190

2.3.

Stabilité structurelle

202

2.3.1. Construction neuve

202

2.3.2. Rénovation

209

Économie et gestion des coûts

214

2.4.1. Cost optimum ou irrévocabilité ?

215

2.4.2. Le coût du passif "sur le terrain"

220

2.4.3. Facteurs déterminants

234

2.4.4. Comparer les prix et les matériaux

235

2.4.5. Variantes

240

2.5.

Contrôle sur chantier

242

2.5.1. Infiltrométrie

242

2.5.2. Thermographie

250

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Installationstechniques

2.4.

02 24/10/2014 19:17:20

2.1. Trois principes fondamentaux

Aline Branders Julie Willem

Le standard passif n'implique pas d'imposition formelle, matérielle ou esthétique, ce qui le rend séduisant et extrêmement flexible. Fonctionnant principalement sur la base de calculs, il est nettement moins contraignant que, par exemple, certaines règles urbanistiques en vigueur. Une grande baie vitrée plein nord aura certes une incidence défavorable sur les besoins en chauffage, mais celle-ci peut être compensée par un matériau plus isolant, une isolation de toiture plus épaisse ou encore un échangeur double flux au rendement un peu plus élevé… Ce chapitre ne propose pas de "recettes" mais explore plusieurs points d'attention et propose des stratégies de mise en œuvre constructive du projet, l'objectif étant de trouver le meilleur équilibre entre les aspects thermique, esthétique et économique et la réalité de la mise en œuvre. Comme toute construction performante, le passif demande une attention particulière au travail de l'enveloppe à travers trois aspects indissociables : l'isolation, l'étanchéité à l'air et la ventilation. Enfin, pour concevoir un bâtiment passif visant le "low-tech", il n'est pas possible de reléguer les questions de confort aux techniques et autres équipements. Le confort du bâtiment est intimement lié à sa constitution physique. Ainsi la bonne coordination entre maître d'ouvrage, architecte, bureau d'étude et entreprise est garante de la réussite du projet.

> 2.2.2.1 p. 172

La section consacrée à l'isolation se concentre sur les flux de chaleur à travers l'enveloppe, celle de l'étanchéité à l'air aborde les flux d'air (et de vapeur) incontrôlés et la dernière partie introduit les implications architecturales du système de ventilation (pour les aspects techniques ). Jacques et Christine se lancent dans la construction, ils ont déniché le lieu de leurs rêves pour implanter leur future maison passive. Le terrain est magnifique avec une vue somptueuse… orientée plein nord. Damned ! Cela signifie-t-il qu’ils seront à perpétuité condamnés à la contemplation d’un gros mur fortement isolé occultant leur point de vue paradisiaque ? Certes non, tout comme il n’est pas interdit d’ouvrir les fenêtres d’une habitation passive, il est aussi possible de percer de larges baies vitrées plein nord.

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le jeu des 7 erreurs

La maison du dessus est passive.

Celle du dessous est standard. Quelle est la différence ?

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Solution: il n'y a pas de différence visible. La maison passive consomme 10 fois moins mais cela ne se voit pas, sauf sur la facture de chauffage.

le jeu des 7 erreurs [2]

La maison du dessus est passive. Celle du dessous est passive également.

Quelles est la différence?

Solution: Il n'y a pas que des différences. Le standard passif est une performance à atteindre, pas une recette à appliquer...

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2.1.1. L’isolation En construction neuve, ne pas doter un édifice d’une isolation performante relève aujourd’hui d’un acte irresponsable. L’enveloppe du bâtiment étant un de ses éléments les plus pérennes, s’assurer de sa qualité est une question de bon sens. Les principes abordés dans cette partie concernent la gestion des flux de chaleur à travers l'enveloppe du bâtiment.

2.1.1.1. Flux de chaleur à travers les parois Une différence de température (ΔT), par exemple entre l'intérieur et l'extérieur, entraîne naturellement des flux de chaleur visant l'équilibre thermique. L'isolation des parois permet de résister à ces transferts, donc de conserver la chaleur (ou la fraîcheur) dans un volume défini. A.

Principe

La capacité d'une paroi à transmettre un flux de chaleur se caractérise par sa valeur U, la conductance thermique. Son unité [W/m²K] exprime la puissance thermique traversant une surface de 1 m² séparant deux ambiances dont la différence de température est de 1°K. Plus une paroi est isolante, plus sa valeur U est basse. Elle dépend principalement de l’épaisseur et du coefficient de conductivité thermique lambda (λ) de l’isolant.

> 2.1.2.2 p. 114

Pour les parois vitrées ou translucides, on distingue la valeur du vitrage Ug ("glass", généralement entre 0,5 et 0,6 W/m²K pour le triple vitrage) et la valeur du profilé Uf ("frame", entre 1,1 et 0,66 W/m²K). Les valeurs moyennes Uw ("window") ne sont pas très utiles car elles dépendent de la forme (donc du rapport entre surfaces de profilé et de vitrage) de la fenêtre considérée. Paradoxalement, il est plus avantageux de prévoir de grandes fenêtres (qui

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architecture

> 5.2 p. 344

En passif, la valeur U moyenne des parois opaques tourne généralement autour de 0,12 W/m²K. Les toitures acceptent plus facilement des épaisseurs importantes d'isolation, avec des valeurs U inférieures à 0,10 W/m²K.

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U conductance thermique d'une paroi Unité W/m²K U=1/R avec R = Σ (d [m] / λ [W/mK]) + Rsi + Rse + Ra

U2 A2

réduisent la part des profilés par rapport au vitrage) que de petites fenêtres qui seront des points plus faibles dans l'enveloppe. Beaucoup d'isolants ont vu le jour : cellulose, paille1, plume, laine de bois, vêtements recyclés… La performance thermique du matériau n'est pas le seul critère : sa destination entre également en compte. Par exemple, lorsque des charges sont appliquées, l’isolant doit résister à la compression ; si des transferts de vapeur sont prévus dans la paroi, il sera préférablement perspirant.

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et d : épaisseur d'isolant λ : conductivité thermique du matériau Rsi - Rse : résistances superficielles (Ra : résistance de la lame d'air)

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> 2.1.1.3 p. 95

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En pratique

Une isolation efficace repose sur la continuité de l'isolant pour toute l'enveloppe du bâtiment, en plan comme en coupe. En fonction de la structure du bâtiment, on distingue trois systèmes principaux en paroi extérieure2. Isolation par l'extérieur

L'isolation, ce "gros pull" du bâtiment, est plus simple à enfiler du côté extérieur, notamment pour les constructions massives. Avec les matériaux actuels, son épaisseur varie de 20 à 40 cm. Elle peut être collée ou fixée mécaniquement (une forte épaisseur d'isolation impose souvent des fixations mécaniques). Il est également possible de réaliser une structure secondaire extérieure en caissons de bois dans lesquels est intégrée l'isolation.

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IPFC | Nivelles | Province du Brabant wallon | architecte: A2M

Isolation intégrée à la structure

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Pour diminuer l'épaisseur des parois, il est possible d'intégrer l'isolation à la structure, par exemple avec une ossature de bois insufflée de cellulose. Ces ossatures "légères" présentent des limites structurelles et acoustiques qu'il est possible de dépasser avec une structure mixte : dalles et colonnes lourdes en béton, avec des façades légères en caissons bois.

Dans ce cas-ci, l’enveloppe est plus sensible aux percements et modifications ultérieurs. Si nécessaire, une couche résistante au feu doit être ajoutée du côté intérieur, ce qui augmente l’épaisseur de façade. Les caissons peuvent être préfabriqués en atelier ou directement sur chantier. Cependant, il existe aussi des projets passifs entièrement réalisés en structure bois.

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Structure mixte : Crèche et logements3 Crèche Saint-François | Schaerbeek | Commune de Saint-Josse-Ten-Noode | architecte: O2 architects

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Détail de façade en caisson bois4 IPFC | Nivelles | Province du Brabant wallon | architecte: A2M

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design Logements en structure portante bois5

Logements rue Fin | Molenbeek-Saint-Jean | Fonds du Logements de la Région de Bruxelles-Capitale | architecte: Carnoy-Crayon

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> 2.1.1.2 p. 72

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CPAS de Forest | Forest | Commune de Forest | architecte: A2M

Isolation par l'intérieur

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Pour contrôler les flux de chaleur, l'isolation par l'intérieur est plus complexe car elle est généralement interrompue par les éléments structurels (dalles, mur de refend, etc.). Cette méthode présente des risques hygrothermiques et mécaniques. Cependant, en rénovation, pour des raisons techniques, économiques, urbanistiques ou patrimoniales, l’isolation par l’intérieur apparaît souvent comme la seule solution envisageable.

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2.1.1.2. Ponts thermiques linéaires Bête noire de l'isolation, le pont thermique a si mauvaise réputation qu'il a été rebaptisé "nœud constructif". Pourtant, il est inévitable. En effet, toute couche isolante – intérieure, extérieure ou intégrée à la structure – subit des interruptions et des modifications qui altèrent les transferts de chaleur. Qu’il s’agisse de modification de matériaux, de géométrie ou de raccord entre éléments différents, le calcul des déperditions globales du bâtiment doit prendre en compte ces perturbations. Les déperditions de l'enveloppe par transmission thermique englobent donc les flux thermiques à travers les parois, mais également les perturbations linéaires (châssis, changement d'épaisseur/de matériau, angles, acrotères, fondations, etc.) et ponctuelles (points d'ancrage, colonnes, etc.). A.

Principe

De la même manière que la valeur U caractérise la conductance thermique d'une surface, le coefficient de transmission thermique linéaire Ψ (Psi) caractérise le transfert de chaleur à travers un raccord linéaire. Exprimé en W/mK, il caractérise la chaleur (puissance thermique) traversant un 1 m de raccord entre deux ambiances dont la différence de température est de 1 K.

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architecture

> 2.1.2.2 c p. 118

Dans l'illustration ci-contre, un châssis est modélisé dans un logiciel de calcul (température intérieure : 20°C ; température extérieure : 0°C). On constate que les courbes de températures similaires (isothermes) restent parallèles dans la paroi mais s'incurvent à l'approche du raccord. Pour évaluer cette perturbation, le logiciel calcule le flux de chaleur "réel" à travers le raccord et déduit le flux "arithmétique" des surfaces (calculé fictivement comme si les courbes restaient parallèles). Ce calcul permet de quantifier exactement la perturbation due au raccord linéaire.

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ψ pont thermique linéaire unité = W/mK Ψ=

Q2 - Q1 L * (θint - θext)

avec Q2 = flux thermique calculé Q1 = Σ (Ai * Ui * θint)

U2 A2 Au stade de la conception, il est important d'étudier les détails pour réduire au maximum les déperditions par les raccords linéaires. Cependant, même s'il est plus simple de répondre aux critères du standard passif avec une construction exempte de pont thermique, il n'en reste pas moins envisageable de vivre entouré de Psis ! Ceci pour autant que deux conditions minimales soient respectées : •

le BNC spécifique du bâtiment doit être nettement inférieur à 15 kWh/ m²an en phase de conception, pour garder une marge de sécurité ;

•

le détail ne doit pas créer de désordre, comme par exemple un risque de condensation superficielle.

La valeur Ψ n'est pas suffisante pour éliminer tout risque de condensation superficielle6. Cependant, le "facteur de température" ft donne une indication du risque de condensation à partir des seuls flux de chaleur. Cette méthode met en relation les températures minimales des surfaces intérieures et des ambiances.

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U1 A1

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FT facteur de température :

ft =

Tsurf ftintT intextT ext >0,7 77 Tsurf = T int-Text>0,7 T int-Text

Rapport entre la différence de température minimale des surfaces intérieures et extérieures et la différence de température maximale des ambiances. > 2.3.2.2 p. 210

Ce facteur ne peut être inférieur à 0,7, ce qui correspond à une température minimale de 12°C dans des conditions d'activité normale (séjour, chambre, bureau) en climat belge.

ext

int

ext : 0°c int : 20°c

13.01°c ft 0.65

14.10°c ft 0.71

13.79°c ft 0.69

Raccord d'un mitoyen avec voile en béton armé

Si cette limite permet d'exclure les principaux phénomènes problématiques liés à la condensation, elle ne suffit pas pour des conditions particulières, comme par exemple les ambiances plus humides (salle de bain, cuisine, piscine, etc.).

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En pratique

1) Fondations

Non seulement ces solutions peuvent mettre la stabilité du bâtiment en péril, mais ces techniques risquent en plus d'engouffrer une grosse partie du budget. Ici aussi, une bonne coordination joue un rôle primordial : n'estil pas plus judicieux d'isoler un peu plus en toiture, d'isoler les colonnes du rez-de-chaussée ou encore d'utiliser un isolant de façade plus performant ? Quel est l'impact réel de la solution choisie sur le bilan du bâtiment ? Les fondations des façades isolées par l'extérieur suscitent souvent la question suivante : jusqu'où faut-il descendre l'isolation pour annuler le pont thermique ? Or la profondeur ne fait pas tout, c'est sur l'ensemble du projet qu'il faut analyser l'impact : •

quelle est la longueur considérée ?

•

quel est le bilan global du projet ?

•

n'y a-t-il aucun risque sanitaire ?

Ensuite, l'aspect pratique prendra toujours le dessus : si les fondations se situent à 60 cm de profondeur et que seuls 50 cm d'isolant sont nécessaires du point de vue thermique, il reste plus simple (et plus sûr) de poser les blocs d'isolant contre ces fondations.

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Parmi les points sensibles de l'enveloppe, les fondations sont le terrain de multiples contraintes portant sur la mise en œuvre et la stabilité générale du bâtiment. Même si les déperditions vers le sol sont moins importantes que celles de la toiture vers l'extérieur, certains projets calculés sur le fil du rasoir doivent gratter le moindre kWh disponible. C'est alors qu'on entend parler de pieux isolés au polyuréthane ou autres semelles entourées de polystyrène…

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1 enduit 2 tablette de fenêtre sur bande étanchéité à l'air 3 bloc béton cellulaire Xella© 4 voile béton 5 Isolant EPS graphité Neopor© 6 parement blocs Betorix© 7 fondation BA

2 1

Raccord sans interruption d'un bloc isolant dans le maçonnerie: Ѱ=0,27 W/m.K

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1 enduit 2 tablette de fenêtre sur bande étanchéité à l'air 3 bloc béton cellulaire Xella© 4 blocs béton 5 Isolant EPS graphité Neopor© 6 fondation BA

2 1

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Raccord avec interposition d'un bloc isolant dans le maçonnerie: Ѱ= - 0,02 W/m.K

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Châssis

À cause du changement de matériaux, une perturbation linéaire se crée aux lignes de raccord des fenêtres avec les parois. Même s’il semble inoffensif, ce raccord est important car, répété sur l’ensemble du projet, il peut avoir un impact de plusieurs kWh/m²an sur le bilan global. La position du châssis par rapport à l'isolation est aussi déterminante. Prenons deux cas extrêmes pour une isolation par l'extérieur :

Ѱ= - 0,11 W/m.K

Ѱ= 0,44 W/m.K

Ѱ= 0,50 W/m.K

L'isotherme de 12°C est signalée en rouge. Dans le deuxième cas, on constate qu’elle se rapproche dangereusement de la surface intérieure : la paroi frôle les 13°C. Cette situation, en plus d'être inconfortable pour l'occupant, comporte également un risque de condensation. D'un point de vue strictement thermique, la position optimale du châssis est dans la continuité de l'axe de symétrie de l'isolation. C’est assez simple à réaliser dans le cas, par exemple, d’une isolation intégrée dans une structure en bois, mais plus complexe en construction massive, où cela conduirait à poser des châssis en porte-à-faux dans l'isolation extérieure. Ceci complique la mise en œuvre (cornières, découpes, raccords).

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1 enduit 2 bloc béton 3 étanchéité à l'air 4 isolant EPS graphité Neopor© 5 enduit extérieur STO©

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Ѱ= -0,11 W/m.K

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79 24/10/2014 19:17:43

Considérant les points de vue pratique et économique, une bonne solution consiste à recouvrir le dormant du châssis avec l'isolation extérieure. L'impact du pont thermique est réduit sans impliquer de mise en œuvre onéreuse. Cette technique est légèrement moins performante thermiquement, mais elle ne demande pas de découpes multiples dans l'isolant et permet de le poser sur un plan lisse. La rapidité et l'efficacité de la mise en œuvre sont nettement améliorées. Enfin, le résultat est plus sûr en termes de continuité réelle d'isolation. 1 enduit 2 voile BA 3 étanchéité à l'air 4 isolant EPS graphité Neopor© 5 enduit extérieur STO©

Ѱ= -0.12 W/m.K

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Cette méthode implique une réflexion spécifique pour la traverse basse du châssis, l'isolant ne pouvant pas recouvrir le seuil de la fenêtre. Plusieurs solutions assurent la continuité de l'isolation : allonger le profil inférieur du châssis,

design

•

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1 enduit 2 tablette de fenêtre sur bande étanchéité à l'air 3 bloc isolant Perinsul 4 bloc béton 5 isolant EPS graphité Neopor© 6 enduit extérieur STO© 7 bloc béton cellulaire Xella©

2 3 1

5 6

Rehausse sous châssis avec bloc isolant Perinsul Ѱ= 0.032 W/m.K ft 0.82

2 7

Rehausse sous châssis avec bloc cellulaire isolant Ѱ= 0.028 W/m.K ft 0.82

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•

dans le cas de parois maçonnées, terminer par un lit de blocs cellulaires isolants8.

design

Ce type de raccord permet un bon compromis entre bilan thermique et facilité de mise en œuvre. De telles solutions dépendent souvent de la qualité de la collaboration et de la flexibilité de l'équipe de conception du projet et de réalisation.

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3) Acrotères

Les raccords d'acrotère ont, suivant leur forme et leur mise en œuvre, une incidence capitale ou absolument négligeable sur le projet. Il est important de déterminer le poids d'un tel raccord dans le bilan global du bâtiment pour fixer ses priorités.

18 m

dépense €

11 m

épaisseur Comparaison de deux types de toitures et du coût d'isolation / acrotère.

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Plusieurs techniques limitent ce pont thermique, la plus classique étant d'emballer complètement l'acrotère. Cette solution est thermiquement intéressante mais soulève d'autres problèmes tels que les fixations de couvre-murs. Une autre solution consiste à utiliser des blocs isolants pour les remontées, ou encore d’y intégrer une rupture thermique. 8

2 3

design

4 5 1 étanchéité 2 Isolant EPS graphité Neopor© 3 bloc béton 4 ancrage 5 béton de pente 6 hourdis 7 bloc isolant Perinsul© 8 couvre-mur alu

Ѱ= 0,094 W/m.K ft 0,88 8

2 1

4 5

Ѱ= 0,00 W/m.K ft 0,91 Comparaison entre un acrotère emballé d'isolant ou avec rupture thermique.

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4) Détails d’architecture

Outre les points de vue strictement thermique, économique et structurel, le point de vue esthétique entre plus particulièrement en compte pour certains détails. Pourquoi ne pas immuniser quelques points forts du projet de cette chasse aux kWh, là où l'aspect esthétique semble plus important ? Accepter un détail dont la performance thermique est un peu moins bonne, mais compenser ailleurs par une isolation plus épaisse ou un matériau plus performant.

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Siège d’Holcim | Nivelles | Thomas et Piron | architecte: A2M

Par exemple, le détail ci-dessous semble thermiquement inadéquat : l'épaisseur d'isolation en toiture passe de 30 à quelques centimètres. Ceci permet néanmoins d'éviter l'aspect lourd d'une épaisse corniche de façade. Ce type de choix, découlant par exemple d'une volonté esthétique, peut être assumé dans un projet passif pour autant que le bilan global n'en soit pas trop pénalisé (rester au-dessous des 15 kWh/m²an) et qu'il n'engendre pas de risque sanitaire (moisissures).

design

3 1 capot alu sur profil 2 châssis 5 1 1 2 tôle alu 6 3 étanchéité 7 4 isolant laine de roche 8 5 panneau SRN 9 6 isolant cellulose dans profil FJI 7 frein-vapeur 8 panneau plaque de plâtre 2 x RF 30 9 panneau plaque de plâtre Ѱ= 0,27 W/m.K

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Dans le cas de balcons, outre les fameuses structures métalliques dédoublées typiques du quartier Vauban de Fribourg-en-Brisgau en Allemagne, il est possible d'utiliser des produits connus depuis longtemps en Belgique, comme des armatures à rupture thermique intégrée. > 2.3.2.3 p. 211

Raccord pour balcon, source: Schock

Il est encore possible d'utiliser les épaisseurs d'isolation en façade pour dissimuler, par exemple, des colonnes métalliques longeant celle-ci.

5) Isolation par l'intérieur

En isolation par l’intérieur, la conception des détails demande généralement une attention encore plus poussée. En rénovation, il est courant que certains ponts thermiques ne puissent pas être totalement supprimés. Leur impact doit être pris en compte en vérifiant :

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leur influence sur le BNC du bâtiment,

•

le risque de condensation lié à la température de surface intérieure plus faible au droit du pont thermique.

passive

architecture

•

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- Mur de refend ou dalle béton

Une solution plus simple consiste à poser un retour d’isolant sur une certaine longueur. Bien que le pont thermique ne soit pas supprimé, son impact peut être fortement réduit. Tant que la température de rosée n’est pas atteinte en surface, la condensation superficielle est évitée. ext

ext

int

ext

50 à 60 cm

int

design

La jonction entre les murs de refend ou les dalles et les façades isolées par l’intérieur constitue un pont thermique. L’idéal serait de recouper le mur de refend ou la dalle pour assurer la continuité de l’isolation. Cependant, en pratique, cette solution est généralement assez coûteuse et pose des problèmes de stabilité. Des ancrages ponctuels doivent généralement être prévus pour contreventer la façade.

Mur de refend en plan

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int

ext

int

ext

50 à 60 cm

Dalle dans mur extérieur, vue en coupe

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- Châssis La continuité de l’isolation doit aussi être traitée au niveau des châssis, tant pour améliorer la performance thermique que pour éviter toute condensation superficielle au droit du pont thermique. En rénovation, cela conduit souvent à réduire la baie (suivant l’épaisseur d’isolant ajoutée). Dans certains cas, on peut envisager d’agrandir la baie pour optimiser les gains solaires, bien que l’impact sur la stabilité et les coûts puisse être considérable. Lorsque la façade est classée, le châssis existant peut être maintenu afin de préserver l’aspect extérieur et un châssis plus performant doit alors être placé en complément à l’intérieur. ext

design

int

ext

int

Raccord non continu entre le châssis et l'isolation par l'intérieur

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Logements Place du Béguinage | Bruxelles | Régie Foncière de la Ville de Bruxelles | architecte: A2M

Quelle que soit la solution choisie, la continuité entre l’isolant et le châssis doit être garantie. Les raccords varieront quelque peu suivant le plan où est posé le châssis.

int

ext

int

Raccord continu entre le châssis et l'isolation par l'intérieur

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Outils de conception

Divers logiciels permettent de calculer les flux de chaleur à travers les raccords linéaires. Ils permettent également de visualiser les isothermes de façon à vérifier les températures de surface intérieures et le risque de condensation.

Therm©: Logiciel gratuit permettant, via un calcul Excel® externe, de déterminer les valeurs Ψ des raccords.

Bisco©: Logiciel payant permettant de nombreuses applications et la détermination directe de la valeur Ψ d'un raccord linéaire.

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Pont thermique ponctuel Unité W/K Xi =

Q2 - Q1 (θint - θext)

avec Q2 = flux thermique calculé Q1 = Σ (A1 * Ui * θint)

2.1.1.3. Ponts thermiques ponctuels A. Principe

La modélisation permet de déterminer le flux de chaleur à travers l'ensemble (pont thermique ponctuel et paroi) auquel on soustrait le calcul arithmétique du flux de chaleur à travers la paroi sans perturbation.

B. En pratique : les ancrages Certains ancrages comme les fixations de garde-corps, d'escaliers ou encore de terrasses créent des points faibles dans l'enveloppe du bâtiment.

design

Le coefficient de transmission thermique ponctuel X (Xi) caractérise la perturbation d'un raccord ponctuel (colonnes, ancrages) dans le transfert de chaleur. Alors que la valeur Ψ, exprimée en W/mK, traduit les perturbations linéaires, X fait référence à un point et donc est exprimé en W/K.

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Il est souvent possible d'en réduire l'impact : •

en allongeant le trajet de la chaleur de l'intérieur vers l'extérieur,

•

en intercalant des coupures thermiques incompressibles,

•

en minimisant les points de contact.

Le calcul montre que si les ponts thermiques ponctuels sont traités avec l'une de ces mesures, ils influencent peu le résultat global. Dans le projet cicontre, bien qu’il y ait 4 ancrages par fenêtre, leur impact sur le calcul global du besoin de chaleur n’est que de 0,6 kWh/m².an.

Logements rue Loossens | Jette | Foyer Jettois | architecte: A2M

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Q θint θext U1

mur avec ancrage 12,068 W 20 ° C 0 ° C 0,078 W/m².K

mur sans ancrage 11,2 W 20 ° C 0°C 0,078 W/m².K

Χi = (Q1- Q2) / (θint - θext) Χi = (12,068 - 11,2) / (20 - 0) Χi = 0,043 W/K La thermographie réalisée en chantier (photos ci-contre) montre le même résultat que la simulation du pont thermique (visualisation ci-dessus). On voit que l'attache a la même température que la surface extérieure, ce qui signifie que la chaleur intérieur ne passe pas par l'attache. Au contraire, dans les deux clichés du bas, on note que par manque d'isolant au resserrage autour de l'attache, le flux de chaleur apparait clairement.

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Logements rue Loossens | Jette | Foyer Jettois | architecte: A2M

Un autre cas de gestion d'ancrage pour un projet dont le coût total est identique au coût d'un bâtiment standard.

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Dans le cas des façades à rue, la coupure thermique est réalisée par une cheville polyamide (Borgh Facafix©) dans laquelle est fixée la vis du lattage du bardage Eternit Equitone Tectiva©.

1 2 4

1 enduit 2 bloc silico-calcaire 3 EPS graphité Neopor© 4 cheville polyamide Borgh Facafix© 5 vis Borgh Facafix© 6 parement Eternit Equitone Tectiva© sur lattage bois

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Q θint θext U1

mur avec ancrage 4,906 W 20 ° C 0 ° C 0.078 W/m².K

mur sans ancrage 2,217 W 20 ° C 0°C 0.078 W/m².K

Χi = ( Q1- Q2 ) / ( θint - θext ) Χi = ( 4,906 - 2,217 ) / (20 - 0 ) Χi = 0,13 W/K

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L'expérience montre que de nombreux produits et techniques existants peuvent être adaptés afin de diminuer l'impact de ponts thermiques sans utiliser de moyens dispendieux. Par exemple, le maître d'ouvrage du projet ci-dessous souhaitait que le parement soit réalisé en cassettes de terre cuite relativement lourdes (33 kg/m²).

En raison de l'isolation, le bardage en terre cuite est suspendu à environ 30 cm du mur porteur. Plusieurs solutions ont été envisagées : créer une structure à partir du toit pour suspendre les cassettes, ajouter des colonnes sous le porte-à-faux… Aucune n'a paru esthétiquement ou économiquement satisfaisante. Par contre, le travail d'équipe a produit une solution simple : des fixations disponibles sur le marché10 portent le bardage et sont complétées par une petite rupture thermique insérée entre la fixation et le mur porteur. Siège FBZ fédération des électriciens | Bruxelles | FBZ | architecte: A2M

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Cette solution implique une déperdition supplémentaire dont l'impact sur l'ensemble du projet est évalué à 1,1 kWh/m²an. Il aurait pu être évité par une coûteuse structure secondaire, mais dans la balance du projet (bilan énergétique, économie, facilité de mise en œuvre, esthétique) cette faiblesse est facilement compensée ailleurs et la solution apporte un gain énorme de mise en œuvre.

3 4 5

1 enduit 2 bloc béton 3 isolant laine de verre 4 rupture thermique Thermostop© 5 structure profil Etanco© 6 parement panneau de terre- cuite Terreal©

Q θint θext U1

mur avec ancrage 5,013 W 20 ° C 0 ° C 0,132 W/m².K

mur sans ancrage 2,636 W 20 ° C 0°C 0,132 W/m².K

Χi = ( Q1- Q2 ) / ( θint - θext ) Χi = ( 5,013 - 2,636 ) / (20 - 0 ) Χi = 0,119 W/K Le détail ci-joint montre un plan de coupe au droit de l'attache. On remarque que la rupture thermique thermostop© suffit pour limiter le pont thermique. La photo (page suivante) en haut à gauche montre la mise en oeuvre du Thermostop© entre la fixation et le voile béton.

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Siège FBZ fédération des électriciens | Bruxelles | FBZ | architecte: A2M

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C. Outils de conception

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Pour calculer les flux de chaleur à travers les raccords ponctuels, plusieurs logiciels permettent l’encodage de détails en 3 dimensions.

Eurokobra©: Logiciel gratuit permettant de déterminer les valeurs Ψ et χ de raccord types. Le programme permet de faire varier quelques paramètres (épaisseur de matériaux et le Lambda).

Trisco©: Version payante d'Eurokobra, permettant d'encoder tout type de détail et de matériaux afin de déterminer les valeurs Ψ et χ.

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2.1.2. L’étanchéité à l'air Nous nous sommes principalement concentrés sur les flux de chaleur dans la partie consacrée à l'isolation. Cette partie est consacrée à l'étanchéité à l'air et se concentre sur les flux d'air et de vapeur à travers l'enveloppe.

2.1.2.1. Flux d'air De la même manière qu'une différence de température entre l'intérieur et l'extérieur (ΔT) entraîne un flux de chaleur, une différence de pression d'air (Δp) entraîne des flux d'air à travers la paroi. Ces flux d’air peuvent être soit contrôlés (via la ventilation), soit non contrôlés. Abordons en premier les flux d'air non contrôlés à travers l'enveloppe. Deux transferts fondamentaux : du chaud vers le froid + de la haute pression de vapeur d'eau vers la basse pression A.

Principe int

20¡c 20°C

ext

4¡c 4°C

> 2.5.1 p. 242

Vp:1650 Pa Vp: 1650 Pa

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Vp: 800 Pa Pa Vp:800

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L’étanchéité à l’air a pour objectif de limiter les fuites et les infiltrations d’air, celles-ci ayant un impact non négligeable sur le confort et l’efficacité de l’isolation et de la ventilation. 1)

Impact de l'étanchéité à l'air sur le bilan énergétique

Si on considère 1 m² de paroi isolée avec 14 cm de laine de roche, une fente de 1 mm de large sur 1 m de long provoquera autant de déperditions que si l'épaisseur d'isolant n'était que de 3 cm ! Cette fuite ridicule diminue d'un facteur 5 la performance de l'enveloppe.

3 cm

14 cm

fente de 1 mm U = 0,3 W/m²K => U = 1,44 W/m²K ! Calculé avec un vent de force 2-3 (20 Pa), Ti= 20°C, Te=-10°C

Le standard passif fixe un critère de renouvellement d'air non contrôlé à maximum de 0,6 vol/h sous une différence de pression de 50 Pa entre intérieur et extérieur. Or, à cette pression, un trou de 1 cm² correspond approximativement à un débit de fuite de 2 m³/h.

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Si l’isolation constitue le "pull" du projet, une petite promenade le long de la digue d'Ostende rappelle rapidement que, sans coupe-vent, l'isolation est inefficace.

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Autre illustration : prenons un cas d'étude dont on ne fait varier que le paramètre d'étanchéité à l'air, l'isolation, les techniques et la volumétrie restant constantes. Le BNC de l'habitation passe de 15 kWh/m²an à 0,6 vol/h à n50, à 22 kWh/m²an pour 1,5 vol/h et à 77 kWh/m²an pour 7,8 vol/h. À constitution identique, la consommation de ce cas varie du simple au quintuple !

Extraits de la feuille "vérification" du PHPP, montrant le bilan global Manque d'étanchéité à l'air sous la tablette de fenêtre

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Stratégie d'étanchéité à l'air

En conception, il est important de définir où se situe le plan d’étanchéité à l’air. Comme pour l’isolation, il doit être continu. Une technique de vérification simple et efficace consiste à passer en revue tous les détails du projet en surlignant avec deux couleurs les continuités d'isolation et d'étanchéité à l'air. Ceci met en évidence les raccords sensibles et permet souvent de simplifier la mise en œuvre en anticipant les étapes à venir. continuité étanche à l'air

int

ext

continuité isolée

toitures 24%

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Pour une maison par exemple, les principales sources de fuites sont les façades, puis les raccords des menuiseries extérieures et la toiture. Pour les réduire, il est nécessaire de prévoir des détails adéquats et cohérents : tous les éléments de l’enveloppe participent au résultat global.

façades 17%

façades 42%

sols 17%

Répartition des pertes par ventilation

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Pour les toitures ou caissons, il y a lieu de prévoir à la fois un pare-air du côté intérieur et un pare-vent du côté extérieur, de manière à empêcher le vent de pénétrer dans l'isolant. En effet, des courants d'air dans l'isolant pourraient diminuer sa résistance thermique. Un matériau est généralement considéré comme pare-air lorsque sa perméabilité à l'air, pour Δp=50 Pa, est inférieure à 0,1 m³/m²h. Actuellement, cette valeur n'est pas (encore) couramment employée. Cependant d'autres caractéristiques, développées ci-après, permettent d'évaluer l'étanchéité à l'air d'un matériau.

2.1.2.2. Humidité et flux de vapeur Bien souvent, aucune distinction n’est faite entre l’étanchéité à l’air et l’étanchéité à la vapeur d’eau. Pourtant, bien que ces deux principes soient généralement complémentaires, ils sont liés à des phénomènes physiques différents. L’air étant le premier vecteur de transport de la vapeur, il est évident que l’étanchéité à l’air participe à l’étanchéité à la vapeur. Cependant, les molécules de vapeur d’eau étant très fines, une barrière étanche à l’air ne sera pas forcément efficace vis-à-vis des transferts de vapeur d’eau par diffusion. Si un pare-vapeur peut donc jouer le rôle d’étanchéité à l’air, à l’inverse, une paroi étanche à l’air n’est pas forcément étanche à la vapeur d’eau. Par exemple, un pare-vent posé du côté extérieur d'une toiture tend à éviter que l'air ne s'infiltre dans l'isolant, mais reste ouvert à la vapeur d'eau afin que celle-ci puisse s'échapper de la paroi. On parle dans ce cas de matériaux respirants ou perspirants. Souvent négligés, les transferts de vapeur d’eau doivent être pris en compte dans la conception de l’enveloppe, au même titre que l'étanchéité à l'eau extérieure. Un ordre de grandeur : un ménage de quatre personnes dans une habitation génère 5 à 15 kg de d’eau vapeur par jour11. Sa condensation, qu’elle soit superficielle ou interne, doit être évitée. Une surcharge d’humidité peut engendrer de nombreuses pathologies et influencer la performance thermique des matériaux, la résistance mécanique et la pérennité des éléments constructifs, ainsi que la qualité de l’air intérieur.

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Sujet

Taux de production

Occupant

1,000 kg/jour.pers

4,000

Cuisson électrique Cuisson gaz

0,375 kg/jour.pers 0,625 kg/jour.pers

4 0

1,500 0,000

Hygiène personnelle (bain, douche ...)

0,350 kg/jour.pers

1,40

Séchage du linge

1,750 kg/jour.pers

1,70

Nettoyage

0,250 kg/jour.pers

1/7

0,035

Plantes vertes

0,030 kg/jour.pers

Taux de production total [kg / jour ]

0,150 9,150 kg/jour.pers

(source PMP)

Les problématiques liées au transfert de vapeur d’eau sont souvent accentuées lorsque l’épaisseur d’isolant augmente. Certaines typologies constructives présentent de plus grands risques. C’est le cas notamment des structures légères en bois et des structures isolées par l’intérieur. A.

Principe12

Les gaz se déplacent toujours du milieu où la pression est la plus élevée au milieu où la pression est la plus faible, de manière à s’équilibrer. Les molécules de vapeur d’eau se déplacent d’une ambiance à une autre afin de se répartir uniformément. Dans nos climats tempérés ou froids, il fait souvent bien plus chaud à l’intérieur qu’à l’extérieur. L’air chaud ayant une plus grande faculté à contenir de la vapeur d’eau, la pression de vapeur est généralement supérieure à l’intérieur. Cette différence de pression de vapeur entraine des transferts à travers l’enveloppe du bâtiment. Afin d’éviter que l’air ou la vapeur d’eau ne pénètre dans l’enveloppe et n’en diminue les performances, des barrières pare-air et pare-vapeur sont donc placées du côté intérieur, c’est-à-dire du côté chaud de l’isolant.

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design

Total

Quantité

115 24/10/2014 19:18:34

Pvext Pvint alarme 2500,0

Pvext Pvint alarme

2000,0

1000,0

500,0

0,0

1 132 263 394 525 656 787 918 1049 1180 1311 1442 1573 1704 1835 1966 2097 2228 2359 2490 2621 2752 2883 3014 3145 3276 3407 3538 3669 3800 3931 4062 4193 4324 4455 4586 4717 4848 4979 5110 5241 5372 5503 5634 5765 5896 6027 6158 6289 6420 6551 6682 6813 6944 7075 7206 7337 7468 7599 7730 7861 7992 8123 8254 8385 8516 8647

Pression de vapeur

1500,0

int

Vp: 1650 Pa

20¡c 20°C

Vp:1650 Pa Vp: 1650 Pa

4¡c 4°C

4¡c

Vp: 800 Pa

19¡c 19°C

19¡c

ext

28¡c

28°C

Vp:800 Vp: 800 PaPa

En été et au printemps, la température et la pression de vapeur peuvent être supérieures à l’extérieur et le flux de vapeur peut s’inverser. Par ailleurs, quelle qu’en soit la source (pluie, humidité ascensionnelle, condensation), l’humidité présente dans les matériaux a tendance à migrer vers les surfaces. Ces transferts d’eau liquide au sein des matériaux sont principalement induits par le phénomène de capillarité13. Par simplification, on peut considérer que l’humidité se déplace dans un matériau des zones les plus humides vers les zones les plus sèches. B.

Pare-vapeur ou freine-vapeur14 ?

Les transferts au sein d’une paroi dépendent des propriétés des matériaux qui la composent. Le coefficient de résistance à la diffusion de vapeur d’eau μ (sans unité) reflète le degré de résistance au passage de la vapeur d’eau d’un matériau par rapport à l’air. Si un matériau présente un coefficient µ=2, il est deux fois plus résistant que l’air à la diffusion de vapeur. Plus la valeur est petite, plus le matériau est ouvert au passage de la vapeur d’eau. μd (ou Sd) [m] = μ [/] x d [m]

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20¡c

int

ext

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28¡c

= μ * épaisseur matériau Unité m avec μ = coefficient de résistance à la diffusion de vapeur d'eau (par rapport à une couche d'air immobile) Comme la résistance dépend également de l’épaisseur de l’élément traversé, on utilise la valeur μd (ou Sd) [m], où d représente l’épaisseur du matériau dans la paroi. Un μd de 1 m équivaut à la résistance à la diffusion de vapeur qu’exercerait une lame d’air immobile de 1 m d’épaisseur. L’idéal consiste à favoriser la migration de la vapeur d’eau vers l’extérieur en concevant des parois composées de couches présentant des valeurs μd dégressives de l’intérieur vers l’extérieur.

Un freine-vapeur correspond généralement à un μd plus faible (souvent inférieur ou égal à 10 m). Il s’agit toutefois d’une appellation commerciale et la valeur limite de μd n’est pas fixée. Il faut donc être attentif aux valeurs reprises sur la fiche technique. L’utilisation d’un freine-vapeur, plutôt que d’un pare-vapeur, permet de préserver, du moins en partie, le potentiel de séchage du mur vers l’intérieur en été. Matériau

Epaisseur (e)

Valeur Sd (μ x e )

Air - valeur de référence

EN 12524

Plâtre

0.015 m

0,06 à 0,015 m

EN 12524

Laine de verre

0,2 m

EN 12524

Ouate de cellulose

0,2 m

0,4 m

EN 12524

Panneau de sous-toiture isolant en fibre de bois

0,022 m

0,11 m

EN 12524

Panneau OSB

0,022 m

0,66 à 4,4 m

EN 12524

Frein-vapeur

0,001 m

4,5 m

Frein-vapeur à Sd variable

0,0002 m

0,25 à 10 m

Pare-vapeur

0,0002 m

20 à 50 m

Béton armé

0,2 m

10 m

Polyéthylène

0,00015 m

50 m

Feuille d'aluminium

0,00005 m

1500 m

Feuille de PE (agrafée)

0,00015 m

Verre

0,006 m

+∞

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Sources

design

Un pare-vapeur correspond à un μd fixe relativement élevé (généralement supérieur à 10 m). S’il est convenablement placé, il permet de réduire très fortement la diffusion de vapeur, quelle que soit l’application.

EN 12524

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Le μd d'un freine-vapeur ou pare-vapeur hygrovariable change suivant l’humidité relative. Ces membranes sont relativement fermées à la vapeur quand l’humidité relative est faible et s’ouvrent davantage quand l’humidité relative est élevée. Cette propriété permet de freiner le transfert de vapeur vers l’extérieur quand l’air intérieur est plus sec (généralement en hiver) tout en favorisant le séchage du mur quand l’humidité relative est plus élevée15 (généralement en été et au printemps). Forte résistance à la diffusion en hiver faible résistance à la diffusion en été

Eté

12 10

μd

8 6 4 2

Hiver

0 10

100

Taux moyen d’humidité relative de l’air

C. Condensation Les transferts de vapeur d’eau se produisent par convection et par diffusion. Ils impliquent des risques de condensation dans l’enveloppe. Cette condensation peut être superficielle ou interne aux parois. La condensation interne est rarement visible, mais elle peut avoir des conséquences importantes sur les performances et la durabilité des composants constructifs. L’humidité peut aussi représenter un risque pour la santé des occupants, notamment en entrainant la formation de moisissures au sein de la paroi.

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1) Condensation superficielle

Si la température de surface d'une paroi est inférieure à celle du point de rosée de l’air, de la condensation se forme sur cette surface. Une température superficielle basse résulte très souvent d’un pont thermique (comme par exemple un linteau). Si ce phénomène se produit régulièrement, l’humidité augmente progressivement et, selon le matériau et la température, la surface peut devenir un substrat favorable pour la formation de moisissures.

80 100%

design

Moisissure au droit d'une zone froide

25 70%

50%

50 40

30%

30 20

Courbe de saturation

Ambiance

Humidité relative

10%

-10

-15

-10

-5

Le diagramme de Mollier

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T° rosée

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Condensation au droit de la sous-toiture (illustration Fraunhofer-Institut)

> 2.1.2.4 p. 127

2) Condensation interne par convection

Des défauts d’étanchéité à l’air au niveau de la surface intérieure de l'enveloppe peuvent engendrer des infiltrations d’air dans la paroi. L’air chaud qui transite par elle contient une certaine quantité de vapeur d’eau. S’il entre en contact avec une surface dont la température est inférieure à celle de son point de rosée, de la condensation apparait. Elle est souvent concentrée au droit des défauts de la paroi, ce qui peut entraîner d’importantes quantités de condensat. Les flux de convection peuvent être causés par une conception erronée, une mauvaise mise en œuvre, un percement ultérieur, etc. En anticipant et en soignant l’étanchéité à l’air, ces phénomènes peuvent donc être évités dans la plupart des cas. ext

int

ext

int

ext

Les transferts par convection sont souvent dus à des défauts de mise en œuvre entraînant une mauvaise étanchéité à l’air de l’enveloppe.

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3) Condensation interne par diffusion

L’air chargé de vapeur migre dans la paroi par diffusion au sein des matériaux. À mesure qu’il se rapproche de la face extérieure, l’air se refroidit en fonction des caractéristiques hygrothermiques des composants de la paroi. Si le point de rosée est atteint quelque part, de la condensation apparait. Ce phénomène se rencontre souvent dans les parois isolées par l’intérieur et les ossatures bois avec isolation intégrée à la structure..

20°c

ext

int

ext

0°c 0°C

design

20°C 20°c

int

0°c

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D. Stratégies Trois grands principes assurent une gestion optimale de l’humidité dans les bâtiments. 1) Supprimer l’humidité à la source Pour gérer l’humidité provenant de l’extérieur, différentes mesures peuvent être prises : étanchéité à l’eau et raccords performants en toiture, pare-pluie, pare-vent, hydrofuge en façade, injection contre les remontées capillaires, cuvelage des parois contre terre, étanchéité de la dalle de sol, etc.

> 2.1.2.4 /C.5 p. 147

Pour gérer l’humidité provenant de l’intérieur, le moyen le plus efficace consiste à ventiler : cela permet de réduire la pression de vapeur intérieure et d’éviter des écarts de pression importants entrainant des transferts de vapeur par les parois. Il est recommandé de maintenir un climat intérieur à une température proche de 20°C et une humidité relative comprise entre 30 et 60%. 2) Éviter les condensations Bien que la ventilation permette de diminuer la quantité de vapeur d’eau présente au sein du bâtiment, il en reste bien sûr toujours. Il faut tout faire pour que cette humidité reste à l’état de vapeur de façon à limiter les condensations dans la construction. À cette fin, plusieurs mesures doivent être prises.

a. Limiter les ponts thermiques

En maintenant partout la température de surface au-dessus du point de rosée, les condensations superficielles sont évitées. > 2.1.2.2 /C.2 p. 118

b. Limiter les défauts d’étanchéité à l’air

Si les transferts par convection sont empêchés, le risque de condensation interne qui en découle disparait également. Rappelons d’ailleurs que, dans ce cas, la quantité d’humidité est généralement plus importante et les dégâts plus graves qu’en condensation par diffusion

> 2.1.2.3 p. 125

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(plus petite quantité de vapeur d’eau mieux répartie).

Une stratégie souvent avancée pour réguler l’humidité au sein des parois consiste à prévoir des composants dont la résistance à la diffusion de vapeur µd est dégressive de l’intérieur vers l’extérieur. Cela limite la quantité de vapeur traversant les parois tout en permettant à la vapeur qui aurait pénétré la paroi de continuer sa migration vers l’extérieur en limitant le risque de condensation interne. Différentes normes16 préconisent un rapport de 5 pour pour le μd de la couche intérieure à 1 pour celui de la couche extérieure. Concernant les structures en bois, le CSTC recommande que la résistance à la diffusion de vapeur de la couche intérieure soit au minimum 6 fois et de préférence 15 fois supérieure à celle de la couche extérieure17. 3) Garantir le potentiel de séchage des parois Dans la pratique, il est difficile d’empêcher toute condensation (superficielle et interne) et de contrôler toutes les autres sources d’humidité. Même si l’enveloppe du bâtiment est conçue avec soin, elle n’est jamais à l’abri d’un défaut de mise en œuvre, d’une défaillance du système de ventilation ou d’un imprévu. Il est donc essentiel de favoriser au maximum le potentiel de séchage du mur. L’humidité au sein des parois peut être inoffensive tant qu’elle s’évacue relativement rapidement et qu’elle ne s’y accumule pas au fil du temps. Le principe d’une perméabilité à la diffusion de vapeur d’eau croissante de l’intérieur vers l’extérieur est globalement favorable. Cependant, les règles empiriques proposant un rapport à respecter entre les μd intérieur et extérieur sont à utiliser avec précaution. Leur respect strict peut conduire, notamment en isolation par l’intérieur, à ajouter une membrane très étanche à la vapeur d’eau du côté intérieur (un pare-vapeur avec un μd très élevé). Compte tenu des transferts par diffusion qui peuvent s’inverser en mi-saison et en été (pression de vapeur supérieure à l’extérieur) et des transferts d’eau liquide qui peuvent s’opérer dans différentes directions au sein de la paroi, il est généralement intéressant de préserver une certaine perméabilité à la vapeur du côté intérieur afin d’améliorer le séchage du mur. C’est pourquoi il est utile de vérifier la paroi à l’aide d’un logiciel dynamique.

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c. Limiter les transferts par diffusion

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Condensation au droit de la face arrière du pare-vapeur (illustration Fraunhofer-Institut)

int

ext

défaut !

pare-vapeur fermé

int

hydrofuge étanche

ext

> 2.1.2.2 /D p. 122

frein-vapeur ouvert

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hydrofuge perspirant

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Selon l’application, l’utilisation d’un freine-vapeur à µd fixe ou variable est parfois suffisante et permet de préserver en partie le séchage vers l’intérieur en ne bloquant pas complètement le flux de vapeur qui traverserait la paroi de l’extérieur vers l’intérieur. Ces membranes freineou pare-vapeur jouent aussi le rôle de pare-air et limitent ainsi les risques de condensation par convection. À cette fin, leur mise en œuvre doit impérativement être très soignée.

2.1.2.3. Outils de conception De nombreuses recommandations s’attachent à la gestion de l’humidité dans les parois. Il est cependant essentiel de valider les compositions de parois envisagées. Pour ce faire, certains outils utilisent des méthodes simplifiées, d’autres intègrent l’ensemble des paramètres hygrothermiques des matériaux et des facteurs climatiques. Bien que leur encodage soit plus complexe et le coût plus élevé, ces derniers ont l’avantage de fournir des résultats plus proches de la réalité. Dans tous les cas, quel que soit l’outil utilisé, la mise en œuvre y est toujours considérée comme parfaite. En effet, à moins de les encoder, les logiciels ne tiennent pas compte des possibles défauts au niveau des raccords des membranes, des percements, etc. Or les transferts par convection peuvent avoir des conséquences importantes. Ces outils doivent donc être utilisés avec un œil critique et en appliquant les stratégies globales de conception Méthode Glaser Cet outil statique (feuille de calcul Excel18) considère une température et une humidité constantes de part et d’autre de la paroi. Seules sont prises en compte la conductivité thermique λ [W/mK] et la résistance à la diffusion de vapeur d’eau μ [-] des matériaux de la paroi. Il s’agit donc d’une méthode simplifiée qui ne tient pas compte de la teneur en eau des matériaux, des transferts d’eau liquide ou des sollicitations extérieures (pluie, soleil, vent) ayant pourtant un effet non négligeable sur les échanges hygrothermiques au sein des parois.

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En parallèle, si un élément étanche à l’eau est prévu du côté extérieur (enduit, peinture, hydrofuge, pare-vent), celui-ci doit être ouvert à la vapeur d’eau afin de favoriser le séchage des parois18.

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Suite à cette simplification, la méthode s’avère extrêmement sécuritaire. De nombreuses compositions de parois sont écartées alors qu’elles ne présentent pas de risque réel. D’autre part, notamment en isolation par l’intérieur, l’application stricte des résultats obtenus avec la méthode Glaser conduit souvent au choix d’une membrane très étanche à l’air du côté intérieur de la paroi. Or, dans la pratique, il apparaît qu’une membrane moins étanche est parfois plus intéressante car elle privilégie le séchage du mur. Logiciels dynamiques couplant chaleur et humidité Divers logiciels dynamiques évaluent le comportement hygrothermique des parois de façon plus précise. Pour s’approcher des phénomènes physique réels, il est indispensable de prendre en compte l’ensemble des paramètres hygrothermiques des matériaux, tout en intégrant l’influence de l’environnement extérieur (pluie, vent, rayonnement solaire, ombrage, contre-rayonnement de la voûte céleste, etc.). Les transferts de chaleur et d’humidité dépendent de certains paramètres communs. Il est indispensable d’évaluer ceux-ci de façon couplée pour prendre en compte leurs interactions mutuelles. Par exemple, la conductivité thermique varie selon l’humidité ; les changements d’états nécessitent une certaine quantité d’énergie (chaleur latente), etc. Le logiciel WUFI® est un des plus utilisés et des plus conviviaux. Il en existe bien d’autres, notamment DELPHINE, MOIST, MATCH, etc. Leur utilisation est plus complexe et demande plus de temps, mais les résultats sont bien plus proches de la réalité qu’avec les outils statiques. Outil Isolin19 Spécifique à l’isolation par l’intérieur, cet outil regroupe les résultats de près de 7 000 simulations dynamiques réalisées à l’aide de WUFI®Pro sur des murs en briques pleines isolés par l’intérieur. De nombreuses configurations sont proposées et l’outil est assez facile à utiliser, tout en proposant des résultats détaillés permettant une analyse plus approfondie pour ceux qui le souhaitent.

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2.1.2.4. En pratique

Isolation par l'extérieur

1) Parois

En général, pour une construction en blocs maçonnés, l'étanchéité à l'air est simplement réalisée avec le plafonnage21. En structure massive, l'étanchéité à l'air est un poste qui ne nécessite pas de connaissances ou de technologies poussées, mais plutôt du temps et de la précision. Les blocs de béton ou terre cuite ne sont pas étanches à l'air : il faut leur ajouter une barrière à l'air. Les blocs silico-calcaires ne sont pas non plus suffisants : même l'enduit mince posé sur ceux-ci ne garantit pas l'étanchéité à l'air. Quelques raccords typiques demandent un peu d'attention : •

le raccord entre plafonnage et dalle de sol : celle-ci interrompt le plan d’étanchéité à l’air créé par le plafonnage et, vu que les chapes sont généralement désolidarisées des dalles (chapes flottantes), des fuites peuvent apparaître entre la dalle et les blocs ;

•

les blochets des prises électriques dans les murs maçonnés;

•

lorsqu'elles touchent l'enveloppe du bâtiment, certaines trémies techniques ou certains locaux doivent être plafonnés. Ceci doit être réalisé avant la fixation des tuyaux, gaines, etc. ; le plafonnage derrière les limons d'escalier, s'ils sont situés contre un mur extérieur ; ou derrière tout élément technique (l'exemple trivial des toilettes suspendues : il faut plafonner derrière les chasses d'eau) ;

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Il n'existe pas encore de base de données belge sur l'étanchéité à l'air des éléments et techniques de construction. Néanmoins, voici une série d'observations émanant de cas pratiques. Une technique non scientifique consiste à verser un seau d'eau sur l'élément : si l'eau passe, l'air passe également. Ce qui permet de se rendre compte qu'une dalle de béton a plus de chance d'être étanche à l'air qu'une chape ou des blocs de terre cuite.

127 24/10/2014 19:18:44

•

un enduit mince n'est pas suffisant : il faut prévoir au moins 0,5 cm d'épaisseur pour un enduit intérieur à base de plâtre22 ;

•

les joints verticaux doivent être soignés et renforcés pour éviter les fissures.

S'il n'est pas possible de plafonner la face intérieure des blocs, il est possible de réaliser l'étanchéité à l'air entre les blocs et l'isolation, toujours du

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Logements à Brooklyn| New-York USA | Ridgewood Bushwick Senior Citizens Council | architecte: Chris Benedict R.A.

côté chaud. On utilise alors une colle spécifique23 étanche à l'air. Dans ce cas, le raccord aux châssis peut être réalisé également par l'extérieur.

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Lorsque la construction est réalisée en béton (préfabriqué ou coulé sur place), la paroi sera étanche à partir d'une certaine épaisseur et moyennant la mise en œuvre correcte des joints. Dans le cas de parois préfabriquées, la jonction doit être parfaitement maîtrisée.

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(illustration Recticel©)

2) Raccord aux dalles de sol

Si l'enduit intérieur n'est pas prolongé jusqu'à la dalle de béton, il faut prévoir une membrane en attente avant de réaliser la chape (celle-ci n'étant pas étanche). Si la paroi comprend une membrane contre la remontée capillaire, il faut prévoir une membrane en attente, le plafonnage risquant de se fissurer au droit de la barrière anticapillaire ou, pire, de contribuer aux remontées d'humidité.

3) Raccords aux châssis

Pour les parois en blocs, certaines bandes collantes permettent de réaliser la jonction entre le plafonnage et le châssis bois. Elles sont généralement pourvues d'une partie en treillis à noyer dans le plafonnage et d'une partie autocollante. La pose en atelier assure de meilleures conditions de collage (peu de poussière, pluie, humidité), mais les membranes risquent de se déchirer durant le transport. Les parois en béton étant étanches, la jonction peut être réalisée par l'intérieur ou par l'extérieur. La composition du châssis est également

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Dans certains cas, l'application précise et soigneuse d'un joint de mousse expansive élastique24 peut s'avérer suffisant.

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déterminante. Par exemple, les châssis bois/alu avec une isolation en PUR présentent des évacuations de condensat situées en partie avant basse. L'air passe à travers le PUR, donc une jonction par l'extérieur n'est alors pas conseillée. En effet, dans ce cas, c'est le bois massif qui joue le rôle de barrière à l'air, pas le capot alu.

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Le CSTC25 rend compte de différents tests de vieillissement de raccords réalisés soit avec des bandes collantes, soit avec des joints silicone. Il apparait qu'il n'y a pas de différence notable entre ces deux techniques : "L’expérience acquise en laboratoire montre qu’un raccord étanche à l’air peut être obtenu selon les préconisations de la NIT 199 en faisant usage de profilés d’arrêt d’enduit complétés par un joint souple (et son fond de joint), à condition que le soin apporté à leur mise en œuvre permette le maintien de la performance dans le temps."

La réalisation de l’étanchéité à l’air ne présente pas le même degré de difficulté suivant les techniques constructives employées : l'utilisation de matériaux souples et de membranes plus chères est plus généralisée dans la construction bois.

4) Condensations superficielles extérieures

Des condensations superficielles peuvent apparaître à l’extérieur (triple vitrage, enduit sur isolant, bardage métallique, etc.). De nuit, par temps dégagé, la température de surface des parois exposées à la voûte céleste

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Dans les bâtiments faiblement isolés, ce sur-refroidissement lié au rayonnement vers la voûte céleste est compensé par les déperditions thermiques qui induisent une température de surface extérieure proche ou supérieure à la température extérieure. Dans les bâtiments passifs, les déperditions des parois étant limitées, ce sur-refroidissement n’est pas contrebalancé. Des condensations peuvent donc souvent apparaitre, par exemple au droit des points de fixation mécanique de l’isolant sous un crépi. Pour éviter ce phénomène, il faut choisir des fixations présentant le coefficient de transmission thermique ponctuel (Χi) le plus faible possible.

Les condensations superficielles sont uniformément réparties et causent un assombrissement de la teinte de l’enduit, sauf au droit des rosaces de fixation des panneaux d’isolation thermique du fait des déperditions thermiques légèrement plus importantes. (illustration Fraunhofer-Institut)

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peut être 6 à 8°C plus basse que la température de l’air extérieur26. Si cette température est inférieure à la température de rosée de l’air extérieur, de la condensation apparait.

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> 3.2.2 p. 298

> 2.1.2.2 / D.2 p. 122

Isolation intégrée à la structure

1) Parois verticales

L'étanchéité à l'air de structures en bois isolées27 doit être parfaitement réalisée et protégée durant la vie du bâtiment. Une telle structure est plus sensible aux défauts de mise en œuvre et de conception. Dans le cas de caisson en bois, trouver des matériaux correspondant à de nombreux critères relève parfois du parcours du combattant. Il n'est pas toujours simple de jongler avec toutes les règles et la bonne mise en œuvre des matériaux. Plusieurs barrières, intérieure et extérieure, enferment l'isolant. Vers l'extérieur, le panneau joue le rôle de pare-vent ; vers l'intérieur, le panneau ou la membrane doit aussi former un écran à la vapeur. Pour éviter que l'humidité stagne dans l'isolant, les couches successives sont de plus en plus "ouvertes" à la vapeur. On considère qu’ un facteur 6 entre les μd intérieur et extérieur est suffisant28. Une vérification à l’aide d’un outil dynamique peut s’avérer intéressante. int

ext 1 2

3 4

5 6

1 bloc plâtre 10cm Rf 2h 2 panneau étanche à l'air 22mm ou frein-vapeur 3 isolant cellulose 4 structure caisson FJI 5 panneau pare-pluie/flamme 15mm 6 lattage bois + revêtement en lattage bois rétifié ou panneaux (revêt B-s3-d0)

μd 6x 1x

Du côté intérieur, il est sage de protéger le plan d'étanchéité à l'air par une contre-cloison (portant la finition intérieure) ou des blocs de plâtre, qui peuvent également servir de protection contre la propagation d'incendie.

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Intérieur D1

Durelis vapour bloc

OSB EGGER

ép

μd

243

0,01

2,43

243

0,012

2,92

243

0,015

3,65

200

0,012

2,40

200

0,015

3,00

200

0,022

4,40

200

0,025

5,00

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Le côté extérieur doit être également protégé par un pare-pluie ou un bardage permettant l’évacuation de la vapeur présente dans la paroi. Ce matériau doit donc à la fois être ouvert à la vapeur, assurer des capacités structurelles et être, dans certains cas, incombustible. En effet, la nouvelle législation incendie prévoit, pour les bâtiments moyens et hauts, que le revêtement extérieur soit de catégorie B-s3, d0 (presqu'incombustible). Un maximum de 5% de la surface visible des façades n’est pas soumis à cette exigence.

Extérieur Hidroflam

Celit

0,012

0,60

0,016

0,80

0,018

0,90

0,022

1,10

0,018

0,09

Composition

μdi

μde

rapport (min 6 !)

D3 15mm/ H1 12mm

3,65

0,60

6.08

D3 15mm / H2 16mm

3,65

0,90

4.05

O3 22mm / H1 12mm

4,40

0,60

7.33

O3 22mm / H2 16mm

4,40

0,80

5.50

O4 25mm / H2 16mm

5,00

0,80

6.25

O1 12mm / C1 18mm

2,40

0,09

26.67

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2) Toitures plates et compactes

Pour les toitures plates, les principes sont similaires, mais la couche extérieure est généralement plus étanche à l’eau et moins ouverte à la vapeur d’eau. Il faut donc veiller à privilégier le séchage du complexe de toiture vers l’intérieur. Différentes stratégies29 peuvent être utilisées et il est essentiel de les valider par simulation dynamique. rayonnement solaire rayonnement infra rouge

échange thermique avec l'extérieur

diffusion de la vapeur par l'étanchéité de toiture

humidification pendant la phase de construction

flux d'humidité flux hiver d'humidité

étanchéité platelage

isolation

été

échange thermique avec l'extérieur

diffusion latérale

freine-vapeur vide technique finition intérieure convection par infiltration d'air

hiver été diffusion de vapeur par le frein-vapeur

Flux de chaleur dans une toiture plate et compacte (source: Jonas Eyckens)

3) Mise en œuvre

En ossature bois, le travail est plus important et plus précis. C’est dès la conception qu’il faut prévoir des membranes en attente à placer au fil des travaux. Tenter de le faire a posteriori peut relever d'une aventure épique. L'anticipation permet souvent un déroulement du chantier plus serein. Illustrons ceci par quelques exemples :

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•

membrane placée autour des gîtes d'un plancher bois reposant sur de la maçonnerie : 1

Pose d'une membrane dans le cas de poutres appuyées sur la maçonnerie (illustration magazine CSTC-Contact n° 33, 2012)

•

1 membrane étanche à l'eau 2 pare-vapeur 3 membrane de raccord

membrane posée sur les faîtes ou cloisons lors de la réalisation de la charpente :

1 2

3 5

1 isolation 2 membrane 3 lattage 4 plaque de plâtre 5 mur maçonné

Raccord entre cloison et faitière. La continuité de la barrière à l'air est assurée par une membrane d'attente (illustration magazine CSTC-Contact n° 33, 2012)

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•

nez de dalle enveloppé et posé sur une ossature extérieure30 : int

Construction "table frame"

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int

ext

Construction "balloon frame"

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Pour ce type de structure, il est très important de définir la position exacte de la membrane. Si pour les deux détails ci-dessus, l'étanchéité est parfaitement continue, on constate (à gauche) que la membrane passe du côté froid de l'isolation : ceci pourrait créer un point de condensation dans la structure ! Pour corriger ce détail, une couche suffisante d'isolation est nécessaire. 4) Quid de l'OSB ?

Les qualités d'étanchéité à l'air de l'OSB ne font pas l’unanimité31. Quelques tests sur chantier ont montré que certains panneaux OSB ne jouaient pas leur rôle de barrière à l'air. Cela a été constaté pour des panneaux de divers types, épaisseurs ou fabricants, et parfois même pour une même marque, mais sur des lots différents. À l'heure actuelle, aucun fabricant d’OSB ne certifie l'étanchéité à l'air de son produit. Cependant, un fabricant (Egger) garantit la valeur µ de son produit. C'est une valeur de perméabilité à la vapeur, mais elle garantit par extension une qualité d'étanchéité à l'air. Par ailleurs, d'autres types de panneaux32 garantissent une valeur d'étanchéité à l'air.

5) Pérennité des bandes collantes ?

Le recours à des systèmes d'étanchéité à l’air tels que des bandes collantes est plus généralisé dans la construction bois. Plusieurs recherches ont porté sur la longévité des colles, leur résistance etc.

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Quoi qu'il en soit, ce n'est généralement pas là que le bât blesse, mais plutôt dans les conditions de mise en œuvre : même la meilleure colle est inefficace sur un support poussiéreux. Des situations telles que ci-dessous (anciennes gîtes de bois traversant un freine-vapeur) sont donc à éviter autant que possible :

> 2.1.2.2 /D p. 122

> 2.1.2.2 /C.1 p. 118

En structure légère, une protection mécanique doit être prévue pour le plan d'étanchéité à l'air, pour éviter des dégradations dues à l'usage. Un vide technique de 5 cm ménagé entre la barrière à l'air et une plaque de finition joue ce rôle et permet de faire passer facilement des installations techniques. Pour des logements, et plus particulièrement en location, des blocs ou des carreaux de plâtre permettent d'éviter les dégradations et assurent également la sécurité incendie entre appartements.

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Isolation par l’intérieur

La continuité de l’isolation et de l’étanchéité à l’air est essentielle. De façon plus générale, la régulation de l’humidité doit être prise en compte dès la conception et jusqu’à la mise en œuvre, qui doit impérativement être soignée. Les principes généraux à observer prennent tout leur sens en isolation par l’intérieur, où les risques sont généralement accrus.

1) Condensation

Cette problématique est très fréquente en isolation par l’intérieur et d’autant plus difficile à gérer que l’isolant est épais. Condensations superficielles : les ponts thermiques sont généralement plus difficiles à éviter en isolation par l’intérieur, surtout en rénovation. S’ils ne sont pas bien traités, des condensations superficielles apparaissent.

Moisissures liées à un pont thermique, (Rechtsanwalt Friedhelm Thome, Köln).

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Les risques majeurs liés à l’isolation par l’intérieur sont les condensations superficielles et internes (par diffusion et convection) et les dégradations dues au gel ou aux dilatations de maçonnerie. Des risques secondaires touchent notamment aux efflorescences de sels (qui peuvent apparaître sur certaines maçonneries) et à la diminution de l’inertie thermique (la masse de la paroi isolée n’étant plus accessible)33.

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Condensations internes : le risque de condensation interne augmente également en isolation par l’intérieur de par la composition même de l’enveloppe. La chute de température entre intérieur et extérieur se produit essentiellement au sein de l’isolant. Celui-ci étant placé du côté intérieur, le mur est beaucoup plus froid. Si la vapeur d’eau se fraie un passage (par convection ou par diffusion), elle risque de condenser dans ou derrière l’isolant, à proximité du mur froid. int

ext

0°C 0°c

20°C 20°c

int

ext

> 2.3.2.1 p. 210

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Risolant > Rbrique

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2) Plancher bois

Le cas des planchers en bois est plus complexe à régler que celui des planchers en béton. Bien qu’une isolation entre gîtes réduise le pont thermique, l’étanchéité à l’air et à la vapeur est généralement bien plus difficile à assurer. Or, si elle est mal conçue ou mise en œuvre, l’encastrement des gîtes dans le mur présente un risque élevé de condensation qui peut entrainer le pourrissement du bois et des problèmes de stabilité. Pour éviter cela, la teneur en eau dans le bois doit toujours être inférieure à 20% en masse. Même en imaginant une membrane freineou pare-vapeur entourant chaque gîte, le risque n’est pas complètement supprimé puisque le bois est poreux et que des transferts de vapeur par diffusion peuvent y avoir lieu. Si les gîtes sont anciennes et fissurées, des transferts pourraient également s’opérer par convection. La solution la plus efficace consiste à couper les gîtes et le plancher et à prévoir une nouvelle structure portante en retrait, assurant la continuité de l’isolation et de l’étanchéité à l’air et à la vapeur.

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Moisissures dues à la condensation interne. ( Joe Lstiburek ).

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Logement à Eupen | Eupen | Famille Henz-Noffalise | architecte: FHW

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3) Gel et dilatation de maçonnerie

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L’isolation par l’intérieur entraine le refroidissement du mur. Or quand il a été humidifié par la pluie, le mur sèche plus difficilement car il est globalement plus froid. D’autre part, l’application d’un complexe isolant avec freineou pare-vapeur du côté intérieur diminue aussi le potentiel de séchage du mur vers l’intérieur.

int

ext

Humidification par la pluie int

int

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La réduction du potentiel de séchage du mur vers l’intérieur et vers l’extérieur entraine une accumulation d’humidité au sein du mur. Par temps froid, l’eau présente au niveau de la face extérieure du mur risque de geler, entrainant une augmentation du volume de l’eau dans la brique pouvant engendrer des déformations mécaniques dans le mur. Ces désordres dépendent de divers paramètres (type de brique, teneur en eau, températures, etc.).

ext

Evaporation en surface ext

int

ext

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cristaux de glace

> 2.1.2.3 p. 125

(illustration Fraunhofer Institut)

4) Matériaux

Tous les matériaux n’ont pas la même "capacité hygroscopique". Certains sont capables de stocker une quantité d’humidité et de la restituer plus tard. Cette propriété offre une sorte d’inertie hydrique qui régule l’humidité intérieure en atténuant les effets d’ambiances trop humides ou trop sèches. C’est caractéristique de certains isolants naturels, des matériaux à base de bois, de la terre crue, de la chaux, etc. En rénovation et en isolation par l’intérieur, la mise en œuvre étant rarement parfaite (raccords entre composants, etc.), l’utilisation de ce type de matériau peut permettre d’éviter certaines dégradations par condensation.

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5) Hydrofuges

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Le potentiel de séchage des murs isolés par l’intérieur étant fortement réduit, il est essentiel de contrôler les sources d’humidité. À l’intérieur, ce sont les membranes pare-air et pare-vapeur qui jouent ce rôle. À l’extérieur, il s’avère parfois indispensable de prévoir la pose d’un hydrofuge sur l’ensemble de la façade afin de limiter la pénétration d’eau de pluie34.

D’autre part, il est primordial de prévoir un traitement hydrofuge à la fois étanche à l’eau de pluie et ouvert à la vapeur pour préserver le potentiel de séchage du mur vers l’extérieur.

1. hydrofugation 2. remplissage des pores 3 obturation filmogène Les hydrofuges à base de composés organosiliciés forment un film ultramince sur les parois des pores sans les obturer, ce qui permet une certaine perméabilité à la vapeur d’eau (EN 1504-2).

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L’intérêt de cette solution dépend de nombreux paramètres : coefficient d’absorption du matériau de façade, épaisseur et type d’isolant, type de freineou pare-vapeur, orientation et exposition de la façade... Il est nécessaire de vérifier la paroi dans un logiciel dynamique.

Éléments particuliers

(illustration Wacker Chemie AG)

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CPAS de Forest | Forest | Commune de Forest | architecte: A2M

Simulation de la paroi avec mur isolé par l'intérieur et sans traitement particulier

La simulation réalisée en Wufi© montre que l'isolation par l'intérieur d'environ 20 cm pourrait engendrer une accumulation d'humidité entre l'ancien mur porteur et la nouvelle isolation intérieure. Ceci est dû au niveau d'absorption élevé du mur de façade. Celui-ci, après isolation par l'intérieur, risque de ne plus pouvoir sécher. La partie humide en surface risque de geler lors des premières périodes de froid.

température

matériau hydrophile

teneur en eau

humidité relative %

Après un an: quantité d'eau "retenue" dans le mur entre la paroi et l'isolant...

mur

isolant

frein-vapeur

ext

Simulation de la paroi avec mur isolé par l'intérieur AVEC traitement hydrofuge étanche mais RESPIRANT

int

matériau hydrophobe

Le traitement hydrofuge adéquat de la façade permet de rendre celle-ci imperméable, non absorbante à l'eau tout en conservant sa caractéristique "respirante".

teneur en eau

humidité relative %

température

Après un an, grâce à l'hydrofugation de la façade, le mur reste "sec". Test de "mouillage". l'eau perle sur la surface mais n'est pas absorbée.

mur isolant frein-vapeur ext int

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1) Châssis

Une fois n'est pas coutume, les châssis sont généralement plus performants que ne l’exigent les normes actuelles en Belgique ! La NBN EN 1026 distingue 4 niveaux d'étanchéité pour les profilés des châssis testés en laboratoires. Or, deux constatations s’imposent : •

imposer la classe 4 (soit la meilleure étanchéité au vent) n'est pas toujours suffisant dans un projet visant n50 = 0,6 vol/h ;

•

la majorité des châssis disponibles sur le marché belge sont bien meilleurs !

C'est pourquoi le CSTC a proposé des classes 5 et 6.

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design Répartition par classe des performances des 300 menuiseries testées et proposition de subdivision de la classe 4 (NBN EN 1026). Source: Magazine CSTC-Contact n°33, 2012.

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2) Percements techniques

Certains équipements traditionnels posent question dans un bâtiment passif. Des solutions sont toujours possibles, mais il faut les anticiper.

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boîte aux lettres : soit les disposer à l’extérieur, soit les aménager avec une partie ouvrante étanche à l’air ;

•

poêle : un feu ouvert n’est pas possible dans un bâtiment passif, mais une cassette étanche (avec prise d’air extérieure) permettra de rapidement réchauffer l’ambiance ;

•

hotte de cuisine : pour une petite installation familiale, une simple hotte à recirculation suffit ; pour une installation plus importante, une hotte à compensation permet d’arrêter le système de ventilation hygiénique pendant qu’on cuisine ; pour éviter l’encrassement dû aux graisses de cuisson, la hotte doit être absolument séparée du système de ventilation hygiénique ;

•

cuisine au gaz : une alimentation en comburant (air neuf) doit être prévue ;

•

tableau électrique : il vaut mieux l'installer dans le volume protégé car seul le passage du câble d'alimentation général est nécessaire ; si le tableau électrique est hors du volume, il y aura autant de percements que de circuits dans le bâtiment ;

•

blochets des prises électriques : pour éviter les fuites d’air, il faut enduire le fond de pose de plâtre ou utiliser des blochets hermétiques ;

•

raccords électriques (placés dans le plan d’étanchéité à l’air) : tous les câblages des installations extérieures (sonnette, éclairage, alarme, store) traversent l’étanchéité à l’air du bâtiment. Il est possible d’utiliser des manchons ou collerettes spécifiques ;

•

taques de chambre de visite : si celles-ci font partie du volume protégé, leur poids et un simple graissage du joint suffisent à éviter les fuites ;

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•

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ventilation primaire des canalisations : a priori, les siphons sont suffisamment efficaces pour éviter les fuites par ces canalisations (tout au plus une différence de pression de 50 Pa fera varier la hauteur d’eau de quelques mm) ;

•

descentes d'eau de pluie : le passage de la canalisation doit être étanche et il est préférable d’isoler le tuyau pour éviter toute condensation sur celui-ci ;

•

portes sectionnelles / garage : des portes de garage existent dans le commerce, qui sont à la fois isolées et étanches à l’air ; leur placement doit être très précis ; il est souvent plus simple de ne pas inclure ces espaces dans le volume protégé ;

•

chatières étanches : que Minet se rassure, des chatières magnétiques permettent une relative étanchéité (même si elles constituent toujours un point faible dans l’isolation de l’enveloppe) ;

•

portes RF étanches : des portes intérieures d’appartement résistantes au feu et étanches à l’air sont aujourd’hui disponibles dans le commerce ; pour peu qu’elles soient aussi acoustiques, elles seraient absolument parfaites...

3) Ventilations obligatoires

À ceux-ci, viennent s'ajouter quelques contraintes normatives : les ventilations obligatoires. Il est important de se préoccuper de l'emplacement de ces différents éléments au stade de la conception car c'est à ce moment que la limite du volume protégé est déterminée. Le placement de certains éléments techniques à l'intérieur ou à l'extérieur de cette limite peut faciliter ou mettre en péril la réalisation de l'étanchéité à l'air du bâtiment.

a. Trémies techniques

Dans la plupart des cas, il est admis que la trémie ne soit pas ventilée. La disposition la plus simple consiste à intégrer complètement la trémie dans le volume protégé, à l'intérieur du plan d'étanchéité à l'air du bâtiment. Ainsi tous les passages vont de l'intérieur vers l'intérieur, évitant tout problème

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•

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d’étanchéité à l'air ou d'isolation (pour autant qu'il n'y ait pas de risque de condensation sur les conduites). Du point de vue de la prévention incendie, l’Arrêté royal du 12 juillet 201235 modifiant les normes pour les nouveaux bâtiments prévoit pour les Bâtiments bas, Bâtiments moyens et Bâtiments élevés : •

soit un élément de construction est placé au niveau de la traversée et présente au moins la résistance au feu requise pour la paroi horizontale ;

•

soit les parois des gaines verticales présentent une valeur EI 30 (BB et BM) / EI 60 (BE)36 et les trappes et portillons d’accès à ces gaines, une valeur EI 30 ; les gaines verticales sont compartimentées par des écrans horizontaux présentant les caractéristiques suivantes : - être en matériau de classe A1 ; - occuper tout l’espace libre entre les canalisations ; - présenter une valeur EI 30 (BB et BM) / EI 60 (BE).

b. Ascenseur Pour les gaines d’ascenseur, l’A.R. apporte une solution à la contradiction opposant exigences d'économie d'énergie et de ventilation. Il prévoit différentes possibilités permettant de ne percer l’étanchéité à l’air qu’en cas d’urgence. L'ensemble formé de la gaine et du local des machines ou la gaine doit être pourvu d'une ventilation naturelle avec prise d'air extérieur. Si la gaine et le local des machines sont ventilés indépendamment, les orifices de ventilation présentent chacun une section minimale de 1% des surfaces horizontales respectives. Si l'ensemble gaine et local des machines est ventilé au sommet de la gaine, l'orifice de ventilation présente une section minimale de 4% de la surface horizontale de la gaine. Les orifices de ventilation peuvent être munis de clapets de ventilation motorisés dont l'ouverture est commandée des manières suivantes :

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automatiquement pour assurer une aération suffisante aux passagers de l'ascenseur, même en cas d'arrêt prolongé ;

•

automatiquement en cas d'élévation anormale de la température de la machine et/ou des organes de contrôle ;

•

automatiquement en cas de détection d'un incendie dans la gaine d'ascenseur et/ou le local des machines ;

•

automatiquement en cas de détection d'un incendie dans le bâtiment, si celui-ci est équipé d'une installation de détection d'incendie généralisée ;

•

automatiquement en cas de défaillance de la source d'énergie, du dispositif d'alimentation ou du dispositif de commande (appareil à sécurité positive) ;

•

manuellement via une commande située au niveau d'évacuation à un emplacement défini en accord avec le service d'incendie.

EI 30 (R)EI 60

ventilation obligatoire

pas de ventilation obligatoire (percements dans la gaine)

pas de ventilation obligatoire (pas de percements)

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•

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Salle de sport | Schaerbeek | Commune de Schaerbeek | architecte: O2 architects

Pour répondre à la demande croissante de bâtiments passifs, des systèmes permettant d’assurer la ventilation dans de tels scénarios avaient déjà été mis sur le marché, mais ils n’étaient auparavant acceptés qu’après concertation avec les services d’incendie. La situation pouvait donc être différente d’une commune à l’autre. L’entrée en vigueur de l’A.R. met un terme à cela. c. Compteur gaz Les locaux contenant les compteurs gaz doivent être ventilés avec au minimum une ventilation haute et basse d'un diamètre de 125 mm. A priori il n'existe pas de dérogation pour ceux-ci, la solution la plus simple est de les extraire du volume protégé. d. Chaudière Suivant les normes NBN B61-002 et NBN B61-001, les locaux où sont disposées des chaudières doivent être ventilés. Deux types de chaudière sont distingués : à circuit de combustion ouvert (type B) et à circuit de combustion fermé (type C). Cependant, dans le cas d'une chaudière à circuit de combustion fermé (type C) et de puissance nominale inférieure à 70 kW, la ventilation du local n'est pas obligatoire. Si cette puissance n’est pas nécessaire, la chaudière peut être placée à l'intérieur du volume protégé pour autant que le local reste normalement ventilé et que l'amenée d'air comburant soit correctement assurée par l'installation.

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2.1.3. La ventilation 2.1.3.1. Principe > 1.2.1.1 p. 30

Le bâtiment passif est très étanche à l’air : il est indispensable de ventiler pour des raisons sanitaires et pour évacuer l’humidité. Or les flux d’air entrants et sortants, même contrôlés, occasionnent des pertes de chaleur importantes. En conception passive, la majeure partie de cette chaleur est récupérée grâce à un échangeur de chaleur branché sur une installation de ventilation double flux. L’intérêt de maîtriser la séparation étanche de l’air intérieur et extérieur est non seulement d’éviter les pertes de chaleur mais aussi d’assurer un renouvellement d’air sain et confortable via un système correctement dimensionné et entretenu. Si l'isolation a un impact sur la conception en termes d'épaisseur d'enveloppe assez évident, il ne faut pas négliger l'encombrement dû au système de ventilation. Ces deux points peuvent fortement influencer la qualité des espaces et il est nécessaire de l'anticiper pour ne pas se retrouver contraint à de malheureux rattrapages en cours de chantier.

2.1.3.2. Stratégie et encombrement Toute trémie est, par principe, trop étroite pour le placeur, c'est une "vérité universelle". Pour la construction de bâtiments passifs, plusieurs points facilitent cependant la mise en œuvre : •

placer l'échangeur à proximité des gaines d'amenée et de rejet d'air : elles sont les plus encombrantes et doivent être très isolées pour traverser le volume protégé (l'air est à température extérieure et a le même effet qu’un "trou" dans l'isolation) ;

•

centraliser les trémies (près d'un hall ou d'un couloir), pour simplifier et limiter le réseau de distribution d'air ;

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m/s

Simulation d'une pièce avec pulsion et extraction. Le cas de gauche montre un "courtcircuit" entre pulsion et extraction. Le cas de droite montre une solution où la pulsion est située à l'opposé de l'extraction.

•

vérifier qu'il est possible de réaliser le réseau sans croisement de gaines ou s’assurer que la hauteur sous plafond autorise un croisement37 en prenant en compte les éventuelles épaisseurs d'isolation ;

•

s'assurer du trajet de l'air : les bouches de pulsion et d'extraction, même équilibrées, peuvent ne pas fonctionner si le passage est entravé, par exemple par des portes qui ne sont pas détalonnées.

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> 2.2.2.1 /D p. 174

Pour éviter les écueils, il est aussi important de penser ces installations à long terme : un accès technique permettant d'assurer un nettoyage aisé est indispensable. Il faut aussi s'assurer sur chantier que l’intérieur des gaines est correctement protégé (ce qui est rarement le cas) pour éviter que les poussières s’y déposent et soient diffusées pendant des années dans l'air respiré par les occupants. Le positionnement judicieux des bouches de ventilation peut souvent éviter des problèmes : installer une bouche de pulsion au-dessus de la porte d'une pièce garantit que jamais un meuble ne bouchera celle-ci et ne compromettra le système de ventilation. Par contre, si la forme de la pièce est inadaptée (long couloir d'entrée), cette disposition crée un court-circuit et l'air ne brassera pas l'entièreté de l'espace.

> 1.2.3.4 p. 42 > 2.2.3 p. 190

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Une des causes principales de désordre en ventilation domestique reste un mauvais contrôle du bruit, qui peut conduire l'occupant à tout simplement débrancher son système. Il est donc essentiel de prescrire un test aéraulique pour vérifier les débits à chaque bouche ainsi qu'un test acoustique dans chaque pièce.

2.1.3.3. Gestion technique centralisée (GTC)

•

autoriser le contrôle de l'environnement par l'occupant via des dérogations manuelles ; la possibilité d’agir est psychologiquement aussi importante que la valeur effective de la température ou de l'humidité ;

•

faciliter le contrôle de la GTC via une imagerie claire qui permet d'accéder simplement aux paramètres ;

•

conserver des historiques de points de contrôle permettant de comparer le ressenti subjectif à la situation objective et d'affiner les paramètres en fonction des occupants ;

•

un bâtiment passif réagissant lentement, les paramètres sont souvent plus fins à gérer ; il faut donc prévoir au moins 2 à 3 années complètes de suivi du bâtiment.

Pour gérer au mieux le suivi, il est important de prévoir un budget pour la formation du personnel, du matériel de rechange (filtres de l'échangeur), la mise au point d'un "mode d'emploi" du bâtiment et le relevé de paramètres de fonctionnement (températures, consommations). Les principes de dimensionnement et d'installation des équipements sont plus largement développés dans la section suivante.

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Dans les grands bâtiments, les installations de ventilation sont gérées automatiquement. Quelques petits réflexes simplifient la vie :

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Illustration d'une GTC montrant un plateau type du projet ECOffice à Nivelles

La T° ambiante sur le plateau est de 23.4 °C, mesurée en été par 30 °C dehors. Le bureau 2.16 est inoccupé, son éclairage indique 0.0% Le point de consigne froid est sur 25°C Le store extérieur en façade est remonté, l'indicateur montre 0.0%

Agrandissement d'une zone

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Siège d’Holcim | Nivelles | Thomas et Piron | architecte A2M

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2.1.4. Cahier des charges > 3.1.4.2 p. 283

> 3.1.6.2 p. 290

Un cahier des charges précis et complet permet d'annoncer la couleur à l'entreprise chargée du chantier et de rester cohérent avec ce qui a été prévu et calculé au stade de l'avant-projet. En effet, il est important de vérifier la cohérence des valeurs encodées dans le PHPP et par ailleurs décrites dans le cahier des charges, notamment : •

joindre au cahier des charges une liste des valeurs U des parois et des valeurs des matériaux isolants (en certification passive, seuls les ATG sont recevables, les fiches techniques ne sont pas acceptées) ;

•

distinguer les valeurs Uf (châssis) et Ug (vitrage) des fenêtres (une valeur Uw 'est pas suffisante) ;

•

mentionner les valeurs U et les performances d'étanchéité à l'air des portes extérieures et autres ouvertures (lanterneau, etc.) ;

•

détailler les raccords de ponts thermiques ou tout autre point spécifique ;

•

détailler les raccords de châssis (continuité de l'isolation et de l'étanchéité à l'air) ;

•

concernant l'étanchéité à l'air : un poste doit mentionner le taux d'infiltration d'air maximum et les conditions de mesurage ;

•

concernant la ventilation : le rendement de l'échangeur mentionné doit être identique à celui encodé dans le PHPP (certificat suivant la EN 308).

2.1.4.1. Étanchéité a l'air Pour l'étanchéité à l'air, il est plus judicieux de créer un poste spécifique bien documenté que plusieurs petits postes séparés. D'abord pour que le point apparaisse clairement, ensuite parce qu'il est très difficile de métrer exactement les quantités de matériaux nécessaires (m de tape, plafonnage, etc.). Les différents raccords (châssis/maçonnerie, plafonnage/freine-vapeur, panneaux OSB, tablettes, seuils, etc.) doivent être décrits au mieux, ainsi que

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d’autres points particuliers (électricité, percements, etc.).

Logements « Les Courses » | Ixelles | Privé | architecte: MDW architecture

2.1.4.2. Tests d'infiltrométrie et thermographie Pour la certification, un seul test d'infiltrométrie est suffisant. Dans la pratique, il est cependant important d'en prévoir plusieurs38 au moins un lorsque le gros-œuvre est fermé et un autre lorsque tous les équipements ont été installés. Le test pratiqué à la fermeture du gros-œuvre permet d'intervenir sans devoir démonter des finitions et d'évaluer la qualité des raccords à ce stade. Le test réalisé une fois le bâtiment terminé permet de s'assurer qu'aucune bévue n'a été commise au moment des finitions. Il est conseillé de réaliser le test Blower-Door® en même temps qu'une thermographie, celle-ci pouvant aider à localiser très facilement les fuites. Si un écart de quelques degrés entre intérieur et extérieur suffit pour identifier les problèmes, il est néanmoins plus sûr de chauffer le bâtiment avant le test et de pratiquer celui-ci en limitant le plus possible l'influence du soleil.

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Dans les documents joints à l'appel d'offre, il est utile de préciser quelles sont les zones étanches à l'air, à l'aide par exemple de détails spécifiques et de plans définissant le plan d'étanchéité.

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Logement dnA | Asse | D Van Ginderachter & N De Ridder | architecte: BLAF architecten

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2.2. Installations techniques Bram De Meester

2.2.1. Le rôle des bureaux de conseil et d’étude La conception passive met l’accent sur une performance énergétique optimale. De ce fait, les installations techniques nécessaires sont moins nombreuses et moins puissantes. Il est toutefois important de déterminer les attentes auxquelles elles devront répondre en prenant en compte :

> 3.1.2.1 p. 269 > 1.2.3.4 p. 42

•

les exigences légales (PEB, réglementation pour le logement social, etc.),

•

les exigences de confort (critères de surchauffe, régulation, etc.)39,

•

les limites budgétaires (investissement de départ, possibilités de subside, etc.)

On ne peut attendre d’un maître d’ouvrage qu’il maîtrise l’éventail des possibilités et limitations techniques. Le rôle des bureaux d’études est donc de le conseiller quant aux performances souhaitées, d’examiner avec lui les conséquences des choix et de traduire ceci dans un programme d’exigences cohérent. Dès la conception, les bureaux d'études doivent lier les concepts techniques à mettre en place avec le comportement spécifique des bâtiments passifs. Ceci dépasse le simple choix de technologies appropriées, car il faut commencer par imaginer l’adéquation optimale entre enveloppe et systèmes. Par exemple, on choisira une technologie d'émission lente ou rapide en fonction de la fluctuation prévisible des besoins de chaud ou de froid. Le choix technologique sera le résultat des priorités attribuées aux différentes exigences de conception (finances, confort, flexibilité, etc.) et reviendra au final au maître d’ouvrage. En matière de physique du bâtiment aussi, les bureaux d’études apportent une contribution importante dans la recherche de l’équilibre énergétique optimal dès les premiers croquis, en concertation avec l’architecte. Ainsi, maître d’ouvrage, architecte et bureaux d’études partagent dès le départ leurs points de vue et expertises pour aboutir ensemble à un concept constructif et technique optimal et intégré40.

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On compare souvent une construction passive à une bouteille isotherme qui préserve au maximum toute la chaleur qu’elle contient. Il faut cependant être conscient du fait que la minimisation des déperditions de chaleur grâce à l’isolation et l’étanchéité à l’air fait surgir un autre défi. L’équilibre entre gains énergétiques (chauffage, apports internes et gains solaires) et pertes énergétiques (pertes par transmission, infiltration et ventilation) devient plus subtil et demande une solide vision globale. C’est pourquoi on ne peut plus dissocier les différents éléments nécessaires à un climat intérieur sain et confortable.

Tiré de 39 combinaisons pour une installation technique, (http://www. passiefhuisplatform.be/artikel/installatiewijzer-voor-ventilatie-en-klimatisatie-vanpassiefhuizen

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2.2.2. Ventilation, chauffage et rafraîchissement

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principe de la ventilation balancée

légende ventilation amenée d'air sortie d'air pulsio extraction filtre ventilateur manchon acoustique élément de chauffe électrique échangeur eau-air

possibilités de réglage du climat

échangeur sol-air

légende circuit hydraulique réfrigérant sortie d'air eau froide eau chaude pompe compresseur vanne d'expansion groupe de sécurité - manomètre - vase d'expansion - vanne de surpression échangeur eau-eau robinet d'arrêt robinet reglable

points d'attention

robinet thermostat

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robinet d'échange-mélangeur clapet anti-retour séparateur

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robinet mélangeur thermostatique

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2.2.2.1. Ventilation Une ventilation correcte est essentielle et clairement définie par le législateur (via la réglementation PEB). Une bonne ventilation implique cependant une consommation d’énergie importante : le flux d’air extérieur nécessaire peut tout d’abord être chauffé, rafraîchi ou humidifié pour répondre aux exigences de confort thermique, sans parler de l’énergie nécessaire aux ventilateurs. Une ventilation mécanique entraîne donc une consommation électrique importante. En raison de cette consommation, le réflexe a souvent conduit à limiter les débits dans les constructions économes en énergie. Cette tendance s’est cependant récemment inversée suite à une meilleure connaissance des effets de la ventilation sur la santé. Pour cette raison, certains référentiels41 incitent à mettre en place des débits de ventilation plus élevés, surtout pour les immeubles non résidentiels. Ce qui, bien entendu, ne facilite pas le problème. A. Débits de ventilation en résidentiel Les débits dépendent de la destination du bâtiment. Pour les bâtiments résidentiels, la norme NBN D50-001 datant de 1991 (!) est toujours d’application ; elle fixe les débits de pulsion d’air frais dans les zones de séjour et d’évacuation d’air vicié dans les zones humides (salles de bain, cuisines, sanitaires, etc.). Il est clair qu’une ventilation mécanique (système D) avec récupération de chaleur de grande qualité est indiquée pour une construction passive. Comme elle est étanche, il est aussi conseillé de veiller au bon équilibrage des débits, en évitant les surpressions ou dépressions locales grâce à des ouvertures de transfert suffisantes. B.

Débits de ventilation en tertiaire

Pour les bâtiments non résidentiels, la référence est la norme NBN EN 13779 dans laquelle la classe "medium indoor air quality" (IDA2) est de plus en plus souvent préférée aux minima légaux fixés par les textes PEB ou RGPT. Cela revient à un débit d’environ 40-45 m³/h par personne, ce qui permet de limiter la concentration en CO2 dans l’air intérieur à environ 400 à 600 ppm au-dessus de celle de l’air extérieur.

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Certains programmes flexibles comme des bureaux livrés casco doivent faire face à des densités d’occupation variant au fil de la journée (ou des années). Il peut être utile de surdimensionner l’installation pour garantir la capacité d’évolution du bâtiment. C. Ventilation centralisée ou non ?

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Quand la construction d’un immeuble passif comprend plusieurs unités (de même affectation ou non), se pose le choix entre un groupe de ventilation double flux centralisé ou décentralisé42. Par centralisé, on entend un groupe desservant l’ensemble des unités du bâtiment et par décentralisé, un groupe dans chaque unité.

Ventilation centralisée

Ventilation décentralisée avec prise et rejet par étage

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Ventilation décentralisée avec colonne centrale pour la prise et le rejet

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Une installation centralisée présente une mise en œuvre moins coûteuse, facilite l’entretien, économise l'espace et réduit la nuisance acoustique. L’accent doit alors être mis sur un dispositif permettant la régulation locale : logement par logement en résidentiel, zone par zone en tertiaire. Il faut en effet que chaque entité puisse réguler indépendamment son confort pour éviter problèmes et mécontentement. Généralement, la consommation électrique pour le groupe centralisé est plus élevée que la somme des groupes de ventilation décentralisés. Au niveau de la conception énergétique, le système centralisé est le meilleur choix parce qu’il réduit toutes les pertes annexes (proximité d’une paroi extérieure, calorifugeage efficace). Chaque cas doit être étudié séparément, mais le fait de ne pas créer de gaine ou de trémie froide au sein du volume chauffé reste un principe de base de la conception. D. Régulation et entretien Pour obtenir la qualité de l’air intérieur souhaitée, tout en limitant la consommation d’énergie, il est important de régler correctement les débits et de veiller à l’étanchéité à l’air des gaines. Une fois l’installation en service, l’entretien est également important (remplacement des filtres, nettoyage des gaines). Il faut tenir compte de ces futures interventions dès la conception, en facilitant l’accès à toutes les parties vitales de l’installation. L’entretien du bâtiment doit être rendu aussi simple que possible, particulièrement là où peu de ressources et d’expertise sont disponibles (logement social, enseignement, etc.). > 1.2.3.5 p. 42

Il est intéressant de mettre en place une ventilation à la demande, dont le débit est réglé en fonction de l’occupation réelle. En l’absence d’utilisateurs, l’air évacué ne sera pas ou peu vicié et le débit de ventilation peut être réduit. Dans les bâtiments non résidentiels, on utilise souvent un capteur de CO2. Dans un logement, l’humidité est un meilleur indicateur, car il est aussi lié à des activités comme la cuisine, l’utilisation de la salle de bain ou le nettoyage. Autre avantage, un hygromètre est moins cher et plus résistant qu’une sonde CO2. La ventilation à la demande est principalement utile dans les bâtiments ou les locaux dont le taux d’occupation est fort variable, les économies potentielles augmentant avec le débit. Pour ce type de ventilation, il faut néanmoins

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toujours maintenir un débit minimal (par exemple 20% du débit nominal), ce qui garantit l’évacuation systématique des impuretés non détectées par les capteurs (odeurs, émission de COV). En outre, le ventilateur et le réseau de ventilation doivent être conçus de manière à fonctionner correctement même lorsque le débit est réduit. Les ventilateurs à vitesse variable sont donc indispensables et les grilles ou les valves à débit constant à écarter absolument.

Appoint de chauffage

Même si l’installation de chauffage d’un bâtiment passif est réduite, un délicat équilibre thermique doit absolument être respecté. La puissance installée doit notamment permettre de couvrir les ponts thermiques tout comme le débrayage éventuel de l’échangeur de chaleur en cas de gel. Les règles de conception usuelles43 restent d’application, même si le calcul doit être plus détaillé. A. Inertie et émission de chaleur Le choix du système d’émission de chaleur est essentiel dans le temps – car les effets d’inertie peuvent jouer un rôle important – comme dans l’espace – car la différenciation des températures dans les divers locaux doit être bien étudiée. Pour correctement prendre en compte les effets temporels, il est essentiel de savoir que l’équilibre thermique d’un bâtiment passif – précisément en raison de la réduction des déperditions – peut passer rapidement d’un (faible) besoin de chaleur à un excédent de chaleur. Les gains internes (début des heures de travail dans un immeuble de bureaux) et externes (le soleil) modifient l’équilibre calorifique. La possibilité de disposer de masse thermique (plafond en béton, parois lourdes) n’apporte qu’un avantage réduit. L’inertie ralentira effectivement la hausse de la température et réduira son niveau maximal, mais l’absorption de la chaleur excédentaire demande un certain temps. Tout ceci montre que des équipements d’émission rapides sont préférables. Un chauffage par le sol ou une dalle activée en béton réagit si lentement que la température de consigne sera dépassée avant que le système n’ait pu réagir.

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2.2.2.2.

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Bureaux d’ELIA | Bruxelles | ELIA System Operator | architecte: Architectes Associés

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B. Régulation et distribution Le chauffage via l’air de ventilation semble une stratégie d’émission évidente – presque génétiquement liée au standard passif. Le concepteur doit se poser la question suivante : pour quelles zones du bâtiment souhaitet-on pouvoir régler la température séparément ? Dans le cas d’une maison, une régulation par local semble peu nécessaire. Dans la salle de bain, un petit sèche-serviette permet d’obtenir localement une température de confort plus élevée. > 5.3 p. 360

La modularité que le marché attend des immeubles de bureaux est plus exigeante. Différents référentiels de durabilité récompensent la mise en place d’une régulation individuelle car il est prouvé qu’elle contribue à l’impression de confort de l’utilisateur. Il est toutefois impossible d’équiper chaque grille de pulsion d’une batterie de chauffage indépendante (ou à contrôle individuel). C’est pourquoi apparaissent encore des systèmes d’émission de faible puissance (plafond climatique actif de faible surface, convecteurs) dans les bureaux passifs. Pour les autres types de bâtiments (hôpitaux ou écoles, par exemple), le concepteur doit d’abord correctement analyser la régulation (heures d’occupation des différentes zones, variation des températures souhaitées) avant de faire le choix du chauffage via la ventilation. Le chauffage par l’air distribue la chaleur par le groupe de ventilation. Celui-ci fonctionnera donc plus longtemps. Il est en outre parfois nécessaire d’augmenter les débits de ventilation en fonction de la puissance de chauffe. Ces débits plus élevés n’étant nécessaires que lors de pics de demande de chauffage, une régulation variable du débit est recommandée, voire une possibilité de recirculation. Si le chauffage est assuré par l’air et que la ventilation fonctionne à la demande, la régulation doit donner la priorité au chauffage. Il est donc important d’accorder une grande attention à la définition des paramètres de réglage et à l’équilibrage du réseau de ventilation.

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2.2.2.3. Eau chaude sanitaire La demande en eau chaude sanitaire varie fortement en fonction de la destination du bâtiment.

Pour les bâtiments où elle est faible (bureaux, commerces), une production instantanée d’eau chaude sera privilégiée. Si les points de consommation sont regroupés dans le bâtiment (cuisine, bloc de douches), il est préférable d’utiliser une production par chaudière au gaz. Lorsque les points de consommation sont dispersés, le coût d’installation sera prédominant et une production électrique peut être favorisée. Cette option est un choix défendable face aux alternatives comme les conduites de circulation ou les chauffe-eau décentralisés, qui induisent des pertes relativement importantes pour une consommation limitée. Une faible consommation limite également l’intérêt d’une production d’énergie renouvelable, car l’investissement supplémentaire n’est plus rentable. B. Forte demande d’ECS La situation est différente pour les bâtiments où la demande en eau chaude sanitaire est importante (maisons, immeubles à appartements, hôtels, centres sportifs). Comme le besoin de chauffage est fortement réduit dans les constructions passives, la demande d’eau chaude sanitaire constitue un poste important, souvent même plus important que le chauffage. Outre les mesures de réduction de la demande (la douche remplace la baignoire, robinets mitigeurs, etc.) et la réduction des pertes de distribution (canalisations courtes, limitation ou forte isolation des conduites), la sélection d’une stratégie de production optimale est essentielle. Dans les bâtiments traditionnels, la production d’eau chaude est accessoire ; pour une maison, la chaudière du chauffage central est souvent équipée d’un échangeur de chaleur n’utilisant qu’une fraction de sa puissance totale. Pour un logement passif, le rapport entre les puissances de crête en chauffage et en production instantanée d’eau chaude sanitaire peut aller de 1 à 8.

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A. Faible demande d’ECS

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Bureaux d’ELIA | Bruxelles | ELIA System Operator | architecte: Architectes Associés

Une production semi-instantanée – stockage d’une partie de l’énergie nécessaire associé à une production d’eau chaude complémentaire au moment de la consommation – est un bon compromis entre coût (taille du chauffe-eau et puissance à installer), économie d’énergie (limitation des pertes à l’arrêt) et confort (eau chaude disponible en suffisance). Il importe de rassembler les points de consommation afin que le stockage de chaleur et la production puissent être centralisés, ce qui permet de réduire les pertes de stockage et la puissance de l’installation. Dans des immeubles à appartements, cela peut être réalisé en équipant chaque appartement d’un set de distribution individuel (échangeur de chaleur) prélevant eau chaude et chauffage sur une conduite de circulation. Dans les bâtiments où la lutte contre la légionellose est de rigueur (maison de repos et de soins, hôpitaux, centres sportifs), il faudra aussi nécessairement prévoir une boucle de circulation. Il est impératif de réduire la longueur de cette boucle et de lui apporter une isolation de bonne qualité (aussi pour les fixations, les vannes et les accessoires). Une production centralisée d’eau chaude sanitaire ouvre la porte à des technologies renouvelables et plus efficaces. Les chauffe-eau solaires peuvent produire une part importante de l’eau chaude : on peut faire appel à la biomasse44 ou envisager la (micro-)cogénération… Des besoins importants et des capacités de stockage et de production centralisées rendent ces technologies rentables.

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2.2.2.4. Surchauffe Éviter la surchauffe est un défi important et difficile à évaluer pour le concepteur. L’expérience des bâtiments traditionnels doit servir de guide. Par exemple, des orientations différenciées appellent une régulation différenciée. La bioclimatique d’été doit être systématiquement investiguée : protections solaires, inertie thermique, ventilation intensive, minimisation des apports internes. Pour y parvenir, il est indispensable d’analyser les apports internes zone par zone. On limitera en priorité les puissances calorifiques dégagées : éclairage économique, électroménagers de meilleure classe énergétique, appareillage de bureau efficace. Il faut en outre définir dans chaque zone le niveau de confort souhaité, en utilisant comme base la norme NBN EN 15521. Les limites de confort varieront fortement en fonction de la destination du bâtiment et même d’un espace à l’autre d’un même bâtiment (bureau, salle de sport, chambre d’hôpital, etc.) en fonction de l’activité exercée et des vêtements portés par les utilisateurs. A. Simulations dynamiques La simulation dynamique est le mode d’évaluation par excellence : elle permet, pour un climat de référence, de calculer les températures intérieures heure par heure pour une année complète. Ces valeurs étant fortement influencées par les hypothèses de base, les apports internes et les stratégies de ventilation, de chauffage et de rafraîchissement doivent être paramétrés en détail. Lorsque des incertitudes subsistent sur certains paramètres, il faut appliquer une convention de calcul45 ou envisager le cas le plus désavantageux. On peut également effectuer une analyse de sensibilité (relative, par exemple, à l’intensité et à l’horaire des apports internes) afin d’examiner l’influence d’un paramètre problématique. Il est surtout important de simuler une zone appropriée : il faut au moins se baser sur le local pour lequel le rapport est le plus élevé entre les gains internes et solaires et la surface au sol. Il s’agit souvent d’une petite pièce fortement vitrée et orientée au sud ou au sud-ouest (bureau d’angle, séjour, etc). Maison de l’Emploi | Ixelles | Administration communale d’Ixelles | architecte: A2M

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Modèle de la simulation dynamique (Source CREA-TEC)

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Ensoleillement Juin 9:00 12:00 15:00 18:00

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Profil d'occupation des bureaux

Résultat du confort d'un étage type: nombre d'heures au-delà de 25°C...

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Pour les immeubles de bureaux, le module le plus réduit (bureau individuel) est souvent déterminant. Faire abstraction de la division en locaux et simuler de plus grandes zones (étages, bâtiment entier) n’a pas de sens. Les charges calorifiques sont alors réparties dans l’ensemble du volume, suggérant une répartition homogène de la température résultante – ce qui n’est certainement pas le cas en réalité pour des bureaux individuels. Une zone peut toutefois être simulée comme bureau paysager si on a la certitude que l’utilisateur du bâtiment envisage uniquement cette configuration.

Les températures horaires intérieures obtenues par simulation peuvent être évaluées à l’aune des normes relatives au confort thermique. Différents critères peuvent être imposés aux températures ; à cet égard il faut abandonner l’idée d’une température demeurant parfaitement dans un intervalle très étroit autour d’une valeur de confort prédéfinie car ceci n’est pertinent que dans certains cas très spécifiques (laboratoires, salles d’opération). Une telle approche conduirait à des installations techniques surdimensionnées. En raison de sa facilité d’interprétation, la limitation des heures de dépassement est un critère souvent utilisé. On part ici du principe que les utilisateurs d’un bâtiment peuvent tolérer des températures inférieures ou supérieures à la température de confort si celles-ci restent limitées dans le temps. On utilise souvent des valeurs comme 3% ou 5% de dépassement sur base annuelle46. Souvent on impose une double limite : 5% de dépassement de la limite de température pour 90% de personnes contentes (dans une maison ou un bureau, cette valeur est d’environ 25°C) et seulement 1% de dépassement d’une limite de température perçue comme agréable par moins de 80% des occupants (environ 28 °C). On peut également pondérer les dépassements selon l’ampleur de la variation par rapport à la température de confort souhaitée ; on obtient alors une méthode pondérée de dépassement des températures, critère bien plus difficile à communiquer. Désavantage important des méthodes précitées, les valeurs limites correspondent toujours à un climat de référence utilisé lors de la simulation.

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B. Évaluation du confort

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Les conditions climatiques réelles étant toujours variables d’une année à l’autre, il est impossible de vérifier a posteriori si on peut effectivement respecter la limite des heures de dépassement. Une autre approche le permet cependant : la méthode des valeurs limites de températures adaptatives47.

Tiré de "Le confort thermique et les exigences de température à l'intérieur des bâtiments" Plages de confort des catégories I à III selon la norme NBN EN 15251

Cette méthode n’autorise aucun dépassement des limites de température, mais adapte celles-ci à une moyenne dynamique de la température extérieure. Cette méthode se base sur des résultats d’étude montrant que les utilisateurs d’un bâtiment s’adaptent à des températures extérieures plus élevées de manière comportementale (vêtements adaptés, ouverture des fenêtres), physiologique (adaptation progressive du corps) et psychologique (perception, confort attendu), ce qui leur permet d’accepter des températures plus élevées que ne le laisserait penser la théorie traditionnelle du confort. Cet effet est encore renforcé dans les bâtiments où les utilisateurs peuvent modifier leur environnement (ouverture des fenêtres, régulation thermique) et où aucun code vestimentaire strict n’est d’application.

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Année moyenne - critère adaptatif durant l'occupation

Exemple de résultat d'une simulation dynamique montrant les T° par zones pour une année standard

Exemple de résultat d'un monitoring de 8 zones du même immeuble de bureaux pour une période de 4 mois. Les températures relevées sont confrontées aux plages de confort adaptatives définies par la norme NBN EN 15251

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Si aucune simulation dynamique n’est réalisée lors de la conception, plusieurs outils simplifiés peuvent cependant être utilisés pour identifier un risque de surchauffe. Citons par exemple les indicateurs du PHPP ou de la PEB, qui opèrent cependant sur l'ensemble du bâtiment et ne sont donc pas en mesure d’identifier les risques de surchauffe de locaux individuels. Plusieurs outils de simulation simplifiés (comme Alter-Clim48) sont disponibles et permettent de se faire une idée sans réaliser de simulation détaillée. Pour chaque outil, il est important de toujours simuler plusieurs paramètres architecturaux ou géométriques (orientation, vitrage, auvents, protections solaires) afin d’en évaluer les effets. Si le risque de surchauffe ne disparaît pas, il faut alors envisager des techniques de rafraîchissement passif. C. Rafraîchissement passif On peut qualifier de technique de rafraîchissement passif49 toute stratégie ne se basant pas sur un cycle frigorifique traditionnel (cycle frigorifique à compression ou absorption). Citons comme production "passive" de froid d’une part la ventilation nocturne, le rafraîchissement adiabatique, le dessicant cooling et les échangeurs air/sol plutôt liés à un concept de ventilation, et d’autre part le free chilling sur géothermie ou eaux de surface et éventuellement sur tour de refroidissement humide. Il est important de se rendre compte que les stratégies mentionnées cidessus demanderont toujours une énergie auxiliaire, sous la forme d’une consommation plus élevée du ventilateur ou d’un circulateur. Ces énergies auxiliaires ne sont généralement pas reprises dans les calculs PHPP ou PEB, mais il reste intéressant de les estimer à la conception. Les autres techniques de rafraîchissement sont en principe indépendantes du concept passif et des descriptions détaillées peuvent être consultées ailleurs. Intrinsèquement, la puissance des systèmes de rafraîchissement passif est plutôt faible. On retrouve donc souvent une combinaison de différentes stratégies. Il faut aussi bien comprendre qu’une installation de rafraîchissement fonctionnera peu dans une construction passive – précisément en raison de la présence d’autres mesures comme les protections solaires, l’inertie thermique

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Siège de Bruxelles Environnement | Bruxelles | Project T&T | architecte: Cepezed

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et la limitation des apports internes – ce qui rend plus difficile à rentabiliser tout investissement complémentaire. Une solution simple est donc souvent une bonne solution, tant qu’elle permet de respecter les normes en matière de surchauffe.

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Sebastian Moreno-Vacca

2.2.3. Le commissioning 2.2.3.1. État de la question Le commissioning, ou commissionnement, d’un bâtiment, vise à le faire fonctionner tel que prévu par ses concepteurs. Or, tant par sa construction que par son utilisation, l’édifice bâti diffère presque toujours du projet originel.

> 5.3 p. 360

La pratique du commissioning50 a fait l’objet d’une étude internationale, financée par l’Agence Internationale de l’Énergie51 (AIE) de 2005 à 2010 et rassemblant une quarantaine de partenaires. La publication de ses résultats devrait permettre à de nombreux pays de progresser vers une meilleure formalisation et normalisation du processus. Le commissioning est déjà présent dans le Référentiel Bâtiment durable et dans la certification BREEAM, où il fait l’objet d’un point particulier d’attention et de cotation. Avant les travaux de l’AIE, les méthodologies se cantonnaient aux systèmes et installations techniques et oubliaient parfois les systèmes perfectionnés, ou, pire encore, les interactions composants-systèmes. Or la conception réussie de bâtiments passifs (ou d’immeubles en général) exige une importante interaction entre les composants et les intervenants du projet, une "interdisciplinarité intégrée" des missions des concepteurs52. Ces travaux ont permis d’étendre les méthodes et outils existants jusqu’aux édifices à faible consommation, en tenant compte des données de conception et des systèmes propres à ces immeubles. La pratique du commissioning est revenue à l’ordre du jour grâce à l’émergence des immeubles passifs. Cela a eu pour effet de rappeler aux concepteurs que leurs projets sont aussi (et surtout !) habités et occupés après leur réception. Les projets passifs ont fait l’objet d’attentions particulières, mais aussi d’attentes souvent importantes quant au confort, aux consommations, aux gains environnementaux, etc. Il est vrai qu’un immeuble sans commissioning et dont la maintenance est défaillante consomme significativement plus que prévu. Il offre souvent un environnement de travail ou de vie sensiblement médiocre. Une fois livrés, beaucoup de projets souffrent également d’un commissioning inadéquat par manque de clarté dans l’attribution des responsabilités.

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Une fois qu'un bâtiment est occupé, le commissioning régulier permet d’en affiner les paramètres de fonctionnement pour offrir des conditions d’occupation optimales. Selon l’AIE, l’optimisation des bâtiments à partir de leurs paramètres réels d’utilisation et d’occupation, plutôt qu’à partir des seules informations données au concepteur, permettrait de réduire de 5 à 10% la consommation d’énergie.

Ampleur potentielle des informations

pertes d’information

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Bien que rarement en mesure de contrôler le commissioning, les professionnels de l'équipe de conception sont dans une position idéale pour y participer et améliorer la qualité des informations qui le rendront pertinent, robuste et efficace. Sur des projets plus complexes, la désignation d'un "agent de commissioning " peut se révéler avantageuse pour s'assurer que les systèmes fonctionnent bien ensemble, évitant les conflits inutiles résultant d’une mauvaise installation et de réglages erronés.

pertes d’information

Ampleur réelles des informations conception perspective fonctionnelle

construction perspective des constituants

occupation

temps changement de vocation

perspective fonctionnelle

Schémas du processus de vie d'un projet (Source: Annexe 47 de l'AIE)

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2.2.3.2. Capitaliser l’information Dans un projet, la succession d’intervenants entraîne souvent la perte de connaissances qui seraient importantes pour des activités ultérieures.

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C’est pourquoi, il faut souvent récupérer après-coup des informations perdues au cours de la vie du projet, en particulier au passage d’une phase à l’autre. Combien de bureaux d’étude n’ont-ils pas réalisé une simulation dynamique nécessaire pour la certification d’un immeuble passif tertiaire, qui finit au fond d’un tiroir au moment où d’autres collaborateurs reprennent le dossier pour élaborer le dossier d’exécution, sans même savoir qu’une telle étude existe bel et bien ? Pire, ils recalculent parfois, avec le programme simplifié d’un installateur : ce qui est décrit et installé sur chantier n’a alors plus rien à voir avec les hypothèses de la simulation dynamique. Difficile, une fois l’immeuble livré, de piloter un tel bâtiment...

pertes d’information

conception

construction

Immeuble avec description dynamique des fonctionnalités

Immeuble livré avec commissioning dynamique initiale

pertes d’information

occupation Réalisation de diagnostics en vue de l’optimisation continue du process

temps changement de vocation

Schématisation des problèmes dans le suivi d’un projet sans commissioning

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A. Un cas concret : pas de commissioning

Modèle de la simulation dynamique (Source: CES)

Profil d'occupation des bureaux

Répartition annuelle des besoins en froid

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Il s’agit d’un immeuble de bureaux de dix étages à Bruxelles destiné à la promotion, rénové au standard passif et labellisé BREEAM Very Good.

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Nombre d’heures de surchauffe par an

Une fois le dossier d’exécution réalisé, le rapport de simulations a été simplement mis de côté. D’autres intervenants plus "chevronnés" ont repris le dossier pour la phase de chantier et ont décrit, dans le cahier des charges des travaux en techniques spéciales, un mode de fonctionnement complètement étranger aux hypothèses retenues pour les simulations dynamiques initiales.

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Par exemple, la gestion des protections solaires en façade avant est décrite comme étant pilotée par une sonde d’ensoleillement contrôlant toute la façade, soit les 10 étages, alors que la simulation dynamique prévoyait de piloter ces stores étage par étage en tenant compte également des conditions internes. En effet, ça n’aurait pas de sens de descendre tous les stores de la façade si le dernier étage est seul à présenter une situation de surchauffe.

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L’immeuble a été livré sans commissioning, ce qui le rend peu aisé à gérer. La société de maintenance n’effectue qu’une mission de base et il lui est fort difficile d’ajuster des paramètres de la GTC53 qui n’ont, en réalité, pas été intégrés au processus de conception et d’exécution.

L’extrait du schéma de la gestion des stores ci-contre montre qu’une sonde d’ensoleillement pilote les stores par façades. Il n’est pas tenu compte de l’état des T° intérieures, étage par étage.

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B. Un cas concret : commissioning "light" > 5.3 p. 360

Il s’agit d’un immeuble de promotion de bureaux passifs et labellisés BREEAM Very Good à Nivelles54. Les bureaux d’études ont intégré les simulations dynamiques dans le cahier des charges des travaux. Le suivi de l’installation et la programmation sont réalisés en suivant ces paramètres. Après quelques mois d’occupation, plusieurs déviations sont apparues par rapport aux résultats simulés. Sur une période de 4 mois, l’occupant a augmenté la consigne de chauffage de 21°C à 23°C55. Ceci a conduit à une période de fine-tuning en post-réception qui a permis de corriger légèrement les consignes. Le suivi a également mis en évidence d’autres informations pertinentes, comme l’éventualité de pertes du réseau de chaleur, la défaillance probable d’une des batteries de postchauffe. Les concepteurs continuent à être présents pendant cette période qui peut durer 2 ans. Les relevés ainsi que les retours des occupants sont régulièrement confrontés aux simulations et aident l’équipe de maintenance à affiner la gestion du bâtiment. Si l’occupant change ou modifie significativement son utilisation du bâtiment, l’équipe de maintenance, associée dès le début du projet, est en mesure d’adapter le comportement du bâtiment. Ce commissioning, même s’il est "léger", démontre qu’un bâtiment optimisé pour son utilisation et son occupation réelles permet de rencontrer l’efficacité énergétique et le confort prévus en conception.

Modèle de la simulation dynamique (Source: Matriciel et Architecture et Climat)

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Relevé d'un mois par monitoring pour 9 zones de travail. On constate que le bâtiment est "confortable" suivant les de la NBN EN 15 251.

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Comportement des zones pour l’analyse du confort d’été suivant la EN 15 251. Résultat de la simulation dynamique (Source: Architecture et Climat)

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Confrontation entre relevés et simulations (PHPP et Dynamiques) pour les besoins de chaud (Source: Architecture et Climat) Sur une période de 4 mois, l’occupant a demandé d’augmenter la consigne de chauffage à 23°C au lieu de 21°C. Le besoin spécifique de chaleur initialement calculé par PHPP pour 20°C est de 10,9 kWh/m².an et de 7,5 kWh/m².an avec EnergyPlus (simulateur dynamique). Avec une consigne augmentée à 23°C le monitoring a relevé une légère augmentation du besoin spécifique de chaleur entre 18,1 kWh/m².an et 19,1 kWh/m².an. Si on modifie cette consigne dans le PHPP on obtient … 18 kWh/m².an !

2.2.3.3. Et après… Il reste étonnant que le commissioning soit remis en question, voire carrément ignoré dans le secteur de la construction, alors qu’il est une pratique tout à fait courante en ingénierie industrielle. Quand une machine-outil est livrée à l’usine, son installateur est tenu responsable de son bon fonctionnement. Dans les projets où le process est fondamental, l’engagement des concepteurs dépasse celui qui le lie au maître d’ouvrage jusqu’à la réception définitive de l’ouvrage. Souvent ces enjeux ne sont pas perçus ou ne sont compris que de manière "curative", une fois le problème rencontré. Si la mission des concepteurs ne prenait plus forcément fin à la réception des travaux, mais étendait leur responsabilité au fonctionnement correct de l’ouvrage, il serait sage de prévoir un complément d’honoraires ou de réajuster leur ventilation en fonction des phases de la mission. Ainsi, cette évolution a pour effet de responsabiliser un peu plus les concepteurs. Le commissioning permet de structurer ce processus. Il s’agit alors pour les concepteurs d’anticiper le fait qu’une partie de leur mission se déroulera dorénavant comme "soutien" en phase "post-opératoire" ou "post Siège d’Holcim | Nivelles | Thomas et Piron | architecte A2M

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livraison" du bâtiment…

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Logements rue Dubrucq | Molenbeek-Saint-Jean | Commune d Molenbeek-Saint-Jean | architecte: B-architecten

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2.3. Stabilité structurelle Benoit Meersseman

2.3.1. Construction neuve L’architecture passive implique une désolidarisation complète et absolue entre la structure et l’enveloppe du bâtiment. Cette coupure rassemble la quasi-totalité des difficultés structurelles qui lui sont propres.

2.3.1.1. Fondations A. Les fondations profondes Elles sont utilisées lorsque le sous-sol présente une très faible capacité portante ou que les charges sont importantes et concentrées. Il est très difficile, voire impossible, de désolidariser de ces fondations les structures qui viendront s’y appuyer. Le contact doit rester franc entre les dés sur pieux et les pieux, ainsi qu’entre les poutres d’équilibre et les dés. Il n’est donc pas possible d’insérer une coupure thermique à cet endroit. La coupure doit être réalisée par-dessus, entre la dalle et la chape. Les efforts devront donc être réalisés en pied de structure portante. B. Les radiers Leur logique part du principe inverse : les charges sont réparties sur toute la surface du bâtiment. Ils sont utilisés lorsque le sous-sol présente une capacité portante suffisante, que les charges de la structure sont réparties et que le risque de tassement peut être maitrisé. La désolidarisation entre intérieur et extérieur peut être établie sous ou au-dessus du radier. Pour pouvoir isoler par dessous, il faut s’assurer que l’isolant utilisé présente un taux de compression admissible supérieur à celui du sol sous l’assise du radier. Il doit en outre être absolument stable dans le temps, insensible à l’humidité et non dégradable par les rongeurs — l’altération de ses propriétés physiques entrainerait un risque de tassements important, un affaissement progressif et une fissuration générale du bâtiment. Il est donc impératif d’obtenir du fabricant de l’isolant une garantie totale sur ce point. Enfin, si on isole par dessous le radier, il faut également isoler les poutres périphériques de pied de gel.

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Si on décide d’isoler entre la chape et le radier, les efforts devront être réalisés en pied des structures portantes comme précédemment. C. Les fondations isolées Lorsque le sous-sol présente une bonne capacité portante ou que les charges sont faibles et bien réparties, on utilise un système de semelles isolées ou de semelles filantes. Les exigences et solutions sont les mêmes que pour le radier.

Les structures portantes élevées au-dessus des fondations peuvent être linéaires (murs, voiles) ou ponctuelles (colonnes). Lorsque l’isolation est posée au-dessus des dalles de sol, les structures portantes doivent transmettre leurs charges au système de fondation, tout en permettant une désolidarisation qui assure la rupture thermique. Des mécanismes particuliers doivent donc être mis en place. A. Désolidarisation en pied de murs et de voiles Les charges linéaires sont traditionnellement désolidarisées des fondations par l’interposition d’un matériau isolant. Trois catégories de matériaux sont utilisées : le béton cellulaire, le verre cellulaire et des produits spéciaux56. Le béton cellulaire doit être utilisé avec la plus grande prudence, réservé aux cas où les charges sont faibles et parfaitement réparties. Sa résistance à la compression est relativement faible et il ne peut supporter aucune charge ponctuelle. Pour des charges plus importantes, on utilisera du verre cellulaire. Avant utilisation, il convient de vérifier, par une descente de charges détaillée, que la résistance à la compression de l’isolant soit compatible avec les charges à reprendre. Lors de l’exécution, il s’agira d’être extrêmement vigilant sur le fait que les isolants mis en œuvre présentent bien les caractéristiques fixées lors de l’étude. Lorsque les charges deviennent trop importantes ou trop concentrées,

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2.3.1.2. Pieds de structures portantes

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la résistance à la compression des isolants classiques est insuffisante. À cet effet, des produits composites ont été introduits sur le marché, liant de petits éléments cylindriques ou parallélépipédiques de béton à très haute résistance à un isolant rigide, le transfert des charges étant assuré par le béton. Si ces matériaux présentent des caractéristiques mécaniques très intéressantes, ils engendrent des concentrations de charges importantes au droit des éléments en béton. Ces blocs isolants doivent donc être posés sur le béton de la dalle de sol ou sur un élément plein capable de résister à cette concentration de charge. Il en va de même pour les éléments qui s’appuient sur ces blocs isolants. S’il s’agit de maçonnerie, les premiers tas devront donc impérativement être réalisés en blocs pleins. Si les murs ou les voiles sont désolidarisés du système de fondation et qu’ils sont soumis à des poussées horizontales (comme par exemple dans le cas de murs contre terre), il est indispensable de réaliser des ancrages au travers de l’élément isolant, dont le nombre et le diamètre devront être déterminés par un bureau d’études. B. Désolidarisation des pieds de colonnes Parce que les colonnes doivent impérativement être bloquées en pied et que les charges y sont extrêmement concentrées, il est impossible de les désolidariser complètement du système de fondation. Certains fabricants développent actuellement des systèmes de désolidarisation qui ressemblent dans leur principe aux coupures thermiques utilisées pour les balcons. Maintenant disponibles pour différents types de colonnes (béton, acier), ils restent expérimentaux et donc rares.

2.3.1.3. Exigences de stabilité liées aux différents modes constructifs La Belgique connaît actuellement au minimum trois modes constructifs différents : •

La construction lourde (maçonneries, voiles béton poutre et colonne) avec parement lourd ;

•

La construction lourde (idem) avec parement léger (enduit sur isolant ou Logements Midi-Suède | Saint-Gilles | Citydev | architecte: Urban Platform

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bardage) ; La construction légère (à paroi portante ou à ossature), généralement avec un parement léger (enduit sur isolant ou bardage) ou lourd (briques).

•

Ces modes constructifs très différents doivent cependant répondre à des questions similaires auxquelles on apportera des réponses spécifiques à chaque mode. Chaque bâtiment (ou partie de bâtiment) isolé doit être auto stable et contreventé. Lorsque deux parties de bâtiments doivent être désolidarisées, par exemple pour passer d’un volume isolé à un volume non isolé, il faut être attentif au fait que chaque partie doit pouvoir fonctionner en parfaite indépendance. Ceci peut impliquer le dédoublement de certaines structures, la mise en place d’éléments supplémentaires de contreventement ou la réalisation d’ancrages pour lier les différentes parties du bâtiment en traversant la coupure thermique. Tout élément à accrocher en façade doit faire l’objet d’une étude attentive : •

On évitera de fixer des éléments lourds sur une structure légère ou des éléments fragiles sur une structure souple. Cette précaution, à prendre au moment de la conception du projet, évitera les problèmes de déformation excessive et donc de fissuration.

•

Les ancrages à réaliser dans les structures portantes seront toujours adaptés à cette structure : ancrages avec scellements chimiques dans les structures en béton et dans les éléments pleins, ancrages à tamis dans les maçonneries creuses, ancrages par boulonnage ou tire-fonds dans les structures légères. Une attention toute particulière est demandée pour les ancrages dans les structures légères constituées de poutres type steico ou tji, puisqu’il est dangereux de se fixer dans les têtes de ces poutres. Les prescriptions du fabricant doivent être scrupuleusement respectées en la matière.

•

Les châssis, généralement équipés de triple vitrage en architecture passive, deviennent très lourds. Leur système d’ancrage doit être étudié en conséquence. Leur poids doit être intégré dans la descente de charge et les éléments de structure dimensionnés en conséquence.

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Les systèmes d’ancrage des parements lourds (traditionnellement des cornières préfabriquées) doivent être reconsidérés : l’épaisseur des isolants à mettre en œuvre est telle que les systèmes standards ne sont plus suffisants.

•

Les balcons doivent être équipés d’ancrage à coupure thermique. Relativement courants dans le cas des structures lourdes, ils sont rares et chers pour les structures légères. Les entrepreneurs n’ont que peu d’expérience en ce qui concerne leur mise en œuvre. Ce type de dispositif doit donc rester exceptionnel et être prescrit avec la plus grande prudence.

•

Les auvents, escaliers extérieurs et tous les autres éléments à fixer contre les façades doivent être ancrés dans les structures portantes, c’est à dire au travers de l’isolant. Ils ne peuvent en aucun cas être fixés dans les parements ou les bardages. Des consoles en attente doivent donc être placées avant l’isolant et bien sûr avant le parement, l’enduit ou le bardage.

•

Si le projet prévoit des toitures plates avec acrotères et que celles-ci ne sont pas isolées, elles doivent être désolidarisées de la structure de toiture. Ces acrotères doivent cependant pouvoir reprendre une poussée horizontale (rôle de garde-corps) ; il est alors impératif de prévoir une double file d’ancrage au travers de l’isolant de désolidarisation afin de reprendre le moment en pied d’acrotère.

•

Si des panneaux thermiques ou photovoltaïques sont prévus en toiture, ils doivent résister aux efforts de vents. Ils doivent donc être pourvus de systèmes de blocage horizontaux ainsi que d’ancrages verticaux. Le détail de ces blocages et de ces ancrages doit être soigneusement étudié afin de ne pas interrompre la continuité de l’isolant et de ne pas compromettre l’étanchéité de la toiture.

2.3.1.4. Contraintes liées à l’environnement Lorsque le projet se situe en mitoyenneté et nécessite la démolition d’un bâtiment existant, la stabilité du mur mitoyen conservé doit être garantie. En situation de chantier, ce point pose rarement problème puisque des dispositifs

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Bellevue Brewery | Molenbeek-Saint-Jean | Molenbeek-Saint-Jean | architecte: Escaut et MS-a

Les quelques points développés ci-dessus reprennent l’essentiel des préoccupations d’un bureau d’études lorsqu’il est confronté à la construction d’un bâtiment passif neuf. Cependant, en raison de telle ou telle particularité du projet, d’autres questions pourraient surgir. Certaines pourraient ne pas trouver de solution sans une modification parfois radicale du projet ou sans un impact budgétaire important. Afin de mener ce type de projet à bien, il semble donc souhaitable de rencontrer un bureau d’études dès la mise en place de l’avant-projet.

2.3.2. Rénovation La question de la nécessaire désolidarisation entre structure et enveloppe se pose avec une acuité toute particulière dans les cas de rénovation. En effet, les bâtiments existants ont rarement été conçus dans l’optique d’une efficacité énergétique. Si le bâtiment peut être totalement isolé par l’extérieur, la majorité des ponts thermiques peuvent être rapidement résolus. Seule la question des fondations peut s’avérer plus compliquée. Si en revanche, il s’avère impossible d’isoler totalement le bâtiment par l’extérieur, de très nombreuses questions surgissent. L’isolation par l’intérieur est alors quasi inévitable et l’élimination des ponts thermiques devient un enjeu fondamental du projet. Il est impossible de lever ici toutes les questions qui peuvent se poser et d’examiner le détail de chacun des raccords à étudier. Chaque cas est en effet particulier et nécessite une étude propre. Néanmoins un certain nombre

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transitoires – de type épinglages ou poutres sous-tendues – peuvent être mis en place. En situation définitive par contre, ce sont généralement les planchers du nouveau bâtiment qui doivent venir bloquer ce mitoyen. Si, pour des raisons thermiques, le nouveau bâtiment doit être désolidarisé de ce mitoyen, il faut prendre les dispositions nécessaires pour en garantir la stabilité. Le remplacement de l’isolant au droit des planchers par un isolant incompressible collé peut être une solution. Il faut cependant s’assurer que les taux de compressibilité admissibles de l’isolant soient suffisants et que cet isolant restera en place au droit du plancher et ne glissera pas dans la coulisse, sous peine de perdre toute son efficacité.

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de principes de base peuvent être énoncés. L’objectif de ce qui suit est de faire comprendre la difficulté de ce genre d’entreprise ainsi que la grande prudence dont il faut faire montre à l’entame d’un tel projet. La présence de tous les acteurs (maître d’ouvrage, architecte, bureau de techniques spéciales et bureau de stabilité, voire même l’entrepreneur ) autour de la table est indispensable pour mener à bien ce genre de rénovation.

2.3.2.1. La vérification du système de fondation Le système de fondation existant doit faire l’objet d’un examen tout particulier : d’une part parce que les contraintes appliquées sur ce système pourraient être fondamentalement modifiées (par exemple par le dédoublement de la structure le long des façades) et d’autre part parce qu’il est parfois nécessaire d’abaisser le niveau des sols existants afin d’intégrer une isolation sous dalle. Un relevé complet de ces fondations doit être réalisé : dimensions, profondeur et nature. Une fois ce relevé établi, on peut y appliquer la nouvelle descente de charge et déterminer d’éventuels renforts à réaliser. En fonction des profondeurs relevées, on pourra également définir les éventuels rempiètements nécessaires, pour autant que ceux-ci soient réalisables.

2.3.2.2. La vérification des structures existantes

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Une fois le projet défini, une descente de charge détaillée correspondant à la nouvelle situation doit être établie, sur base de laquelle toutes les structures existantes doivent être vérifiées. Les structures de toitures doivent faire l’objet d’un examen particulièrement attentif car les charges qui leur seront appliquées lors de la rénovation seront nécessairement plus importantes : isolants, finitions, fenêtres à triple vitrage et surtout éventuels capteurs solaires ou photovoltaïques. Les précautions mentionnées plus haut en construction neuve sont bien sûr également d’application.

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2.3.2.3. La rupture des ponts thermiques par coupure des planchers et des murs de refends Afin d’assurer la continuité de l’isolation, il peut être intéressant, lorsqu’elle est réalisée par l’intérieur, de désolidariser complètement la façade des structures intérieures (planchers et murs de refend). Cette désolidarisation a toutefois de très nombreuses conséquences.

•

Si l’ancrage est réalisé dans des structures en béton (colonnes, poutres ou plancher en prédalles ou coulés en place), il sera du type chimique. Si le béton est très ancien, ou en mauvais état, il est prudent d’effectuer des essais de traction pour connaître la résistance à l’arrachement de l’ancrage. En fonction des résultats, le nombre, le diamètre et l’implantation des ancrages pourront être déterminés par un bureau d’études.

•

Si l’ancrage est réalisé dans des planchers en hourdis, il est souhaitable de procéder au décapage partiel des hourdis au droit des ancrages afin d’y réaliser des encoches. Dans ces encoches, on placera les tiges d’ancrages, que on bétonnera par la suite. Il est impératif de s’assurer que les hourdis sont liaisonnés entre eux par une dalle de compression armée, de façon à fonctionner comme un diaphragme rigide.

•

Si l’ancrage est réalisé dans des planchers en poutrains et claveaux, il est indispensable de faire procéder au décapage partiel des certains claveaux au droit des ancrages afin d’y réaliser des encoches et de procéder comme ci-dessus.

•

Si l’ancrage doit être réalisé dans des planchers en bois, il le sera par épinglage au travers de la maçonnerie de façade, avec plaque de répartition à l’extérieur et fixation mécanique sur le gitage de plancher. Ce type d’épinglage doit être accompagné d’une vérification du plancher, pour s’assurer que celui-ci est suffisamment rigide pour fonctionner comme un diaphragme.

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La stabilité de la façade en elle-même doit être garantie : elle doit être ancrée au travers du nouvel isolant dans les structures portantes. Le type d’ancrage à réaliser dépend du type de structure où il sera réalisé :

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Si l’ancrage est réalisé dans des maçonneries, il est impératif de réaliser des essais de traction de façon à connaître la résistance à l’arrachement de l’ancrage. Les maçonneries anciennes sont en effet très souvent montées au mortier de chaux ou au mortier bâtard, qui présente de très faibles caractéristiques mécaniques. En fonction de ces résultats, le nombre, le diamètre et l’implantation de ces ancrages pourront être déterminés par un bureau d’études.

Tous les ancrages, quel que soit leur type, doivent être réalisés de façon à ne fonctionner qu’en traction et jamais en flexion. Ils doivent donc être parfaitement pincés entre les structures à épingler. Dans les bâtiments anciens, il est courant que les façades portent les planchers, leur désolidarisation oblige à mettre en place une nouvelle structure en dédoublement de la façade. Afin d’éviter les éventuels problèmes de tassement, cette nouvelle structure doit être conçue pour que la retombée des charges en fondation soit aussi proche que possible de la disposition initiale. Dans l’impossible, un nouveau système de fondation devrait être dimensionné et mis en place. Les façades des bâtiments anciens intervenaient très fréquemment dans le contreventement global de l’édifice. La désolidarisation des façades impose le réexamen complet du système de contreventement et la mise en place éventuelle d’un nouveau système indépendant de celles-ci.

CPAS de Forest | Forest | Commune de Forest | architecte: A2M

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2.4. Économie et gestion des coûts Le coût de la construction inquiète. Depuis 1975, le prix de vente moyen d’une maison d’habitation a été multiplié par plus de 10, alors que le niveau général des prix l’a été par 3,557. De 2004 à 2013, l’indice du coût de la construction a augmenté de 33% en France58 et de 25% en Belgique59.

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Le secteur a connu une hausse importante des coûts de certains matériaux et de l’énergie60, sans parler de celle du coût du foncier et des lenteurs de traitement des dossiers d’urbanisme. D’autre part, l’amélioration de la qualité énergétique, sanitaire et acoustique des bâtiments contribue aussi à cette hausse. Le concept de coût est lui-même complexe : le "vrai" prix ne dépend pas seulement de la construction, mais aussi de son fonctionnement au fil des ans. Ceci conduit à réfléchir en termes de coût global au long du cycle de vie du bâtiment et permet de distinguer les postes de pure dépense de ceux qui produisent des économies (notamment énergétiques) et des bénéfices à l’usage. En l’absence d’une étude scientifique de terrain sur ce sujet, be.passive a consacré plusieurs articles aux logiques de coût des projets durables : enquête américaine sur les bénéfices financiers et non financiers des bâtiments durables, approche du Centrum Duurzaam Bouwen sur le temps de retour et

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de Test-Achat sur le financement du passif via les économies d’énergie (dont certaines banques commencent à tenir compte), modèle du promoteur Urbani sur le même principe adapté aux locataires61, etc.

Ce n’est guère surprenant : le passif est une pratique émergente. Mais cette prudence conduit à négliger une caractéristique fondamentale du bâti : si la compétence énergétique des projets conçus aujourd’hui néglige l’agenda climatique et énergétique – en clair, si elle ne permet pas d’atteindre le niveau "presque Zéro" ou nZEB62 –, elle ne pourra vraisemblablement être améliorée ultérieurement qu’à grands frais, ou conduira à la démolition. La transition énergétique qui a commencé appelle à éviter les demi-mesures. À défaut de proposer une règle générale (chaque projet possédant ses spécificités), ce chapitre propose quelques réflexions en matière de contrôle de budget.

2.4.1. Cost optimum ou irrévocabilité ? En se fixant l’objectif du nZEB, l’UE savait qu’elle secouerait le secteur de la construction. En laissant aux États le soin de définir leur propre niveau d’exigences, elle a aussi imposé de vérifier si ces exigences conduisent à un coût global actualisé proche de l’optimum économique sur le cycle de vie du bâtiment (30 ans). De quoi s’agit-il ? En prenant certaines hypothèses sur divers indices financiers (inflation, taux d’actualisation, coût de l’énergie, etc., hors primes) et de coûts de construction, le calcul d’optimum identifie les choix théoriquement les plus rentables sur les plans énergétique et financier. Les coûts d’investissements, de charges et d’entretien sont considérés dans leur globalité pour divers modèles de bâtiments représentatifs du parc immobilier. Ces études sont donc globales et conditionnées à la fois par leurs suppositions (incertitudes) et leurs outils de calcul (marge d’erreur).

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L’économie du passif fait aussi débat. De nombreuses réalisations montrent qu'il est possible de construire des bâtiments passifs à un prix supérieur ou inférieur à celui du marché standard. D’autre part, les outils traditionnels de l’économie montrent que le passif n’est pas encore le costoptimum du marché et appellent à la patience.

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La méthode identifie, parmi toutes les configurations possibles, celles qui sont proches du coût "optimal". Chaque composant constructif ou technique concourant au bilan énergétique agit de manière systémique sur la performance globale : seule celle-ci peut être optimisée. Au même optimum correspondent donc de nombreuses combinaisons techniques. À Bruxelles-Capitale, ces études ont été menées en 2007, 2008 et 2013, sur la base de 4 typologies (logement individuel et collectif, école, bureau) et plusieurs configurations techniques. Utilisant la méthode de calcul PEB, la plus récente a montré en 2013 que le temps de retour simple du costoptimum est toujours supérieur à 20 ans63 et que l’écart reste inférieur à 15% entre le cost-optimum, les exigences PEB de 2012 et celles de 201564. Retenons cependant ceci : si la PEB 2012 correspond aujourd’hui au cost-optimum, il n’en était rien en 2007. Les prix ont baissé car le marché s’adapte. Il y a fort à parier que le passif se rapproche du cost-optimum à mesure que se rapprochent les exigences nZEB…

Plus qu’une guerre des chiffres, c’est un débat méthodologique. L’approche par cost-optimum conduit à une décision médiocre et erronée66 car elle néglige deux termes fondamentaux : l’incertitude de l’avenir face à l’irrévocabilité de l’acte de bâtir. Pour le professeur d’économie Aviel Verbruggen (Anvers), ce caractère irrévocable touche en particulier la définition de la compétence énergétique du bâtiment : "Sachant que la compétence énergétique de sa maison ne pourra pas être améliorée s'il opte aujourd’hui pour une solution standard, le candidat-bâtisseur qui choisit le passif fait aujourd’hui le choix le

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Cette approche économique conduit souvent les concepteurs à attendre le prochain cost-optimum comme on attend le train suivant. Si elle a fait ses preuves dans l’industrie65, elle divise les économistes quand on l’applique aux bâtiments : ils présentent des durées de vie bien plus longues que les biens de consommation et doivent donc pouvoir évoluer. L’approche en coûtoptimum risque de conduire à la production de bâtiments où, pour atteindre un optimum aujourd’hui, toute amélioration a posteriori risque de ne plus être rentable. Un cost-optimum actuel figerait alors le bâtiment dans une configuration énergétique sans avenir. Ce phénomène de lock-in est fréquent et alimente la décote immobilière.

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Une analyse financière de nature décisionnelle tient donc compte de l’incertitude et de l’irrévocabilité. En particulier quand un choix ne peut pas être remis à plus tard, comme en matière de compétence énergétique, cette méthodologie montre qu’une décision peut être optimisée en sortant d’une position classique d’attentisme (Wait and learn !) et en adoptant une position Choose or lose ! "Optez d’emblée pour les rendements les plus élevés quand ils concernent des caractéristiques ou des composants de nature irréversible. Sinon, vous serez perdant dans le futur. La compétence énergétique d’un bâtiment se joue sur la planche à dessin, après quoi il est trop tard [pour l’améliorer]…" 68 Sur le terrain, de nombreux promoteurs se fient à la logique de l’irrévocabilité, ce qui explique qu’en dépit des théories et des incertitudes, le standard passif connait un tel engouement. La Fondation pour les Générations Futures65 attribue le prix BLUE HOUSE à la rénovation ou construction d'une habitation privée belge qui répond de la manière la plus exemplaire au double enjeu de la durabilité et de l'accessibilité financière. En deux éditions, ce prix a consacré… deux bâtiments passifs70. De grands bailleurs sociaux construisent en passif pour aider leurs locataires à réduire leurs charges locatives. À Francfort71, le surinvestissement (isolation, étanchéité, échangeur de chaleur, triple vitrage, etc.) s’est limité à 5 à 7%. Cette maitrise des coûts résulte d’un processus d’optimisation, analogue à celui mis en place par les partenaires du projet de bureau Écoffice72 (Nivelles) pour atteindre un prix de construction égal à 1 000 €/m². En Europe, le projet de recherche Buildtog73 vise à optimiser la démarche de construction des immeubles passifs en France, en Allemagne et en Suède. Un premier immeuble de 37 logements a été livré à Darmstadt (Allemagne) avec un surcoût limité à 1%. De quoi réviser la réputation du passif et reformuler ainsi la question des coûts: quels sont les facteurs qui permettent de faire du passif à bon marché, quels sont ceux qui le rendent inaccessible ?

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plus intelligent d’un point de vue purement financier, car le choix d’un bâtiment standard impliquera dans l’avenir des coûts et un entretien importants, alors que le passif se place du côté de la sécurité et sera en tous cas amorti." 67

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Sebastian Moreno-Vacca

2.4.2. Le coût du passif "sur le terrain" Certains clament que le passif coûte au moins 25% de plus qu’un bâtiment standard. Ils ont certainement raison ! Puisque le passif implique de plus grandes épaisseurs d’isolant, une meilleure étanchéité à l’air et même une ventilation double flux (au lieu de simple grilles), cela doit nécessairement coûter plus cher. Pourtant, de plus en plus de projets passifs affichent un coût final comparable ou inférieur à celui de projets standards. Certains déclarent donc que le passif n’est pas plus cher que du standard. Et ils ont également raison ! Mais alors, si tout le monde a raison, qu’en est-il exactement ? De nombreuses approches économiques opposent souvent des visions partielles et réductrices : "le passif, c’est plus d’isolant !" La réalité, avec plus de 900 000 m² de bâtiments passifs réalisés ou en cours de réalisation à Bruxelles en 2014, montre que les choses ne sont pas aussi caricaturales… L’expérience quotidienne du terrain révèle au contraire que "faire du passif" ne se résume pas à rajouter quelques cm d’isolant en demandant l’addition ! Bien d’autres facteurs entrent en jeu, qui influencent le coût final. Au fil de sa conception, chaque projet se renégocie constamment pour respecter une enveloppe budgétaire acceptable par tous. S’il n’existe pas de référence absolue quant au coût du passif, certains facteurs ont une influence favorable – et le passif s’en sort alors à prix comparable au traditionnel – alors que d’autres ont l’effet inverse.

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Moyenne des coûts "standard" HTVA en RBC = 1200 €/m²

3000 €/m²

EXTRA COST 2335 €/m²

NO EXTRA COST 1317 €/m²

2000 €/m²

1094 €/m²

1644 €/m²

1027 €/m²

1428 €/m² 1100 €/m²

1000 €/m²

890 €/m²

Exemplae de coût de constrcution de quelques projets passifs à Bruxelles

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2056 €/m²

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IPFC | Nivelles | Province du Brabant wallon | architecte: A2M

En 2005, l’agence A2M a été surprise de constater qu’en réponse à son appel d’offre à entreprises générales pour son premier projet d’immeuble passif74, 7 offres sur 9 étaient inférieures à l’estimation. Ce projet a donc été réalisé pour 90% du budget prévu avec une offre conforme au marché émanant de l’entreprise la moins chère. Après réception et décomptes, il s’est finalement clôturé à… 95% d’un budget standard pour ce type d’ouvrage.

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En 2012, la même agence a répondu à un appel à projet en Design, Build & Finance pour un ensemble d'environ 13 000 m² comprenant école, logements et bureaux lancé par la Régie Foncière de la Ville de Bruxelles.

Le Plan Particulier d’Affectation des Sols, et le projet retenu ci-dessous

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Logements et école rue SimonsAnvers | Bruxelles | Ville de Bruxelles – Régie Foncière | architecte: A2M

Le marché global était compris entre 12,7 et 19,4 m€ HTVA. Sur 17 offres reçues, 4 proposaient une construction passive (en bleu clair dans le graphique page 226), les autres s’en tenant à de la basse énergie (en bleu foncé) page 226-227. Si l’offre la moins chère (1 053 €/m² HTVA) concernait un projet en basse énergie, les deux suivantes étaient en passif (1 087 €/

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design m²), soit nettement moins que la moyenne (1 339 €/m²) et que la plus chère (1 606 €/m²), qui correspondait à du… basse énergie. L’affaire a donc été tout naturellement attribuée à l’entreprise qui proposait du passif et au prix le plus bas.

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projet au standard passif 1800

projet au standard basse énergie

1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

Prix au m² HTVA des offres déposées en Bouwteam ou Design & Build..

D’autres expériences similaires, tirées du stock impressionnant de projets passifs actuellement en cours à Bruxelles-Capitale, conduisent à identifier des facteurs favorables récurrents permettant au passif d’afficher des prix équivalents à ceux de la construction standard. Deux études récentes viennent encore corroborer ces intuitions.

2.4.2.1. L’étude "Fast" : En 2013, le think tank Fast a réalisé une étude75 sommaire sur le coût du grand tertiaire passif. L’échantillon a rassemblé 23 grands bâtiments de bureaux passifs ou traditionnels. Il s’agit d’immeubles construits ou rénovés entre 2005 et 2013 principalement à Bruxelles. La surface moyenne des projets est de 44 033 m². Certains d’entre eux sont en outre certifiés (BREEAM). 15 bâtiments atteignent le standard passif (critères 2013), dont un est même zéro-énergie ; 5 projets (dont 3 passifs) concernent des rénovations (ce qui montre, en passant, qu’il est possible de rénover du tertiaire au standard passif) et 18 bâtiments sont neufs.

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projet standard projet passif

2000 €/m²

standard

1800 €/m²

projet zéro énergie

passif

1600 €/m² 1400 €/m² 1200 €/m² 1000 €/m²

600 €/m² 400 €/m² 200 €/m² 0 €/m²

Prix au m² HTVA d'immeuble de bureaux de grande taille à Bruxelles et environs

Les coûts analysés dans le rapport sont des coûts de construction par m² murs compris. Ils ne comprennent pas les frais d’études. Les coûts d’investissement sont comparables entre les bâtiments passifs et les bâtiments standards. L’échantillon laisserait même penser que le passif (en moyenne 1 266 €/m² HTVA) est moins cher que la construction standard (en moyenne 1 324 €/m² HTVA).

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800 €/m²

Plusieurs facteurs expliquent cette situation : •

l’échantillon est réduit et n’est pas représentatif ;

•

les projets standards seraient plus chers parce qu’étant majoritairement plus avancés, ils auraient intégré des suppléments dans les coûts qu’ils annoncent ;

•

6 projets (tous passifs) parmi les 23 sont en cours de certification BREEAM, avec des objectifs ambitieux (2 Very Good, 3 Excellent

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et 1 Outstanding). Ceci confirme encore que la haute performance énergétique s’intègre aujourd’hui naturellement dans une vision environnementale élargie ; •

la haute performance énergétique des projets récents est de mieux en mieux connue et les prix du marché sont plus justes ; projet «commun» projet «high design»

2000 €/m² 1800 €/m²

standard

projet «spéciaux»

passif

1600 €/m² 1400 €/m² 1200 €/m² 1000 €/m² 800 €/m² 600 €/m² 400 €/m² 200 €/m² 0 €/m² Prix au m² HTVA d'immeubles de bureaux de grande taille à Bruxelles et environs

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les projets les plus chers sont ceux qui présentent une très haute valeur en design ou des singularités (atrium, zéro énergie, etc.). Par exemple, le projet des architectes Baumschlager & Eberle + Styffhals pour le nouveau siège de BNP Paribas (95 000 m²) est estimé à un coût de 1 800 €/m² HTVA ; en high design standard, le palais de justice des architectes J. MAYER, A2O arch et Len°ass (24 808 m²) est estimé à un coût 1 752 €/m² HTVA.

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•

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BNP Paribas Fortis Bank Headquarter | Bruxelles | BNP Paribas Fortis | architecte: Baumschlager & Eberle et Styfhals & partners

Palais de justice de Hasselt | Hasselt | n.v. SOHA | architecte: J. MAYER H. Architects, A2O-architecten, Lensºass architecten chap2 propre.indd 229

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•

les projets en Design & Build ont souvent les coûts les moins élevés tant en passif (5) qu’en standard (1) ; par exemple, la rénovation passive de bureaux avenue Louise des architectes A2M (3 708 m²), à 890 €/m² HTVA. projet Design & Build projet en marché «standard»

2000 €/m² standard

1800 €/m²

passif

1600 €/m² 1400 €/m² 1200 €/m² 1000 €/m² 800 €/m² 600 €/m² 400 €/m² 200 €/m² 0 €/m² Prix au m² HTVA d'immeuble de bureaux de grande taille à Bruxelles et environs

2.4.2.2. L’étude de la pmp L’asbl pmp a mené une étude en 2014 sur le coût de construction du logement public passif à Bruxelles-Capitale. La première phase a porté sur un échantillon restreint de 12 bâtiments construits entre 2008 et 2013, dont 5 répondent au standard passif (critères 2013), 3 sont basse énergie et 4 sont de construction traditionnelle. Les surfaces varient de 3 284 m² à 30 548 m². Les coûts présentés dans ce rapport sont des coûts de construction par m² murs compris, hors études. La pmp observe que, sur cet échantillon, la moyenne des écarts de coût entre le passif et la construction traditionnelle est

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de 11,5%. Les prix varient autant entre les bâtiments passifs (de 950 à 1 468 €/m² HTVA) qu’entre les autres (de 860 à 1 371 €/m² HTVA). 35% 30% 25%

15% 10% 5% 0%

Niveau énergétique

(passif / non passif)

Facteurs d'influence

Enveloppe (simple / complexe)

Type de marché

Autres facteurs (avec / sans)

(alliance / pas d’alliance)

Tout comme l’étude "Fast" pour le tertiaire, la pmp observe que le choix d’une architecture plus complexe augmente les coûts de construction de manière significative, quel que soit le standard énergétique adopté : la complexité de l’enveloppe justifie un écart moyen de 25%. Le recours à des marchés de type Design & Build et Design, Build & Finance permet de mieux maîtriser le budget du projet et d’éviter les surcoûts (+29%). D’autres critères, notamment architecturaux, ont un impact encore plus important sur les coûts, les plus critiques (+31%) étant liés aux spécificités du site, à la stabilité, aux équipements supplémentaires, au choix de certains matériaux, à la mise en œuvre d’innovation, etc. Ainsi, paradoxalement, le facteur de surcoût lié au standard énergétique semble être le plus maitrisé.

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20%

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2.4.2.3. Conclusion Ces deux études démontrent qu’une différence de coût est effectivement observée entre la construction passive et la construction standard, mais que cette différence est la moins importante au regard d’autres critères comme le choix de l’architecture, le type de marché passé ou encore les postes à surcoûts comme ceux qui apparaissent en cours de chantier. Le retour d’expérience montre encore qu’il est plus difficile de conserver des prix stables pour des petits projets dont la surface brute est inférieure à 1 000 m². Aussi, ceux qui parviennent à limiter les surcoûts du passif et à livrer un bâtiment au même coût qu’un immeuble standard sont sans doute ceux qui réussissent à mieux maitriser les autres facteurs de surcoût.

Maison de la Province d’Anvers | Anvers | Province d’Anvers | architecte: XDGA

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Abdennour Aananaz

2.4.3. Facteurs déterminants Plusieurs facteurs apparaissent déterminants dans la formation des prix : •

La taille du projet : comme pour un marché standard, les économies d'échelle sont souvent déterminantes.

•

La typologie du bâtiment : o les rénovations sont chaque fois particulières et demandent une approche et des techniques spécifiques qui augmentent le prix (surtout quand elles présentent un caractère patrimonial) ; o le parti structurel du bâtiment (lourd ou léger) détermine si le marché est concurrentiel ou pas : actuellement, l'offre en construction lourde est plus importante qu’en ossature bois en Belgique ; o si le bâtiment présente des particularités spécifiques (porteà-faux, innovations, etc.) il sera plus cher, que ce soit en passif ou en traditionnel.

•

Les finitions sont un des points clés d'un projet: il est souvent possible de trouver des finitions comparables à moindre prix.

•

La compacité : dans le cas de bâtiments compacts, les performances sont atteintes plus facilement ; il est alors possible de diminuer les épaisseurs d'isolation ou de revenir à du double vitrage.

•

La performance visée : dans le cas d'un bâtiment dépassant le standard passif, les technologies ER pèsent souvent lourd dans le budget.

•

Le type de marché : les marchés publics de type Design & Build permettent de rassembler tous les acteurs autour de la table dès la phase de conception du projet, ce qui peut conduire à des solutions englobant tous les aspects du projet (architecture, fonctionnalité, coût, etc.).

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Enfin, la maitrise des outils (PHPP, calcul de ponts thermiques, etc.) permet souvent d'analyser un projet sous son angle thermique et de jouer sur différents paramètres pour optimiser les impacts financiers.

2.4.4. Comparer les prix et les matériaux

En isolation, le contrôle du bilan global des déperditions permet, si nécessaire, de jouer sur la meilleure répartition du volume d'isolant. Il est en effet plus intéressant d'augmenter l’épaisseur là où l'isolation coûte peu (en toiture) pour réduire par ailleurs les performances d’éléments plus coûteux (châssis). Ceci vaut également pour les ponts thermiques, dont l’impact sur le bilan global doit être calculé avec précision. Si le projet est conçu avec une marge de manœuvre de quelques kWh/m².an, il est possible de conserver des ponts thermiques trop complexes ou trop chers à réduire (pour autant qu'ils ne présentent pas de risque sanitaire pour le bâtiment) pour concentrer les efforts là où ils auront plus d'impact (en investissant dans un meilleur isolant de façade, par exemple). Les tableaux ci-dessous comparent plusieurs types d'isolants et en indiquent le prix moyen à épaisseur égale ou à performance égale76.

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L’isolation, l’étanchéité à l’air et la VMC étant des technologies encore un peu abstraites pour certains, il peut être utile de rappeler quelques ordres de grandeurs de prix du marché en fonction des qualités spécifiques de ces produits.

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Toiture plate

Prix/m2 à épaisseur égale (mm) PIR 50 20,11 € PU 50 24,13 € LAINE MIN. 50 18.27 € VERRE CEL 50 32,21 € EPS 50 12,00 € XPS 50 15,60 €

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PIR 220 88,50 € PU 220 106,18 € LAINE MIN. 320 1176,93 € VERRE CEL 360 233,51 € EPS 320 76,80 € XPS 260 81,12 €

EPS

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Prix/m2 à performance égale (0,12 W/m2K)

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Prix/m2 à épaisseur égale (mm) EPS 50 25,00 € XPS 50 30,00 € NEOPOR 50 30,00 € EPS + PU 50 40,00 € PU 50 35,00 €

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Façade (massive)

Prix/m2 à performance égale (0,12 W/m2K)

EPS 320 80,00 € XPS 260 78,00 € NEOPOR 260 78,00 € EPS 20+ PU180 75,00 € PU 200 70,00 €

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Dalle de sol

Prix/m2 à épaisseur égale (mm) PU projeté 200 37,00 € PU plaques 200 60,00 € EPS 200 25,00 € THERMOGRAN 200 25,00 €

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PU projeté 230 42,55 € PU plaques 200 60,00 € EPS 320 40,00 € THERMOGRAN 320 40,00 €

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Prix/m2 à performance égale (0,12 W/m2K)

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•

Toitures et dalles : pour rester conforme aux dimensions intérieures, ce surplus d’épaisseur implique que les murs seront surélevés. Des mètres courants de mur (acrotère, etc.) doivent donc aussi être comptabilisés.

•

Murs extérieurs : la surface plancher est réduite en fonction de l’épaississement de l’isolant. Le coût global en surface nette augmente donc. Dans les grands projets, cet impact budgétaire est souvent non négligeable.

•

Châssis : il apparaît que c’est souvent le matériau du profilé (et non la performance énergétique) qui détermine le prix. À nouveau, il est intéressant de prendre en compte tous les facteurs : Uf, Ug, surface vitrée, etc. Par exemple, des châssis en aluminium avec un Uf moins performant peuvent présenter un résultat global aussi intéressant que d’autres, plus isolants, car leurs profilés plus fins autorisent des surfaces vitrées plus grandes et augmentent les apports solaires. L’optimum sera bien sûr différent en fonction des spécificités de chaque projet. bois-alu : + 580 €/m² bois : + 560 €/m² alu : + 480 €/m² pvc : + 400 €/m²

•

Étanchéité à l'air : il est essentiel de définir la bonne méthode ou le bon produit en fonction du mode constructif du bâtiment. Au-delà des prix des matériaux, c'est le temps et la facilité de mise en œuvre qui seront déterminants. Les techniques d'étanchéité à l'air au plafonnage restent plus connues et plus simples à appliquer en Belgique que celles, plus exigeantes et nouvelles, des membranes et des bandes collantes. La planification correcte du chantier, de bons détails de mise en œuvre

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Il est évident qu’une comparaison à performance équivalente est beaucoup plus intéressante quand des choix doivent être faits en conception. Il faut en outre tenir compte de l’ensemble des paramètres : si un isolant plus épais doit être utilisé pour obtenir la même performance, cela génère d’autres conséquences financières :

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et des tests d'infiltrométrie permettent de limiter les problèmes liés à l'étanchéité à l'air. Ventilation : l'emplacement et la longueur du réseau de ventilation sont déterminants. Un réseau compact et centralisé limite les quantités de gainage et de faux-plafonds (ou autre finition). L'emplacement judicieux du groupe de ventilation permet également de limiter l'isolation des tuyauteries débouchant à l’extérieur.

•

2.4.5. Variantes Lors de l'analyse détaillée des parois extérieures, certaines synergies peuvent être mises en place entre composants. Par exemple, une façade préfabriquée en béton peut sembler chère a priori, mais comme elle rend inutile l’ajout d’une couche étanche à l'air (plafonnage, par exemple), elle peut être économiquement intéressante. La rapidité de mise en œuvre est aussi importante : gagner quelques jours sur le planning général du chantier représente un gain toujours intéressant. Enfin, certaines questions de tenue dans le temps (notamment dans les marchés Design, Build, Finance & Maintain) sont décisives : quelles sont les garanties des produits ? Seront-ils encore disponibles dans quelques années ? Chaque projet est un cas particulier à étudier et de nombreuses solutions pragmatiques et économiques sont à découvrir.

Crèche Saint-François | Schaerbeek | Commune de Schaerbeek | architecte: O2 architects

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2.5. Contrôle sur chantier Daniel De Vroey

2.5.1. Infiltrométrie 2.5.1.1. Principe Le test d'infiltrométrie, ou Blower-Door®, mesure la qualité de l'étanchéité à l'air d'un bâtiment. Un appareillage équipé d'un ventilateur mesure le débit d'air soufflé ou aspiré du volume protégé ainsi que les pressions hors et dans le bâtiment. Il quantifie le volume d'air nécessaire pour maintenir une différence de pression donnée entre intérieur et extérieur. Ce test permet d'évaluer le flux d'air non contrôlé qui passe à travers les parois l'enveloppe, en dehors des systèmes de ventilation ou d’autres ouvertures volontairement obturables. Le test est effectué en surpression, en soufflant de l'air à l'intérieur du bâtiment, et en dépression, en retournant le ventilateur pour aspirer l'air à travers l'enveloppe. La mesure se réalise à diverses pressions, en général de 10 à 100 Pa. Le débit en fonction de la pression est porté sur un graphique et une distribution linéaire est établie. C'est sur cette droite qu'est défini le débit de fuite à 50 Pa.

> 1.3.1 p. 44

Le test peut être effectué soit pour vérifier la réalisation d'éléments (méthode B), soit en vue d'une déclaration officielle (méthode A). Dans ce cas, il faut respecter à la fois la norme et les spécifications supplémentaires de réalisation du test77. Il est vivement recommandé d’effectuer un ou plusieurs tests préparatoires, lorsque le plan d'étanchéité à l'air est toujours accessible, avant de procéder au test officiel. Ces tests permettent de valider des mises en œuvre et d’affiner les réalisations. Il est judicieux de vérifier les parois qui seront ultérieurement recouvertes, surtout en cas d'exécutions inhabituelles ou confiées à des personnes inexpérimentées. Ces tests préliminaires sont réalisables dès que le bâtiment est globalement fermé, des obturations temporaires étant envisageables. Il n'est pas rare que l'opérateur de mesure participe aux réparations de fuites, le maintien de la dépression dans le volume permettant de suivre et de simplifier les corrections. La validation des raccords encore accessibles et une éventuelle correction est essentielle.

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2.5.1.2. Calcul du débit de fuite d’air

•

V50 [m³/h] : le débit de fuite moyen à travers l’enveloppe du bâtiment à une différence de pression de 50 Pa. C'est la somme de toutes les fuites à travers l'enveloppe déperditive du bâtiment.

•

v50 (ou q50) [m³/h.m²] : la perméabilité de l’enveloppe du bâtiment à une différence de pression de 50 Pa. Le débit de fuite78 V50 est rapporté à la surface extérieure de l’enveloppe.

v50 = V50/Atest où Atest est l'aire totale extérieure de l'enveloppe déperditive. •

n50 [vol/h ou h-1] : le taux de renouvellement d’air. Le débit de fuite V50 est rapporté au volume d’air intérieur de l'unité. Cette valeur est utilisée dans le cadre de la certification passive : elle doit être inférieure à 0,6 vol/h.

n50 = V50 / Vi où Vi est le volume intérieur du bâtiment, déterminé suivant la norme mais également précisé dans les Vade-mecum79. Ainsi : V50 = n50 * Vi = v50 * Atest Par approximation80, vu que la compacité C = Ve / Ae on peut déterminer les liens suivants entre n50 et v50 : n50 =

v50 et v50 = n50 * C C

En Belgique, les valeurs dérivées n50 et v50 sont couramment utilisées.

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Le test officiel permet de mesurer le débit de fuite moyen. À partir de celuici, plusieurs valeurs peuvent être déduites :

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2.5.1.3. Un objectif réaliste en Belgique Ce critère d’étanchéité à l’air de 0,6 vol/h (à DP=50 Pa) peut sembler sévère81. Pourtant, de nombreuses nouvelles constructions traditionnelles atteignent de très bons niveaux d’étanchéité à l’air parce qu’elles font usage de certaines techniques améliorées (les châssis, par exemple). En construction neuve classique, l'entreprise Hoffman et Dupont a publié82 les résultats de nombreux tests d'étanchéité sur tous types de construction, qui montrent une valeur n50 moyenne de 1,47 vol/h :

n50 [vol/h]

1,47

surface [m²]

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0,47

n50 [vol/h]

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L’expérience des certifications montre que le pourcentage de réussite du test n50 est d'environ 95% pour les bâtiments visant la certification passive. La valeur moyenne obtenue est de 0,47 vol/h83 :

surface [m²] En Wallonie, la construction neuve non passive tourne déjà en moyenne autour d'un n50 de 1.47 vol/h. Pas si mal ! Roger Hoffman ( Hoffman et Dupont)

3.996 Blower Door ®

Avec tous ses dossiers de certifications de logements, la PHP arrive à une moyenne de 0,43 vol/h à n50! Christophe Marrecau (php en 2013)

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En construction passive le n50 moyen vaut 0.50 vol/h. Pas mal non plus! Paul Eyckens (Isoproc)

En certification passive la pmp constate que le n50 moyen est égal 0.47 vol/h avec moins de 5% d'échec ! Benoit Quevrin (pmp)

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L'objectif du 0,6 vol/h est donc réaliste, compte tenu du contexte constructif belge où plusieurs facteurs favorables sont rencontrés, comme la tradition du plafonnage. Une plus grande sensibilisation à ces questions et des efforts de formation du secteur sont en cours.

2.5.1.4. Test de certification Le test de certification final (méthode A) a lieu quand l'enveloppe étanche à l'air est achevée et ses percements finalisés. Si aucun label n’est actuellement requis en Belgique84 pour qu’un opérateur réalise des tests et rédige un rapport, le test officiel exige certaines conditions pour être valide. En premier lieu, la zone à tester doit être préparée selon des spécifications rigoureuses touchant les ouvertures pouvant être obturées et à quelles conditions85 et l’emplacement de l'appareillage. Il est tentant d'installer l'équipement dans l'ouverture la moins étanche. Les documents de référence indiquent qu'il faut choisir au contraire l'ouverture présentant a priori l'étanchéité la plus forte et reprendre dans le rapport la position et la description de celle-ci. Le test doit être réalisé en pression et dépression, la valeur finale correspond à la moyenne arithmétique des débits. Le bâtiment sera soumis à des pressions variables, allant de 10 à 100 Pa, pour obtenir des résultats relativement indépendants des effets "naturels" de pression. La pression qui s'exerce naturellement sur le bâtiment sera mesurée en début et fin de chaque test (pression et dépression), cette valeur devant être inférieure à 5 Pa. L'emplacement du capillaire ainsi que l'exposition du bâtiment sont ainsi des facteurs prépondérants.

2.5.1.5. Comment interpréter ces mesures ? La pression de 50 Pa correspond environ à un vent de 30 km/h agissant sur l'ensemble du bâtiment. En Belgique on considère un taux d'infiltration d'air moyen compris entre 1 et 2 Pa. Pour l’obtenir, on divise le n50 par 10, 20 ou 30 selon qu'on considère respectivement un bâtiment très, moyennement ou peu exposé au vent.

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2.5.1.6. En pratique Pour un logement, un test prend environ deux heures, sans compter la préparation de l'enveloppe à tester et la recherche de fuites. Il n'est pas rare de passer une journée à rectifier des raccords et de procéder à plusieurs tests afin d'améliorer la valeur du débit de fuite. L'air est invisible, toutefois des fumigènes peuvent mettre en évidence des flux d'air. Les fumées permettent de visualiser les passages d'air. Les caméras thermiques complètent l'équipement. Souvent, la perception tactile est suffisante, mais le sens commun peut aussi être trompeur : tous les points faibles ne sont pas identifiables intuitivement. Un bloc lourd n'est pas forcément étanche, une paroi de panneaux en particules laisse passer un peu d'air, une membrane peut se révéler poreuse, des orifices minimes aussi. Une chape traditionnelle semble rassurante au regard, mais renversons un seau d'eau : le liquide percole instantanément au travers ! Si l'eau passe, l'air passe ! L'air s'immisce et se propage. Des panneaux collés par plots offrent à un menu orifice une autoroute de sortie. Inversement, on obtient un effet "entonnoir" quand une paroi constituée de divers matériaux sans vides prolonge l'orifice d’une voie de sortie plus fermée. L'air passe au travers des interstices des briques et des joints. Il est fréquent de constater des pertes d'air derrière un limon d'escalier : la face posée sur le mitoyen n'étant pas plafonnée, l'air pénètre par les raccords avec le mur et se propage au travers de l'enveloppe d'étanchéité à l'air, en l'occurrence par les briques. À 50 Pa, un trou de 1 cm² occasionne un débit d'environ 2 m³/h.

2.5.1.7. Enseignements supplémentaires Au-delà du rapport officiel, le test d’infiltrométrie met en évidence les fuites d'air entraînant des nuisances d’autres natures. Passant au travers de la paroi isolante, l'air intérieur chaud et humide en hiver apporte de l'humidité dans la structure et un risque de condensation. Entre deux locaux chauffés, le passage d’air entraine une nuisance éventuellement acoustique ou olfactive.

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Les défauts constatés aux droits des châssis extérieurs entraînent des pertes thermiques et des nuisances sonores. Un défaut dans une gaine devant résister au feu révèle une faiblesse et un risque de transfert des flammes et fumées.

Le test permet également d’analyser certains éléments précis. Associés à une mise en dépression du volume, des écrans permettent de mesurer spécifiquement une zone. Le cas le plus courant consiste à installer un écran dans l'embrasure d'une fenêtre pour mesurer le débit de fuite de cet élément. L'occultation de parties de ce châssis permet en outre une analyse par comparaison des éléments particuliers. La réalisation d’un "mock up" est parfois intéressante86. Les menuiseries extérieures doivent répondre à des normes d'étanchéité à l'air concernant le châssis proprement dit et non son raccordement au gros œuvre. Des études montrent qu'une installation négligée entraîne un débit de fuite réel pouvant donner lieu à une classe de perméabilité à l'air corrigée beaucoup plus défavorable. Le soin apporté à l’étanchéité à l’air est également une condition de sa pérennité.87 L'installation de plusieurs portes et la mise sous pression d'espaces adjacents permet enfin d'analyser les fuites au travers des interfaces.

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L’importance de ces fuites sur l’efficacité du bâtiment commande qu’elles soient anticipées dès la conception. Le bâtiment doit être pensé en définissant l'enveloppe d'étanchéité à l'air. Les percements et raccords doivent être identifiés et analysés. Gaines techniques, percements de câblages, choix des matériaux, emplacement des équipements (tableau divisionnaire, chauffage) sont des éléments prépondérants, tout comme le choix du volume à tester et ses contraintes (cage d'escalier, ascenseurs, portes palières, etc.).

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Sebastian Moreno-Vacca

2.5.2. Thermographie

L’utilisation d’une caméra infrarouge permet de vérifier exactement où sont les déperditions d’énergie, avec l’avantage d’un contrôle non destructif. Précision : une caméra infrarouge ne "voit" pas les températures, elle enregistre du rayonnement infrarouge. Cette image est capturée et représentée dans une échelle de gris ou par différentes palettes de couleurs qui facilitent sa lecture.

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Spectre électromagnétique. Source: FLIR©

rayon X

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onde radio

2.5.2.1. La théorie L’œil humain est aveugle au spectre infrarouge. Comme le rayonnement électromagnétique est lié à la température, une caméra peut calculer la température d’une surface à partir du rayonnement qu’elle émet. Un diagnostic infrarouge permet de : • visualiser les déperditions d’énergie, • détecter les défauts ou l’absence d’isolation, • détecter les fuites d’air, • déceler l’humidité dans l’isolant, le toit et les murs, à l’intérieur comme à l’extérieur, Le FLIR ONE Source: FLIR©

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• détecter la moisissure et les zones mal isolées, • identifier les ponts thermiques, • déceler une fuite dans un toit en terrasse, • visualiser les erreurs de construction,

Si la caméra infrarouge est un outil de contrôle exceptionnel, l’interprétation des images produites nécessite de comprendre les conditions de capture de l’image, de connaître le bâtiment et les lois de la physique. Par exemple, certains matériaux comme le béton sont lents à changer de température quand d’autres sont plus rapides. Pour interpréter correctement les résultats, l’opérateur doit savoir si une variation importante de température s’est produite peu avant l’inspection, à l’intérieur ou à l’extérieur, qui pourrait affecter les relevés de température. Un mur extérieur peut comporter une lame d’air entre la façade et le reste de ses composants. Dans ce cas, une inspection extérieure est inappropriée. Dans un mur, une ossature semble plus froide lorsqu’elle est vue de l’intérieur (supposé chauffé) et c’est l’inverse lorsqu’elle est observée de l’extérieur (supposé froid).

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• visualiser d’autres défauts ou l’état de composants du bâtiment (notamment les équipements).

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Image IR prise de l’intérieur. L’ossature est visible, de même que les vis de fixation du revêtement sur l’ossature. Le coin est nettement plus froid. Cet "effet de coin" est normal. Source: FLIR©

2.5.2.2. Points d’attention et conseils La norme de référence pour la thermographie est la EN 13187 (ISO 6781:1993), Performance thermique des bâtiments – Détection qualitative des irrégularités thermiques sur les enveloppes de bâtiments – Méthode infrarouge. La majorité des caméras infrarouges actuelles sont opérationnelles à partir d’un écart stable de 10°C entre les températures intérieure et extérieure. Cependant, l’utilisateur doit savoir si une variation importante de température a eu lieu au cours des 24 heures précédant le diagnostic. Les conditions extérieures peuvent influencer les mesures infrarouges. Le rayonnement du soleil et l’ombre peuvent créer divers motifs sur une surface, qui restent visibles en infrarouge plusieurs heures après la période d’ensoleillement. La durée de cette rémanence dépend des matériaux de construction (par exemple, la brique change de température beaucoup plus vite que le bois). Les précipitations mouillent la surface et la refroidissent : au séchage, l’évaporation refroidit encore la surface. Cela peut produire un motif trompeur.

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Les caméras les plus professionnelles offrent généralement une résolution entre 320 × 240 et 640 × 480 pixels. La sensibilité de la camera sera inférieure ou égale à 0,07°C à 30°C. La combinaison d’un diagnostic infrarouge avec un Blower-Door® permet de déceler d’éventuels défauts de manière plus précise. La caméra infrarouge ne voit pas l’air lui-même, mais permet de visualiser les zones refroidies par le flux d’air. Les taches caractéristiques (ci-dessous) apparaissent sur l’image et permettent de tirer des conclusions.

Capture IR en même temps qu’un test Blower-Door® : l’image montre des fuites d’air à la base des cloisons

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L’écart de T°C est dû à la réflexion. Le soleil a réchauffé la surface. La couleur différente de la brique indique une différence d’émissivité et non une perte!

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1- Photo d’un plafond 2- Capture IR où on voit apparaître des défauts au raccord d’angle des murs. 3- Capture IR et Blower-Door® simultané révélant des défauts complémentaires liés au mauvais raccord de l’étanchéité à l’air du toit. 4- Photo montrant le risque de moisissure au droit de la charpenterie.

Un facteur de succès de la construction et de la rénovation au standard passif est le contrôle fréquent en chantier au moyen de la caméra infrarouge. On préconise de réaliser des diagnostics à divers moments du chantier : au gros-œuvre fermé, à la pose des équipements et en fin de chantier. Aujourd’hui existent des caméras infrarouges professionnelles très abordables et même une version pour smartphone !

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Logements Chaussée de Neerstalle | Forest | Commune de Forest |architecte: B612 associates

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Références: 1 be.passive 08, p.82 ; 13, p.68 ; 14, p.86 ; 15, p.84 ; 17, p.78. 2 be.passive 04, p.70 ; 07, p.74. 3 be.passive 08, p.62. 4 be.passive 03, p.30. 5 be.passive 05, p.60 ; 06, p.72. 6 D'autres facteurs (humidité relative, type de substrat, situations à risques) sont déterminants dans l'apparition de moisissures. 7 D’après la NTI 153 publiée par le CSTC, UYTTENBROECK, CARPENTIER, 1884 8 Ytong, Hebel, Foamglass, etc. 9 www.schock-belgique.be 10 www.etanco.be 11 CSTC, contact 2013/01. 12 La gestion de la vapeur d’eau nécessite la compréhension de certains principes physiques qui ne peuvent pas être expliqués en détail ici. Voir www.energieplus-lesite.be. 13 Pour de plus amples informations, voir entre autres le guide Isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines réalisé par Arnaud Evrard, Aline Branders et André De Herde (Architecture et Climat, 2010). Disponible sur le site : www.energie.wallonie.be 14 be.passive 04, p.53. 15 be.passive 03, p.80. 16 Allemagne (DIN 4108-3:2001), Angleterre (BS 5250:2002). 17 CTSC contact 2013/01. 18 be.passive 08, p.73. 19 Téléchargeable sur le site www.energieplus-lesite.be.> calculs > L’enveloppe > La condensation interne d’une paroi ; elle permet de faire cette analyse pour des parois de 1 à 5 couches. 20 L’outil ISOLIN peut être commandé sur le site : http://energie. wallonie.be/fr/isolation-thermique-par-l-interieur-des-mursexistants-en-briques-pleines.html?IDC=6099&IDD=41922 21 Attention : le cimentage n'est pas étanche. 22 Suivant les tests du CSTC en respectant la norme NBN EN 12 114. 23 Par exemple : Airgard (STO). 24 Par exemple : M330 (Illbruck). 25 CSTC contact 2013/4, pp10-11. 26 CSTC Contact 41, Enduits extérieurs sur isolant : nouveaux points d’attention, janvier 2014, p. 21. 27 be.passive 03, p.70. 28 CSTC, Contact 2013/01. 29 be.passive 08, p.86 ; les dossiers du CSTC 2012/2.6. 30 be.passive 02, p.70.

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be.passive 12, p.56. Par exemple : Durelis (Spanotech). Pour plus de détails : Isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines, op. citum. be.passive 08, p.67. www.ejustice.just.fgov.be/mopdf/2012/09/21_1.pdf#Page2 (en particulier le Point 5.1.5.1: Gaines verticales) ; be.passive 15, p.30. Système de classification européen de résistance au feu, le E désignant l'étanchéité au feu et le l'isolation thermique. Une EI 30 représente une résistance au feu d’une demi-heure. Si un croisement est inévitable, il est néanmoins possible d'utiliser des raccords plats de section rectangulaire. be.passive 16, p.86. be.passive 02, p.52. be.passive 12, p.58; 18, p.20. Guides BREEAM (www.breeam.org); manuel Waardering van kantoorgebouwen. Op weg naar een duurzame huisvesting voor de Vlaamse overheid (www.lne.be). be.passive 05, p.74. NBN B 62-003 (1986) : Calcul des déperditions calorifiques des bâtiments, partiellement remplacée par EN 12831 (2014), Systèmes de chauffage dans les bâtiments – Méthode de calcul des déperditions calorifiques de base. Le facteur de conversion primaire de la biomasse est fixé par les régions dans la réglementation PEB. En Flandre et en Wallonie, il vaut Fp=1 ; en Région Bruxelles-Capitale, Fp=0,32. La biomasse est moins subventionnée que d’autres énergies renouvelables car la production de biomasse (durable) est limitée dans le contexte régional et national. Par exemple, la norme NBN EN ISO 13790:2008 peut servir de point de départ (aspects pertinents sur la méthode de simulation détaillée, références aux normes applicables), tout comme la publication légèrement désuète ISSO-32, Principes pour le calcul de simulations thermiques (1994). Une approche adoptée par le Vade-Mecum tertiaire. Le confort thermique et les exigences de température à l'intérieur des bâtiments, Publication 74, ISSO, Rotterdam, Mars 2004. http://app.bruxellesenvironnement.be/alter_clim ; plus sur www.cuepe.ch/html/plea2006/Vol1/PLEA2006_PAPER205.pdf be.passive 03, p.54. ou commisionnement Agence internationale de l’énergie, www.iea-annex47.org be.passive 12, p.58; 18, p.20.

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Gestion Technique Centralisée be.passive 09, p.56 ; www.ecoffice-building.be; www.febelcem.be/fileadmin/user_upload/dossiersciment-2008/fr/A6-FR-beton-passif-internet.pdf Le besoin spécifique de chaleur initialement calculé par PHPP pour 20°C est de 10,9 kWh/m².an et de 7,5 kWh/m².an avec le simulateur dynamique EnergyPlus. Cette nouvelle consigne porte le BNC respectivement à 18,1 kWh/m².an et à 19.1 kWh/m².an. Le calcul PHPP donne… 18 kWh/m².an. Pas mal ! De type MARMOX, etc. http://statbel.fgov.be/fr/binaries/A5_FR_ batibouw%202013_tcm326-213556.pdf Institut national de la statistique, www.insee. fr/fr/themes/conjoncture/indice_icc.asp Site de la Banque nationale, www.nbb.be/belgostat/ PresentationLinker?TableId=410000014&Lang=F Le Journal de l’architecte, n°279, février 2014. be.passive 09, pp.48-56 ; 16, p.56. Nearly Zero Energy Building Technum, Étude du cost-optimum pour Bruxelles Environnement, 2013, p.56. ibidem, p.67. Bien qu’elle conduise au phénomène d’obsolescence programmée… Dixit, A. K., & Pindyck, R. S. (1994). Investment under uncertainty, Princeton: Princeton University Press (cité par Verbruggen, Financial appraisal of efficiency investments: why the good may be the worst enemy of the best, Energy Efficiency (2012) 5:571–582 be.passive 07, p.88. Jan Hoffman, Aviel Verbruggen : Il est toujours payant d'investir dans un concept passif, Energymag 16, 28.01.11.65 . www.fgf.be L’Espoir (2012, be.passive 05, p.60 ; 06, p.72 ; 11, p.12 ; 14, p.32), Brutopia en (2013, be.passive 08, p.42 ; 17, p.28 ; 18, p.38). be.passive 16, p.31. be.passive 09, p.56 ; www.ecoffice-building.be De l’anglais "Building Together" : construire ensemble, www.buildtog.eu L’école IPFC (Nivelles), be.passive 03, p.29. Étude réalisée pour Bruxelles. Ces prix sont donnés à titre indicatif et correspondent à des moyennes tirées de plusieurs projets réalisés en 2013 par l’entreprise Democo. Le document servant de base aux mesures est la norme NBN EN 13829:2001, Performance thermique des bâtiments – détermination de la perméabilité à

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l'air des bâtiments – Méthode de pressurisation par ventilateur (iso 9972:1996, modifiée). Dans le cadre de la PEB s’appliquent des contraintes fixées par les trois régions dans les Spécifications supplémentaires sur la mesure de l'étanchéité à l'air des bâtiments dans le cadre de la règlementation PEB, version 3 du 28 mai 2013. Cette valeur est utilisée dans la règlementation PEB, la valeur par défaut est 12 m³/h.m². Parution prochaine d'une STS 71-3-P, Étanchéité à l'air des bâtiments – Essai de pressurisation. Pour être précis, il y a une petite différence entre le volume extérieur et le volume intérieur déterminé dans le calcul du n50.

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etv 50= n 50*C*Vi /Ve Si bien que la formule exacte sera n 50= c be.passive 12, p.82. be.passive 15, p.90.79 Ibidem. Parution prochaine (2015) d'un cadre de qualité et d'une certification des mesureurs www.epbd.be/go/mesure-etancheite, Spécifications supplémentaires sur la mesure de l'étanchéité à l'air des bâtiments dans le cadre de la règlementation PEB, version 3 du 28 mai 2013. be.passive 12, p.67. be.passive 18, p.60.

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Hôtel de Police de Charleroi | Charleroi | Ville de Charleroi/groupe CFE | architecte: Atelier Jean Nouvel et MDW architecture

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questions juridiques 3.1.

3.2.

La loupe du juriste

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3.1.1. La fin de l’état de grâce ?

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3.1.2. L’avant-projet

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3.1.3. La conception du projet

276

3.1.4. L’appel d’offre

281

3.1.5. Le contrôle des travaux

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3.1.6. La réception et la certification

289

3.1.7. La responsabilité décennale

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Sécurité incendie

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3.2.1. De la problématique incendie

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3.2.2. De la règlementation incendie

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3.2.3. Recommandations du SPF Intérieur

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3.1. La loupe du juriste

Frédéric Loumaye

Nous développons ici les points d’attention principaux exposés dans la rubrique "angle droit" du magazine be.passive. Par manque de place, nous renvoyons certains sujets aux articles originaux. En particulier, reprendre p. 281 + p. 295.

3.1.1. La fin de l’état de grâce ? Les temps des premiers projets passifs animés d’un esprit pionnier et de bonne volonté chez l’ensemble des acteurs sont passés. La tolérance des maîtres de l’ouvrage face aux tâtonnements pouvant découler du caractère novateur de ces constructions est sans doute révolue. L’essor et le succès du standard passif entraîneront inévitablement la fin de la lune de miel qui a pu exister entre maîtres de l’ouvrage, architectes et entrepreneurs. En particulier, le choix fait par le politique d’imposer des exigences inspirées du standard passif (ou un équivalent) à toute nouvelle construction a pour conséquence que ce dernier perdra son caractère exceptionnel avec comme corollaire que la plupart des maîtres de l’ouvrage y recourront par obligation, donc sans passion, ni tolérance. Promoteurs, entrepreneurs, architectes ou bureaux d’études, tous seront concernés, mais certains voudront sans doute plier la philosophie du passif à leur logique de rentabilité et de timing serré sans s’adapter réellement à la méthodologie indispensable pour "réussir" un bâtiment passif. Or, pour que la machine se grippe, il suffit souvent qu’un des acteurs du triangle concepteur, maître de l’ouvrage, entrepreneur ne soit pas animé de la même bonne volonté, passion et compétence que les autres. Derrière ce grain de sable se profile le plus souvent le meilleur ami/ennemi du concepteur et de l’entrepreneur, à savoir l’avocat, et son corollaire : le procès… Par conséquent, face au défi technique du passif il est indispensable que les professionnels se rendent compte que l’aventure peut être également source de litige et de mise en cause de responsabilité. Chaque étape d’un projet passif doit être examinée sous la loupe – pour certains désagréable, mais néanmoins utile – du juriste.

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3.1.1.1. L’innovation : moteur de l’architecture Notre époque connaît une évolution importante et passionnante des techniques de construction et des matériaux. Toutefois, l’air du temps qui vise à chercher un responsable à tout problème risque d’entraîner une stagnation et amener les concepteurs à fuir tout risque potentiel.

Cette nouveauté du passif est néanmoins toute relative. En effet, notamment en Allemagne, on construit depuis 1991 de tels bâtiments. Les savoirs nécessaires et l’expérience technique pour mettre en œuvre un bâtiment passif sont donc disponibles et ne constituent pas en soi une nouveauté. La seule innovation réelle est l’imposition légale du standard passif en construction neuve et assimilée. Lorsque le changement est imposé et non souhaité, les risques de dérapage et d’erreur professionnelle sont malheureusement toujours plus grands. Les constructeurs ont dès lors tout intérêt à assimiler réellement cette "nouveauté" du passif, que ce soit pour se conformer aux prescriptions de la "PEB passif 2015" à Bruxelles ou pour obtenir une certification. En cas d’échec, tout "rattrapage" risque d’avoir de lourdes conséquences financières en termes de responsabilité : démontage de ce qui a déjà été mis en œuvre, retard de chantier, perte des avantages fiscaux et autres primes, etc. Quelle que soit l’opinion de chacun face au passif, son caractère réglementaire ne laisse pas d’autre alternative que de s’y impliquer pleinement.

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La prudence invite à camper dans des techniques bien rodées et à ne prendre aucun risque en innovant. Outre son caractère peu séduisant d’un point de vue créatif et intellectuel, cette position se heurte à la volonté politique d’imposer le recours au passif, ce qui implique la "nouveauté" et donc le changement, avec sa part d’incertitude et de risques supplémentaires...

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Bureaux de EcoPuur | Nevelle | EcoPuur | architecte: denc !-studio

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> 1.3.1.1 Juridique Comment faire la réception

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3.1.1.2. Qui doit supporter le risque supplémentaire découlant du recours à la nouveauté ? Une certaine jurisprudence1 considère que, dans l’hypothèse d’innovations, la responsabilité des concepteurs et intervenants se voit aggravée. D’autres auteurs considèrent au contraire que "le maître de l’ouvrage doit seul supporter les conséquences du recours à la nouveauté s’il a été dûment informé préalablement des risques courus et a néanmoins décidé de les courir" 2. Les concepteurs ont dès lors tout intérêt à attirer préalablement et par écrit l’attention du maître de l’ouvrage sur les risques éventuels découlant du recours à des innovations.

> 2.2.1 p. 168

Ces avis sont radicalement opposés et donc source d’incertitude en termes de responsabilité. Les divergences d’opinion face à l’innovation laissent clairement la porte ouverte à une mise en cause de la responsabilité du professionnel qui pourra seulement tenter de se protéger par des arguments lui permettant de faire supporter au maître de l’ouvrage les risques découlant de l’innovation. Toutefois, il est à craindre que ce dernier raisonnement ne soit pas applicable aux chantiers où on doit recourir à de nouvelles techniques pour des raisons légales, comme c’est le cas pour la "PEB Passif 2015". Ces innovations étant mises en œuvre non parce que le maître de l’ouvrage l’a souhaité en connaissance de cause, mais parce qu’il y est contraint par la loi. Cette imposition légale implique nécessairement une obligation dans le chef des constructeurs de prendre les mesures nécessaires à la réalisation d’un bâtiment passif dans le respect des règles de l’art. Le recours à l’innovation résultant d’une réglementation des pouvoirs publics a malheureusement pour conséquence pour les professionnels de la construction de leur en faire supporter seuls la responsabilité en cas de litige. Ils auront dès lors tout intérêt à faire preuve de la plus grande prudence possible et ce notamment en n’hésitant pas à faire appel au savoir des bureaux d’étude, des services facilitateurs mis en place par les pouvoirs publics3 ou encore des plateformes passives. Ceux-ci peuvent épauler les constructeurs et les faire bénéficier de leur expérience, notamment pour leur faire prendre conscience que la nouveauté du passif est toute relative. L’innovation n’étant

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pas le passif en tant que tel, mais bien d’y recourir de façon réglementaire et généralisée.

3.1.2. L’avant-projet Les concepteurs ont un devoir de conseil à l’égard du maître de l’ouvrage, perdurant tout au long de la mise en œuvre d’un bâtiment et ce dès le stade de l’avant-projet et des premiers choix posés.

3.1.2.1. Bureaux d’études, sous-traitance et assurances

Les particularités du passif impliquent souvent l’intervention de bureaux d’études au niveau de la conception énergétique, soit à l’initiative du maître de l’ouvrage, soit sur conseil de l’architecte, a fortiori si le passif fait partie de la réglementation PEB. Les bureaux en techniques spéciales savent depuis longtemps qu’en cas de litige touchant leurs zones d’intervention, ils risquent inévitablement d’être entraînés dans la procédure judiciaire. Les bureaux d’études en conception énergétique, intervenant souvent avant la mise en œuvre effective du chantier et uniquement au stade du projet, ont l’impression erronée que leur responsabilité ne pourrait être mise en cause. Or, si un litige doit apparaître autour des caractéristiques passives d’un projet, ces bureaux d’études ne pourront pas rester en dehors du conflit. Il est donc vital qu’ils soient couverts par une compagnie d’assurance RC professionnelle. Il appartient à l’architecte de vérifier que les bureaux d’études soient bien couverts, preuve à l’appui, par une police d’assurance dans le cadre de son projet. La logique contentieuse et judiciaire aspirant dans le litige tout professionnel étant intervenu de près ou de loin dans le projet. En effet, chacune des parties tentera de reporter sur une autre les fautes éventuelles

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Pour un bâtiment passif, le risque d’une mise en cause de la responsabilité suite à un manquement au devoir de conseil pèse non seulement sur l’architecte, mais également sur les bureaux d’études en techniques spéciales et sur les sociétés de conseil en conception énergétique.

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Logement rue du Serpentin | Ixelles | M H Grondel et Mme C Allan | architecte: atelier d’architecture FORMA

et les conséquences financières pouvant en découler. Les bureaux d’études en conception énergétique ne sont pas à l’abri de ce mécanisme contentieux. Les autres constructeurs se réfugieront derrière l’étude et les éventuelles erreurs de ce bureau en conception énergétique pour tenter d’échapper aux conséquences des problèmes ayant entraîné une procédure judiciaire.

Certains maîtres de l’ouvrage, notamment publics, imposent à l’architecte de faire intervenir ces différents bureaux d’études comme sous-traitants. Il en découle que s’ils sont défaillants, l’architecte se retrouvera en première ligne, à charge pour lui de se retourner contre son sous-traitant. Or, il y a toujours un risque que le sous-traitant soit totalement défaillant suite notamment à une faillite. Dans le cadre de ses responsabilités à l’égard du maître de l’ouvrage comme dans son propre intérêt, l’architecte doit donc veiller à ce que ces bureaux d’études bénéficient d’une police d’assurance. L’existence d’une assurance en responsabilité professionnelle, en ce compris pour la conception énergétique, permet normalement de pallier les conséquences d’une faillite ou des insolvabilités de ces bureaux d’études.

3.1.2.2. Spécificités de la construction passive L’architecte se doit d’attirer l’attention du maître de l’ouvrage sur les spécificités d’une construction passive. Ce dernier doit être conscient, dès ce stade, des particularités d’un tel projet, des contraintes et avantages en découlant. L’architecte veillera à garder des écrits corroborant l’exécution de ce devoir de conseil. La révolution que représente un bâtiment passif n’est pas seulement technique, elle touche aussi aux habitudes de vie, aux choix esthétiques, voire au choix des plantations dans le jardin… L’architecte doit donc attirer l’attention du maître de l’ouvrage sur le fait que la conception passive aura

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L’architecte, de manière générale, a intérêt à obtenir que le maître de l’ouvrage conclue en direct et sans relation de sous-traitance un contrat à l’égard des bureaux d’études de techniques spéciales, de stabilité et de conception énergétique.

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également des implications sur les travaux et bricolages prévus dans le futur, voire sur la décoration intérieure. En effet, un percement à un endroit stratégique pourrait avoir des conséquences malheureuses sur la pérennité et l’efficacité du bâtiment. Le maître de l’ouvrage voit rarement sa responsabilité mise en cause dans le cadre d’un bâtiment traditionnel. Tout autre est la situation d’un bâtiment passif. En effet, le maître de l’ouvrage devra utiliser le bâtiment en respectant des consignes d’usage et d’entretien. Il est probable que, dans l’hypothèse d’un litige après réception du bâtiment, il risque de voir sa responsabilité mise en cause. La méconnaissance du public à l’égard des bâtiments passifs et les conséquences parfois lourdes du non-respect de leurs spécificités imposent à l’architecte d’être particulièrement prudent dans son devoir de conseil à l’égard du maître de l’ouvrage. Il rappellera qu’il est vital de procéder régulièrement à l’entretien du bâtiment (y compris le remplacement de certains éléments, comme les mastics d’étanchéité, etc.) et à la maintenance des systèmes nécessaires au bon fonctionnement du bâtiment passif, en explicitant la fréquence de ces interventions, qui doivent être effectuées, le cas échéant, par des organismes agréés. L’architecte essayera d’être ici le plus exhaustif possible et ce en veillant à en garder la preuve écrite.

3.1.2.3. Budget, primes et avantages fiscaux L’architecte se devra à la fois d’attirer l’attention de son client sur l’éventuel surcoût entraîné par conception passive du bâtiment, tant pour la construction que pour l’entretien, qui diffère des immeubles traditionnels (filtres, puits canadiens, etc.), et de l’informer des primes et avantages existant pour ce type de bien.

3.1.2.4. Différences entre économie théorique et réelle Les concepteurs doivent attirer l’attention du maître de l’ouvrage sur la marge existant entre des calculs théoriques d’économies générées par ce type de bâtiment et les économies réelles espérées lors de son usage. Ils

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doivent rappeler qu’il s’agit d’une simple estimation et non d’un engagement ferme d’atteindre la consommation calculée, qui peut, selon le mode de vie des futurs habitants, être en réalité égale, supérieure ou inférieure au calcul théorique.

3.1.2.5. Destination finale du bâtiment et mise en location

Les bâtiments passifs nécessitent le respect par leurs occupants de certaines règles de vie quotidienne et une vigilance au niveau de la maintenance requise. Ne pas tenir compte des règles à suivre pour assurer le fonctionnement et l’entretien correct du bâtiment peut entrainer des conséquences relativement lourdes. Un occupant non motivé et négligent peut, par divers bricolages ou par défaut de maintenance, porter atteinte au fonctionnement passif de son bâtiment voire engendrer des problèmes de santé découlant d’une mauvaise ventilation du bâtiment. Or, la loi du 20 février 1991 et différentes dispositions régionales imposent au bailleur de ne mettre en location que des biens exempts de tout problème d’habitabilité et de salubrité. Une défaillance du système de ventilation pourrait notamment entraîner que le bâtiment ne réponde plus à ces dispositions. Dans cette éventualité, les régions prévoient généralement la possibilité d’interdire le bien à la location et l’assortissent d’amendes extrêmement lourdes à charge du bailleur. Il en découle que si un bâtiment passif est destiné à la location, il faut prévoir des mécanismes renforcés en termes de sécurité, d’entretien et de maintenance. Le cas de figure classique est par exemple de prévoir des grilles de ventilation qui ne peuvent être bouchées par les occupants, soit de façon intentionnelle, soit par négligence (par exemple du mobilier et des objets se trouvant dessus et obstruant la bouche d’aération).

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A. Habitabilité du bâtiment et respect des normes légales en matière de baux

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Logement "Les courses" | Ixelles | privé | architecte: MDW architects

B. Contrat de bail L’architecte doit attirer l’attention du propriétaire sur le fait qu’il doit établir des contrats de baux adaptés précisant le caractère passif du bâtiment et l’intervention de sociétés tierces pour réaliser l’entretien et la maintenance des appareils de ventilation. Il y a lieu de prévoir la remise de plans précis au locataire afin d’indiquer les zones pouvant faire l’objet de forages. Il est recommandé d’annexer au contrat de bail le manuel d’entretien du bâtiment en le faisant parapher par les locataires et en spécifiant qu’il en fait partie intégrante. Ce contrat doit prévoir des clauses attirant l’attention du locataire sur sa responsabilité vis-à-vis des conséquences du non-respect du manuel d’entretien.

L’expert chargé de procéder à l’état des lieux d’entrée et de sortie doit connaître les spécificités des bâtiments passifs pour déterminer et chiffrer les dégâts locatifs pouvant découler du non-respect de ces spécificités. Ainsi, de simples trous un bâtiment traditionnel pourraient aboutir à une indemnité de quelques euros, alors que dans un bâtiment passif, ils peuvent avoir des conséquences lourdes (et onéreuses) en termes d’isolation. Un expert ayant établi un état des lieux de sortie en faisant l’impasse sur les caractéristiques passives du bâtiment risque de voir sa responsabilité mise en cause par un propriétaire confronté à des frais importants non couverts par l’indemnité fixée par ce dernier.

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C. État des lieux

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3.1.3. La conception du projet 3.1.3.1. Rénovation d’un bâtiment existant La rénovation passive d’un bâtiment traditionnel implique généralement des interventions lourdes et onéreuses qui, si elles sont justifiées dans une logique d’isolation, risquent d’avoir des répercussions sur la structure même du bâtiment. Il est vital que ces choix soient validés par le bureau d’études compétent en stabilité et partagés avec le bureau d’étude en techniques spéciales. Dans le cadre de son devoir de conseil, l’architecte doit s’assurer que le maître de l’ouvrage ait toutes les cartes en main pour prendre sa décision en connaissance de cause. Il doit garder la preuve qu’il a clairement averti son client de l’impact budgétaire de ses choix et anticipé les problèmes spécifiques d’une telle construction, notamment eu égard au possible retour sur investissement en termes d’économie d’énergie. L’architecte doit être conscient que certains immeubles anciens ne pourront pas être raisonnablement transformés en bâtiment passifs, compte tenu des contraintes techniques et financières, pour des raisons esthétiques, sans parler de la problématique des bâtiments classés. Si, pour des questions de principe, le maître de l’ouvrage décide d’une rénovation passive en dehors de considérations économiques, l’architecte ne sera jamais trop prudent en se couvrant par un écrit.

3.1.3.2. Prise en compte des bâtiments voisins L’architecte aura naturellement le réflexe de concevoir son projet en prenant en compte les immeubles voisins. La conception d’un bâtiment passif n’est évidemment pas la même s’il est mitoyen ou isolé. Dans l’hypothèse d’un bâtiment passif contigu à d’autres immeubles préexistants, il y a lieu d’attirer l’attention du maître de l’ouvrage sur le fait que ces bâtiments voisins et leur éventuelle évolution pourraient avoir des implications directes sur son propre projet. En effet, ces immeubles peuvent être détruits et tarder à être remplacés, en attendant par exemple l’aboutissement d’un long projet immobilier compliqué ;

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ils pourraient aussi être reconstruits différemment. Or, la destruction des bâtiments voisins ou leur éventuelle modification peut avoir un impact certain sur la performance de l’immeuble passif.

Le maître de l’ouvrage pourrait faire grief à l’architecte de ne pas avoir anticipé de tels problèmes. L’architecte a dès lors intérêt à s’en prémunir en attirant par écrit l’attention du maître de l’ouvrage sur les choix à poser dans un tel cas de figure. Le maître de l’ouvrage doit dès lors être mis devant ce choix : privilégier la sécurité en tenant compte des aléas avec les dépenses supplémentaires qui en résultent ou prendre le risque de se baser sur une situation non maîtrisée.

3.1.3.3. Implantation des murs extérieurs du nouveau bâtiment Lorsque le projet de construction passive ne se trouve pas entouré par des immeubles déjà mitoyens, ou seulement partiellement, se pose la question de l’implantation des futurs murs de ce bâtiment. L’article 663 du code civil et surtout l’application qu’en a fait la jurisprudence réglementent notamment cette question de l’implantation desdits murs. Dans un environnement urbain, on peut implanter le futur mur à cheval sur le fonds du maître de l’ouvrage et de son voisin. Celui-ci ne peut s’opposer à "l’envahissement" de son terrain.

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La structure même des bâtiments voisins ou le mode de vie des habitants risque également d’avoir des implications et ce même dans l’hypothèse où il n’y a ni transformation ni destruction. Ainsi, à titre d’exemple, la présence d’une cage d’escalier mitoyenne non chauffée aura inévitablement un impact sur la performance énergétique du projet envisagé. La présence de bureaux mitoyens n’étant chauffés par définition que pendant la journée, en dehors de la soirée et des week-ends, aura également un impact certain. Il en va de même d’immeubles mitoyens laissés en tout ou en partie inhabités ou non chauffés pour diverses raisons propres aux propriétaires et aux occupants.

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Immeuble mixte à Mortsel | Mortsel | Régie autonome de Mortsel | architecte: Abscis architecten

Les principes mis en place par l’article 663 visent à établir une mitoyenneté en attente. La jurisprudence ayant manifestement privilégié l’intérêt du fonds en tant que tel par rapport à l’opinion momentanée d’un actuel propriétairevoisin. En effet, celui-ci ne pourra se prévaloir du fait qu’il ne compte pas pour l’instant utiliser ledit mur pour empêcher l’implantation de celui-ci à cheval sur son terrain. Ce dernier pouvant changer d’avis… Ultérieurement, ses héritiers ou d’autres futurs propriétaires pourraient avoir d’autres projets nécessitant d’utiliser ce mur dont la mitoyenneté est en attente. L’objectif étant également d’éviter des mutations immobilières coûteuses et disproportionnées le jour où le fonds voisin utilise les nouveaux murs. En effet, ce système permet de devoir racheter uniquement le coût de la construction sans devoir passer un acte authentique pour une bande de terrain d’environ 15 cm de large… Ces principes permettent également d’assurer une continuité des constructions mitoyennes sans laisser des vides entre deux immeubles et ce pour des raisons évidentes d’esthétique et d’hygiène publique. En mettant en place ces mécanismes, la jurisprudence a clairement privilégié une solution pragmatique dans l’intérêt des fonds et du bien public. Sans langue de bois, il est évident que, dans une logique d’automatisme, la plupart des architectes implantent le mur séparatif à cheval sur les deux fonds sans même savoir pourquoi ils peuvent ainsi envahir la propriété voisine. Nous avons vu que cet empiètement ne peut exister que si ce mur, de par sa structure, pourra être utilisé le cas échéant ultérieurement par le propriétaire du fonds voisin. Cette "invasion" du terrain voisin (souvent très mal ressentie dans les faits) repose sur une présomption d’utilité future dudit mur. Or, au niveau des immeubles passifs, il est recommandé de prévoir une couche d’isolant d’au minimum 25 à 35 cm. L’architecte, notamment pour des raisons de coût et d’efficacité en termes de continuité sera enclin à prévoir que la couche d’isolant soit posée à l’extérieur du futur mur, cet isolant, dans l’hypothèse d’un nouveau mur construit à cheval sur les deux fonds, se trouvant finalement sur la propriété voisine. L’ "envahissement" de 15 cm (accepté par la jurisprudence et la doctrine) dans le cadre d’un bâtiment passif étant utilisé pour mettre l’isolant.

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Ce choix de placer à l’extérieur l’isolant est tout à fait cohérent d’un point de vue économique et technique, mais malheureusement ne peut être mis en œuvre d’un point de vue juridique. En effet, le propriétaire du fonds voisin n’a aucune utilité présente ou future par rapport à cet isolant. Au contraire, si un jour le propriétaire du fonds voisin doit lui-même ériger une construction, il devra soit faire arracher cet isolant soit construire à côté perdant ainsi les 15 cm utilisés par son voisin à l’occasion de la construction de son bâtiment passif. Cet envahissement de la propriété voisine se faisant ainsi sans aucune utilité pour lui. Le même problème se pose dans le cadre d’une construction en bois qui, dans l’hypothèse d’un "envahissement" ne présentera également pas d’intérêt futur pour le propriétaire voisin. Il en découle que l’architecte doit être extrêmement prudent au niveau du choix relatif à l’implantation du mur de son nouveau bâtiment. En effet, si par automatisme il prévoit de l’implanter à cheval sur les deux fonds, il y a lieu d’être conscient qu’il ne peut le faire que si cette construction pourra être utilisée le cas échéant par le voisin, ce qui n’est pas le cas si l’isolant est placé sur cette propriété et dans l’hypothèse d’une construction en bois. Or, si ce mur construit à cheval sur les deux fonds ne peut techniquement être utilisé par le propriétaire du fonds voisin dans l’hypothèse de sa propre construction suite à cette couche d’isolant ou au recours à la technique du bâtiment en bois, on ne pourra se prévaloir du raisonnement mis en place par la jurisprudence et la doctrine sur la présomption d’utilité future. Si le mur de la nouvelle construction ne présente pas d’utilité possible d’un point de vue technique pour le terrain voisin, il doit dès lors être impérativement implanté exclusivement sur le terrain de l’immeuble passif. L’architecte doit dès lors, au moment de prendre sa décision d’implanter à cheval sur les deux fonds, soit veiller à ce que, dans ce projet, le mur présente une utilité pour le fonds voisin, soit l’implanter exclusivement sur le terrain de son client.

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En effet, dans l’hypothèse d’une implantation malheureuse à cheval sur les deux fonds d’un mur ne présentant pas d’utilité pour l’immeuble voisin, le maître de l’ouvrage ne pourra pas se prévaloir de l’article 663 ainsi que de la construction jurisprudentielle et doctrinale en ayant découlé. Il en résulte que le propriétaire voisin pourrait introduire une procédure judiciaire pour tenter d’interdire la poursuite des travaux et le cas échéant solliciter la démolition des constructions déjà érigées sous réserve de la théorie de l’abus de droit. Les conséquences peuvent dès lors être extrêmement lourdes et engageraient la responsabilité de l’architecte, qui devra en supporter les conséquences. L’architecte se doit dès lors d’être extrêmement prudent et attentif à cette question de l’implantation du futur mur.

3.1.4.1. Choix des entreprises La spécificité des techniques requises à la mise en place d’un bâtiment passif a pour conséquence que l’architecte devra être particulièrement prudent au niveau du choix final posé à l’égard des entreprises devant intervenir dans ce projet immobilier. L’architecte doit s’entourer d’un maximum de précautions et de garanties par rapport aux aptitudes des entrepreneurs. Toutefois, le dernier mot au niveau du choix des entreprises incombe bien entendu au maître de l’ouvrage, l’architecte n’ayant qu’un rôle de conseil à ce stade. Le maître de l’ouvrage pourrait dès lors être amené pour diverses raisons à faire appel à une entreprise n’ayant pas les compétences requises pour mener à bien un tel projet. Face à une telle situation, les concepteurs se devront d’être extrêmement prudents et de tirer le plus rapidement possible, en gardant des traces par écrit, les sonnettes d’alarme requises si des problèmes sont constatés en cours d’exécution du chantier. En outre, tous les renseignements obtenus ne mettront jamais le maître de l’ouvrage et les concepteurs à l’abri d’une entreprise qui délègue finalement une mauvaise équipe ou fait appel à un sous-traitant incompétent, de tels

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3.1.4. L’appel d’offre

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problèmes pouvant être accentués dans l’hypothèse d’une succession, comme on le constate parfois, de sous-traitant du sous-traitant travaillant chaque fois pour des prix inférieurs pour laisser une marge à l’entreprise précédente aboutissant souvent à des situations catastrophiques. La question de la transmission des informations lorsqu’il y a de multiples sous-traitants pose également un problème important pouvant avoir des conséquences funestes dans le cadre d’un bâtiment passif (par exemple sur les zones d’intervention et celles pouvant mettre à mal l’étanchéité, etc.). De plus dans certains marchés, notamment publics, tant les concepteurs que les maîtres de l’ouvrage n’ont en réalité pas le véritable contrôle au niveau du choix des entreprises qui se verront finalement attribuer le marché. L’effet de mode qui entoure actuellement le passif et les nouvelles contraintes réglementaires ont pour conséquence qu’on est malheureusement confronté à des entreprises qui veulent profiter de cette nouvelle "niche" sans avoir ni les compétences réelles requises ni la volonté de s’adapter et de tenir compte des spécificités de ce genre de projet. Qu’on s’en réjouisse ou non, le cercle des premiers initiés, véritables pionniers du secteur, s’est élargi inévitablement à d’autres entreprises n’ayant pas toujours les aptitudes requises, ce qui risque d’entraîner de nombreux litiges et des situations souvent dramatiques pour les maîtres de l’ouvrage. Cette vigilance doit exister non seulement à l’égard des entrepreneurs mettant en œuvre les techniques requises au niveau des maisons passives mais également par rapport aux autres. En effet, tous les intervenants professionnels au niveau de ce type de bâtiment risquent, par des interventions malencontreuses, de mettre à mal l’efficacité de ce bâtiment passif. L’architecte devra veiller à ce que tous les intervenants, même après le gros œuvre fermé, sachent précisément les zones où ils peuvent intervenir (par exemple pour forer). En effet, à titre d’exemple, un électricien, un plombier ou même un décorateur pourrait, par des interventions malencontreuses, porter gravement atteinte à l’efficacité du système. En outre, vu l’habitude de procéder aux tests pour obtenir la certification au stade du gros œuvre fermé, on pourrait se retrouver avec un bâtiment ayant son certificat d’immeuble passif mais qui en réalité n’a plus l’efficacité requise suite à l’intervention ultérieure de corps de métier au niveau de la

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Il faut également être conscient que la multiplication des intervenants risque de rendre pour le moins difficile la détermination des responsabilités en cas de sinistre au niveau de l’étanchéité à l’air et des qualités propres à un bâtiment passif. On pourrait ainsi être confronté à un chantier où la certification ne pourrait être accordée suite à un concours de petites fautes qui, prises individuellement, pourraient être bénignes mais cumulées aboutissent à une situation plus que problématique. Chacun de ces intervenants professionnels n’ayant en soi commis qu’une petite faute qui, prises ensemble, aboutissent à une catastrophe. La répartition des responsabilités risque d’être problématique dans un tel cas de figure. Il en sera de même dans l’hypothèse de fautes éventuellement plus lourdes où de nombreux intervenants peuvent avoir une incidence sur l’origine du sinistre (corps de métier séparés, entreprise générale et ses sous-traitants). Face à cet imbroglio, il est à craindre que l’expert judiciaire et le tribunal finissent par considérer que tous ces professionnels sont responsables avec comme corolaire le risque d’une condamnation in solidum de ces derniers.

3.1.4.2. Cahier des charges Il va de soi que le cahier des charges ne peut être un document classique applicable aux autres bâtiments. Le cahier des charges, dans toutes ses dispositions, doit bien entendu être adapté aux spécificités du passif. Or, il y a lieu de ne pas se voiler la face : de nombreux architectes se contentent le plus souvent par facilité de fournir des copier-coller de cahier type des charges tant pour les clauses techniques que pour les générales. Or, si dans le cadre d’un projet immobilier classique le cahier des charges est un document important, celui-ci est encore plus vital pour un projet passif. L’architecte se doit dès lors d’être particulièrement vigilant lors de l’établissement du cahier des charges ainsi que par rapport au respect de celui-ci en cours d’exécution par les entreprises. Au moindre doute, on

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finition ou même à cause d’un simple bricolage malencontreux du maître de l’ouvrage. L’architecte se doit dès lors de veiller à ce que les corps de métier intervenant dans le cadre de ce projet soient conscients des risques d’interventions malencontreuses pour l’efficacité de ce bâtiment.

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ne peut que recommander aux architectes et aux bureaux d’études de se retourner vers les plateformes pour bénéficier de leur expérience. L’architecte se devra dès lors d’être prudent dans le cadre du contrôle du chantier afin de s’assurer le respect strict du cahier des charges par les entreprises. Enfin, si un cahier des charges trop général est critiquable, une trop grande précision l’est également si elle est décollée de la réalité et en reste uniquement à l’énoncé de vœux pieux irréalisables.

3.1.4.3. Bureaux techniques Le passif annonce de beaux jours pour les bureaux d’études et les ingénieurs. L’architecte, face à la multiplication des contraintes techniques et des spécificités de ce type de bâtiment, se tournera légitimement, comme il le faisait déjà naturellement en termes de stabilité, vers des bureaux d’études spécialisés. Il est ainsi opportun que l’architecte fasse intervenir un bureau d’études en techniques spéciales et/ou en conception énergétique notamment au niveau de la ventilation et des problèmes thermiques, en prévoyant par prudence des contrats distincts et directs entre le maître de l’ouvrage et ces derniers. En effet, en termes de responsabilité, d’un point de vue juridique, il est toujours plus aisé de ne pas se retrouver dans une relation de sous-traitance avec un quelconque intervenant au niveau d’un projet immobilier. Le recours à des bureaux d’études tant en techniques spéciales qu’en conception énergétique ainsi qu’en stabilité n’exonère nullement l’architecte de toute responsabilité en cas de sinistre. Celui-ci, notamment compte tenu de son rôle de "chef d’orchestre", malgré l’intervention de bureaux d’études, se doit de faire preuve d’une vigilance extrême et de jouer pleinement son rôle de coordination. En effet, il n’est pas envisageable que chacun des intervenants et concepteurs travaille dans sa sphère sans se préoccuper des interférences éventuelles. Ainsi, à titre d’exemple dans le cadre d’une rénovation, les exigences en termes d’isolation thermique peuvent avoir des conséquences lourdes au niveau de la stabilité. Il est dès lors requis que l’architecte, fidèle à son rôle de chef d’orchestre, s’assure la parfaite coordination de ce qui est imaginé par les bureaux d’études

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en techniques spéciales et/ou en conception énergétique avec les études des bureaux en stabilité afin qu’ensemble ils aboutissent à un projet réalisable à tous points de vue en ne perdant pas de vue les aspects financiers. L’expérience judiciaire montre que l’architecte sort rarement indemne en cas de sinistre et ce même si la responsabilité des bureaux d’études est retenue. Les tribunaux considèrent qu’il garde malgré tout une part de responsabilité. L’architecte devra dès lors, d’autant plus dans le cadre d’un projet passif, veiller à ce que les différents bureaux d’études en techniques spéciales, en stabilité et en conception énergétique aboutissent à un projet viable tant d’un point de vue technique que financier.

3.1.5. Le contrôle des travaux L’architecte se doit d’exercer une mission de contrôle du chantier. Celui-ci ne doit pas jouer un rôle de surveillant devant vivre quasiment en permanence sur le chantier. En effet, ce devoir de contrôle est défini sans ambiguïté par la jurisprudence et la doctrine et ce en ces termes : "Le contrôle exercé par l’architecte a pour objet la vérification de la conformité des travaux exécutés par l’entrepreneur aux documents contractuels, aux règles de l’art, ainsi qu’aux règlements et exigences de sécurité. Il doit permettre la vérification des ouvrages au fur et à mesure de leur exécution, spécialement lorsqu’ils ne se prêteront plus ultérieurement à un examen, de telle sorte qu’il soit remédié immédiatement aux fautes constatées." Selon, Y. Hannequart, l’architecte doit "être présent sur le chantier de manière périodique pour découvrir les manquements et malfaçons et y remédier en temps utile, afin de sauvegarder la bonne exécution finale dans les délais prévus ; réagir de manière préventive au cas où il constaterait un défaut d’organisation ou de mise en œuvre par l’entrepreneur, ou un vice dans les matériaux ; assister aux phases d’exécution les plus importantes, notamment en fonction de l’aptitude que possède l’entrepreneur à résoudre les difficultés qu’il est normalement appelé à rencontrer." 4

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3.1.5.1. Rôle de l’architecte : chef d’orchestre ou surveillant ?

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Ecole Bockstael | Bruxelles | Ville de Bruxelles | architecte: Nimptsch Thüngen Architekten

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En application notamment de cette conception du devoir de contrôle, on considère que l’architecte ne doit évidemment pas être présent en permanence sur le chantier. Or, si on applique cette définition du devoir de contrôle à un immeuble dit passif, on ne peut qu’arriver à la conclusion que l’architecte se doit d’avoir une présence extrêmement plus importante que par rapport à un projet dit classique. En effet, les phases délicates pouvant mettre à mal le bon fonctionnement de la maison passive sont nettement plus fréquentes que dans le cas d’un bâtiment traditionnel. L’architecte ne peut évidemment surveiller en permanence les ouvriers pour s’assurer par exemple que les membranes assurant l’étanchéité entre les cloisons sont posées sur un support propre, exempt de toutes poussières et autres déchets et de façon plane et homogène. Une telle exigence serait déraisonnable et par ailleurs irréalisable. En effet, dans l’hypothèse où différents ouvriers travaillent sur un chantier, on ne peut placer derrière eux chaque fois un architecte… La difficulté, c’est qu’en cours d’évolution du chantier, certains éléments extrêmement importants pour assurer l’étanchéité seront masqués par des cloisons et autres couvertures rendant indétectables les éventuels problèmes. En cas de sinistre découlant d’une mauvaise mise en œuvre ou d’une intervention malheureuse d’un corps de métier, il est à craindre que le maître de l’ouvrage reproche à l’architecte d’avoir manqué à son devoir de contrôle en n’étant pas présent ou en n’ayant pas détecté les problèmes. Ceci nécessite dès lors, par prudence, d’avoir une présence nettement plus importante de l’architecte dans le cadre d’un tel chantier. Cette prudence a néanmoins des conséquences puisqu’on assiste ainsi à un glissement d’un rôle de chef d’orchestre à celui de surveillant. Or, après de longues controverses doctrinales et jurisprudentielles, de façon extrêmement majoritaire, on considère que l’architecte n’a pas à jouer ce rôle de surveillant. L’architecte doit dès lors être conscient de cette problématique en majorant le cas échéant ses honoraires pour tenir compte d’une présence nettement plus importante dans le cadre de ce type de projet, soit en conseillant au maître de l’ouvrage de faire appel à un autre professionnel chargé d’exercer cette mission de surveillance. Dans un tel cas de figure, il y a à nouveau lieu d’éviter tout contrat de sous-traitance entre l’architecte et ce surveillant

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de chantier, tout en vérifiant naturellement les compétences de celui-ci pour mener à bien une telle mission.

3.1.5.2. Directives

L’architecte et les bureaux d’études doivent veiller à ce qu’aucune information ne se perde à chaque échelon des intervenants et ce notamment pour les différentes étapes. Plus que jamais ce genre de projet doit être conçu dans le cadre d’une vision d’ensemble en évitant toute perte d’informations, tant durant le chantier qu’à l’issue de celui-ci, à l’égard des maîtres de l’ouvrage et des futurs propriétaires.

3.1.6. La réception et la certification 3.1.6.1. Généralités En Belgique, la pratique veut que la réception des travaux soit scindée en deux étapes (le Code civil n’en prévoyant pourtant qu’une seule), à savoir une réception provisoire suivie, généralement un an après, d’une réception définitive. La réception provisoire, de façon simplifiée, consiste à constater la fin des travaux et à relever les inachèvements et défauts justifiant une nouvelle intervention de l’entrepreneur. Après une période d’épreuve, il est procédé à la réception définitive des ouvrages. La réception définitive (et dans certains cas, en fonction des contrats signés avec les maîtres de l’ouvrage, la réception provisoire) forme le point de départ de la responsabilité décennale. Les conséquences d’une réception sont extrêmement importantes et nombreuses. L’architecte d’un bâtiment passif devra bien entendu être extrêmement vigilant par rapport aux particularités de ce type de construction au moment des réceptions.

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L’architecte se doit également de prévoir des détails d’exécution extrêmement clairs en se réservant la preuve de la transmission de ceuxci aux corps de métier et ce en cadrant leur intervention pour éviter tous dommages involontaires au niveau des éléments indispensables au bon fonctionnement de la maison passive.

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3.1.6.2. Certification passive Le maître de l’ouvrage souhaitera légitimement qu’on vérifie l’efficacité du bâtiment passif afin notamment de voir si les objectifs poursuivis sont atteints. Lorsqu’on met en œuvre aujourd’hui un bâtiment passif en Belgique, il est possible d’obtenir des primes régionales et/ou communales. L’octroi de ces primes est généralement subordonné à une certification assurée par les plateformes passives. Un certificat "bâtiment passif" délivré par ces plateformes passives est donc indispensable pour y avoir droit, ledit certificat étant délivré si le bâtiment réussit le test d’infiltrométrie5 et répond également à toute une série de critères. Il est évident que les maîtres de l’ouvrage souhaiteront bénéficier de ces avantages lorsqu’ils mettront en œuvre des bâtiments passifs. Il en résulte que ceux-ci seront systématiquement soumis aux tests et aux calculs de vérification requis pour obtenir la certification "bâtiment passif". Le maître de l’ouvrage d’un tel bâtiment exigera naturellement que celui-ci obtienne son certificat. Dès lors, les architectes devront consacrer un temps certain à ces tests et à la délivrance de ce certificat. On peut considérer que de telles prestations ne rentrent pas dans la mission classique de l’architecte et des honoraires en découlant. Il est dès lors cohérent que l’architecte puisse demander des honoraires supplémentaires pour ses prestations relatives à la délivrance dudit certificat. Il est dès lors judicieux de prévoir dans le contrat d’architecture que cette prestation constitue un supplément et ce en indiquant clairement le mode de calcul de ces honoraires (forfait ou taux horaire). Même si, en réalité, la certification et l’intervention des plateformes passives ont été mis en place pour d’autres motifs (primes et anciennement déductibilité fiscale), elles s’immisceront inévitablement dans la problématique de la réception du bâtiment. Bien que créée à d’autres fins, la certification devient aux yeux du maître de l’ouvrage le critère déterminant pour accorder ou non la réception, en confirmant que les objectifs ont été atteints. Le maître de l’ouvrage s’attendra à ce que le professionnel étant intervenu dans le cadre de son projet fasse le nécessaire pour que cette étape soit franchie avec succès. L’architecte et l’entrepreneur de ce bâtiment passif se trouvent ainsi confrontés à une obligation de résultat. Cette obligation est bien entendu pour le moins contraignante et augmente les risques de mise en cause de la responsabilité des professionnels intervenus.

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Les usages veulent que cette certification soit mise en œuvre après le gros œuvre fermé. Or si, à ce stade, des problèmes d’étanchéité à l’air sont relevés, cela risque d’entraîner le démontage de ce qui vient d’être terminé pour essayer de remédier aux problèmes constatés et tenter de repasser les tests avec succès. Il est sans doute judicieux, si on est confronté souvent à des bâtiments passifs, de prévoir l’acquisition des équipements permettant de procéder préventivement à toute une série de vérifications sans attendre l’épreuve de la certification. En agissant de la sorte de façon préventive, on peut encore intervenir sans devoir mener des mesures destructrices souvent onéreuses et sources d’importants retards de chantier.

Le code civil prévoit en ses articles 1792 et 2270 la mise en place d’une responsabilité dite décennale des professionnels de l’art de construire, soit très concrètement les architectes, les entrepreneurs, les bureaux d’études, et ce à l’égard de tous vices graves de nature à compromettre la solidité ou la stabilité du bâtiment (gros ouvrage). Cette responsabilité, conformément à son nom usuel, a une durée de dix ans et commence, sauf convention contraire, à partir de la réception définitive. Une certaine jurisprudence tente d’étendre la responsabilité décennale à tout vice grave qui rendrait impropre à son usage un bâtiment et ce notamment en termes l’habitabilité, ce qui est particulièrement dangereux à l’égard des bâtiments passifs. En effet, un disfonctionnement d’un bâtiment passif peut amener à des situations mettant en cause l’habitabilité du bâtiment et ce notamment par rapport à la ventilation. Dans un tel cas de figure, ce vice rentrerait dans cette définition élargie de la responsabilité décennale. Les concepteurs ont dés lors tout intérêt à être extrèmement prudents par rapport à cette problématique. Cependant, nos tribunaux semblent suivre actuellement une définition plus stricte limitant cette responsabilité décennale aux atteintes à la solidité ou à la stabilité du bâtiment suite à des vices graves. Cette conception restrictive de la responsabilité décennale devrait permettre aux problèmes d’isolation thermique et de ventilation d’y échapper. Il faut toutefois toujours être extrêmement prudent par rapport à l’évolution

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3.1.7. La responsabilité décennale

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possible de notre jurisprudence et notamment par rapport “à l’air du temps” visant à protéger le consommateur.

3.1.7.1. Vices cachés véniels La jurisprudence a consacré la théorie de la responsabilité pour vices cachés véniels.

Cette garantie des vices cachés n’implique pas la gravité, condition nécessaire à la responsabilité décennale. Or, l’apparition au fil des années de défauts d’isolation thermique suite à une absence de pérennité dans le temps des matériaux mis en œuvre risque inévitablement d’entraîner une mise en cause de la responsabilité des professionnels étant intervenus dans le cadre du chantier. Heureusement, la jurisprudence considère généralement que la faute du professionnel doit s’analyser en fonction notamment des connaissances scientifiques en vigueur à l’époque. Il existe toutefois une certaine jurisprudence qui considère que les constructeurs sont responsables dès qu’ils avaient la possibilité de détecter lesdits vices et ce, même si cela impliquait de devoir procéder à des recherches onéreuses. Cette responsabilité des vices cachés véniels constitue dès lors une épée de Damoclès suspendue au-dessus de la tête des professionnels de la construction, qui ont tout intérêt à faire pression auprès des pouvoirs publics et autres organismes de certification afin de pouvoir délivrer des produits bénéficiant d’une certaine garantie, qui pourrait être invoquée pour s’exonérer de toute faute.

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Cette responsabilité implique, pour qu’elle sorte ses effets, que les vices soient cachés. Elle est soumise à un délai de prescription de dix ans à compter de la réception des travaux. L’action judiciaire doit en outre être introduite dans un "délai utile" à compter de la découverte du vice par le maître de l’ouvrage. Ce délai de dix ans pose naturellement un problème par rapport au bâtiment passif notamment lorsqu’on se rappelle que nous ne disposons pas de recul suffisant pour vérifier l’efficacité dans le temps de certains matériaux utilisés pour garantir l’isolation thermique. Par définition, ces problèmes d’isolation thermique ne sont généralement pas apparents.

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3.1.7.2. Le devoir de conseil à l’issue du projet Il est recommandé à l’architecte d’établir un manuel de l’utilisateur du bâtiment et de garder la preuve de la transmission d’un tel document au maître de l’ouvrage. Il y a également lieu de remettre, tout en gardant également la preuve, les plans as built. Ces plans devant mentionner clairement les zones où on peut, à titre d’exemple : forer, intervenir pour procéder à l’entretien ou aux réparations, etc. Il y a lieu d’attirer l’attention, à nouveau par écrit, du maître de l’ouvrage sur l’importance de transmettre ces plans as built et le manuel de l’utilisateur à d’éventuels futurs propriétaires. Il serait judicieux de faire joindre ce manuel de l’utilisateur et ces plans as built au dossier d’intervention ultérieure que le vendeur, à l’occasion d’une mutation immobilière, a l’obligation de transmettre à l’acquéreur. Il y a lieu de profiter de cette contrainte légale pour s’assurer que toute une série d’informations indispensables au bon fonctionnement d’un immeuble passif, aux interventions éventuelles et à son agrandissement, puissent être communiquées à tous les acquéreurs successifs de ce bien. En incluant l’ensemble de ces informations et documents dans le dossier d’intervention ultérieure (accompagné d’un inventaire pour éviter toute perte), l’architecte permettra ainsi non seulement de garder la preuve de la transmission de ces informations mais aussi de sauvegarder la "mémoire" de l’immeuble qui ne peut disparaître pour ce type de construction. Il est également extrêmement important de rappeler au maître de l’ouvrage qu’il est vital de procéder à l’entretien et à la maintenance des systèmes faisant fonctionner cette maison passive. Cet entretien doit être organisé par des organismes agréés. Il y a également lieu de spécifier par écrit clairement la fréquence de ces entretiens. Les concepteurs doivent attirer l’attention du maître de l’ouvrage sur le fait qu’ils dégagent leur responsabilité si par impossible ces entretiens et réparations ne sont pas exécutés. Une telle clause de décharge n’a sans doute pas une efficacité à 100% mais constitue à tout le moins une précaution judicieuse dans le chef des professionnels étant intervenus dans le cadre de ce projet. On se doit également d’attirer l’attention du maître de l’ouvrage sur les éléments devant faire l’objet d’un entretien, voire d’un remplacement (les Divercity | Forest | Commune de Forest | architecte: V+ et MS-a

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mastics des châssis, etc.) à intervalle régulier. La clause de décharge devra également viser ces obligations d’entretien et de remplacement en essayant bien entendu d’être le plus exhaustif possible.

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Le maître de l’ouvrage devra enfin être sensibilisé au fait que son mode de vie pourrait avoir des répercussions sur les performances de la maison passive, notamment par rapport au choix des appareils ménagers et autres.

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3.2. Sécurité incendie

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3.2.1. De la problématique incendie En Belgique, le nombre total de bâtiments recensés dépasse 4 millions. Parmi ceux-ci, quelques 10 000 bâtiments prennent feu chaque année, soit environ 0,2% du parc immobilier. La "rareté" actuelle du parc immobilier passif indique que la probabilité qu'il y ait eu un incendie dans un bâtiment passif est très faible. Au niveau des risques, il faut distinguer la situation des occupants et celle des services d'intervention. En effet, les occupants sont présents dans le bâtiment dès la naissance de l'incendie, tandis que les équipes d'intervention arrivent plus tard, l'incendie s’étant déjà développé. Les occupants peuvent donc être exposés à un flux de chaleur, à des gaz irritants et asphyxiants, et voient leur visibilité réduite à cause de la fumée. Lors de leur intervention, les pompiers peuvent être confrontés à des phénomènes violents et transitoires, les progressions rapides de feu dont les plus connues sont le flashover et le backdraft, un phénomène explosif provoqué par l'apport brutal d'oxygène dans un volume clos où stagnent des fumées chargées en gaz imbrûlés. C'est ce dernier phénomène en particulier qui génère de l'inquiétude chez les pompiers. be.passive a régulièrement suivi cette actualité et la Direction Générale Sécurité et Prévention Politique de Sécurité Intégrale du SPF Intérieur a financé une étude7 sur la problématique du risque d’incendie et des maisons passives. L'étude a consisté essentiellement à évaluer l'impact d'un mode de construction passif sur le développement d'un incendie. Pour ce faire, des simulations à l'aide d'outils d'ingénierie incendie ont été réalisées. L'idée était de comparer, sur la base d'un scénario donné (un feu de divan), une maison passive et une maison "traditionnelle". Il faut d’abord insister sur le fait qu'une maison passive est uniquement définie en termes de performances énergétiques, la liberté est donc laissée quant aux choix des matériaux de construction. D'autre part, il n'existe aucune définition précise d'une habitation "traditionnelle". Une maison

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passive existante a été choisie, et comme maison "traditionnelle", c'est cette même maison passive qui a été dénaturée et transformée pour la rendre non passive : même structure, mais moins bien isolée, moins étanche et sans ventilation mécanique.

Si dans les premières minutes il n'y a pas de différence notable dans le développement de l'incendie dans les deux maisons, des régimes distincts sont ensuite observés, avec par exemple, une plus grande production d'imbrûlés dans la maison passive. "Pendant la phase de pseudo-régime, des concentrations en CO et en imbrûlés plus importantes et des températures de fumées moins importantes sont obtenues pour la maison passive et ce, à cause de l’étouffement de l’incendie. Le risque de survenance d’un backdraft lors de l’intervention des services d’incendie dans une maison passive ne devra pas être négligé. L’ouverture d’un exutoire en partie haute de la maison (toiture) ne semble pas être forcément une solution suffisante pour garantir la sécurité des services d’incendie lors de l’intervention." "Les fumées auront tendance à remonter le système d’alimentation en air équipant les maisons passives, l’incendie ayant lieu dans une pièce à vivre. Néanmoins, il semble que les flux de matière remontant le système de ventilation resteront relativement faibles par rapport au débit de fumées passant sous les portes (sauf dans le cas d’un court-circuit mettant hors service les ventilateurs)." Quoi qu'il en soit, compte tenu de la relative jeunesse du secteur passif et de la multitude des configurations architecturales possibles, la vigilance s'impose.

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Il ressort de l'étude que pour l'habitation simulée, avec un même parement intérieur, il n'y a pas de différence sensible entre la maison passive et maison "traditionnelle" en ce qui concerne les temps disponibles pour l'évacuation. "Pour un même parement intérieur (plâtre par exemple pour les murs) et un même type d’ameublement, l’isolation et le taux de renouvellement d’air initial ont peu d’influence sur la température des fumées et les concentrations en CO et HCN pendant la phase de développement de l’incendie (tant que la concentration en oxygène ne devient pas le facteur limitant). Des temps d’évacuation similaires sont donc obtenus pour les occupants des maisons passives et des maisons traditionnelles."

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Simulation d'un feu dans une maison passive, Source: Brohez S., Cornil N., Fourneau C., Breulet H., Desmet S.: "Passive House and fire = Inferno?"

Stéphane Desmet

3.2.2. De la règlementation incendie

En Belgique, faisant suite à la loi du 30 juillet 1979 relative à la prévention contre les incendies et les explosions, un cadre légal a été défini. Ce cadre fixe un ensemble de conditions minimales, dans le souci de la sécurité incendie, auxquelles les bâtiments doivent répondre, à l'exception des maisons unifamiliales et des bâtiments ayant au maximum deux niveaux et une superficie totale inférieure ou égale à 100 m². Ces "normes de base"8 ont été rédigées en s’inspirant de plusieurs décennies de retours d'expérience et elles sont uniquement prescriptives. En 2012, elles ont été adaptées à la règlementation européenne, notamment, parmi d’autres adaptations, concernant les dispositions relatives à la ventilation des gaines d'ascenseur dans les bâtiments "basse énergie". A ces conditions minimales, les autorités régionales peuvent éventuellement ajouter des prescriptions supplémentaires pour les bâtiments qui entreraient dans leurs compétences (maisons de repos, hôtels, chambres d'étudiants). Chaque région a légiféré. Actuellement, en Belgique, ce sont les maisons unifamiliales qui représentent la grosse majorité des constructions passives, c’est-à-dire des bâtiments qui échappent aux "normes de base". La seule règlementation pour ce type de bâtiment concerne la détection incendie, pour laquelle chaque région a publié une règlementation. Depuis le 1er juillet 2013, le règlement EUR 305/20119 est d'application. Il s'agit d'un règlement européen, c’est-à-dire un cadre législatif contraignant pour les États membres et qui doit être appliqué dans son intégralité dans toute l'Union européenne. Ce règlement reprend sept exigences fondamentales auxquelles les ouvrages de construction doivent répondre, en particulier l'exigence n°2 : sécurité en cas d'incendie. Le SPF Économie a édité une brochure explicative sur les implications de ce règlement10. L'ensemble des textes auxquels il faut se conformer peut sembler très contraignant et laisser peu de place à l'innovation. Néanmoins, dans le cas

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d'une solution innovante et mieux adaptée à la réalité du terrain mais sortant du cadre prescriptif, il est toujours possible d'introduire une demande de dérogation auprès de la Commission de dérogation11 du SPF Intérieur.

3.2.3. Recommandations du SPF Intérieur •

Disposer au minimum un détecteur par pièce et les relier entre eux ou les relier à une centrale ; équiper chaque chambre (pièce cruciale car les personnes y séjournent longuement dans un état de sommeil), mais pas les pièces de très petit volume où les temps de séjour sont courts (WC, douches).

•

Privilégier l’isolation par l’extérieur.

•

Éviter de recourir à un parement intérieur isolant dans le cadre de la rénovation des maisons ; cet isolant devrait être "caché" derrière une couche de finition telle que du plâtre, par exemple.

•

Insister sur l'importance d'avoir une autre échappatoire que la porte d'entrée pour les bâtiments non régis par les normes de base. Ainsi, au moins une fenêtre qui puisse facilement être ouverte et dont les dimensions soient suffisantes pour permettre le passage aisé d'un individu.

•

Insérer des clapets anti-retour dans les conduites d'amenée d'air afin d'éviter que des fumées ne remontent le réseau de ventilation.

•

Insister lors de la formation des sapeurs-pompiers sur la reconnaissance des signes avant-coureurs de développement soudain de l'incendie et sur l'adoption de stratégies d'intervention dans de telles situations.

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Dans leur brochure destinée au SPF Intérieur, les chercheurs de l’UMonsISSeP recommandent les actions suivantes12 :

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Caserne de pompiers de Heildelberg | Heidelberg (AU) | Gesellschatf für Grund- und Hausbesitz mbH Heidelberg | Prof. Peter Kulka, Henryk Urbanietz Architekten >

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Références: 1 D. Tomasin, Innovations en responsabilité des constructeurs, rev. Dr. Immob., 1990, p.281 ; Liège 16 mai 1988, jlmb, 1990, p.441. 2 A. Delvaux et D. Dessard, Le contrat d’entreprise de construction, répertoire notarial, 1990. p.201. 3 Voir par exemple le site de Bruxelles Environnement, Accueil > Professionnels > Guichet Nos conseillers (facilitateurs) 4 A. DELVAUX et D. DESSARD, Le contrat d’entreprise de construction, répertoire notarial, 1991, page 140 ; voyez en ce sens Y. HANNEQUART, La responsabilité de l’architecte, Liège, 1985, p.57 ; P. RIGAUX, L’architecte, Bruxelles, 1975, p.332. 5 be.passive 16, p.86. 6 be.passive 04, p.30 ; 07, p.86 ; 10, p.72 ; 15, p.30. 7 Brohez S., Cornil N., Fourneau C., Breulet H., Desmet S., Passive House and fire = Inferno?, Rapport final UMons / ISSeP, février 2011 8 Fixées dans l'Arrêté Royal du 7 juillet 1994, modifié par les Arrêtés Royaux du 19 décembre 1997, du 4 avril 2003, du 6 juin 2006, du 13 juin 2007, du 1er mars 2009, et du 12 juillet 2012. Les textes sont disponibles sur le site du SPF justice www.ejustice.just.fgov.be/cgi/welcome.pl 9 Ce règlement abroge la Directive Produit de Construction (CPD - 89/106/EC). http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ. do?uri=OJ:L:2011:088:0005:0043:FR:PDF 10 "Quoi de neuf pour la commercialisation des produits de construction? – De la Directive 89/106/CEE au Règlement (UE) n° 305/2011" Service public fédéral Économie, P.M.E., Classes moyenne et Énergie 2012 11 www.ibz.be/download/QFP_Commission_derogation_fr_2009.pdf 12 be.passive 10, p.72.

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le passif au banc d'essai 4.1. 4.2.

Installation et coordination

Quelles consommations réelles ?

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4.2.1. Monitoring CEPHEUS (UE)

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4.2.2. Monitoring à Lodenareal (AU)

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4.3.

Enquêtes sur le confort

4.3.1. L’étude CEPHEUS (UE) 4.4.

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La santé des occupants

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4.4.1. La qualité de l’air en système D

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4.4.2. La qualité de l’air dans les écoles

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4.1. Installation et coordination Bernard Deprez

>2.2.3 p. 190

Un bâtiment passif, c’est un pur-sang de la conservation d’énergie qu’il faut apprivoiser. Techniquement, tout est prêt, mais les références culturelles doivent évoluer1. Le travail effectué par l’asbl Bonnevie auprès des habitants de l’immeuble passif L’Espoir à Molenbeek a montré que cette évolution était possible. Il a en outre conduit à l’édition d’un "mode d’emploi" et d’une étude sur leurs deux premières années d’apprentissage2.

Emménager dans un bâtiment neuf n’est pas une sinécure, surtout s’il s’agit d’un bâtiment innovant, passif et public. N’ayant pas participé à sa conception, l’occupant peut être pris au dépourvu. En 2013, Bruxelles Environnement a demandé au bureau d’étude 3E d’étudier cinq bâtiments énergétiquement performants occupés par un public à revenus modérés et où l’emménagement avait suscité des difficultés3. L’étude a constaté que ces problèmes n’étaient pas systématiquement liés à la performance énergétique ou au passif, mais plus souvent à un manque d’information ou à la période de mise en service normale de tout nouveau bâtiment. En effet, le standard impliquant des exigences de

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résultat, les utilisateurs sont souvent très attentifs au bâtiment, le moindre dysfonctionnement étant parfois source de protestation.

L'accompagnement4 des utilisateurs durant la période d'appropriation (1 à 2 ans) est l'autre clé d'un bon usage "énergétique" du bâtiment. Enfin, les occupants doivent pouvoir régler localement leur température de chauffage dans une fourchette de quelques degrés. Sans cela, les services techniques enregistreront des plaintes récurrentes, même si tout fonctionne bien !

Schéma d'un appartement idéal dessiné par un des habitants de la résidence l'Espoir et séance d'information

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De nombreux intervenants (maitre d'ouvrage, concepteur, gestionnaire, candidats locataires, services techniques, etc.) influencent les conditions d'utilisation du bâtiment. La bonne collaboration et la communication à toutes les étapes du projet sont des facteurs clés. La mise en service doit être étudiée dès avant le démarrage du chantier. Pour se charger de l’entretien et de la gestion de tels bâtiments, les services techniques doivent avoir été formés à leurs spécificités. Le réglage des équipements techniques devrait être contrôlé dès le début de chaque saison de chauffe, pendant au moins deux années consécutives.

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4.2. Quelles consommations réelles ? Le concept d’Utilisation Rationnelle de l’Énergie postule qu’une information rationnelle conduit à un usage rationnel de l’énergie. C’est sans compter sur les habitudes personnelles, les pratiques socioculturelles, les opportunités, etc. D’autant plus que l’énergie ne correspond en moyenne qu’à 6% des dépenses du ménage : ce n’est pas une priorité pour tous5, même si 715 000 ménages belges peinent à payer leurs factures d'énergie6. La consommation d’énergie résulte de l’articulation d’un climat, d’un univers technologique et d’un mode de vie. La conception énergétique des bâtiments vise la production du meilleur univers technologique possible – un bâtiment – et livre celui-ci aux aléas de son usage. La consommation d’énergie de chauffage effective d’un bâtiment dépend donc de plusieurs facteurs : •

À l’échelle du site : le climat et le potentiel bioclimatique (insolation, nébulosité, protection, implantation, etc.)

•

À l’échelle du bâti : o L’enveloppe détermine, par la compétence énergétique mise en place par l’architecte, le besoin net de chauffage ; o Les installations techniques occasionnent des pertes ; o La source d’énergie (filière de production et de distribution, etc.) détermine l’impact sur l’environnement (émissions de CO2, polluants, etc.).

•

À l’échelle des usagers : o Les occupants se comportent selon leur univers socioéconomique et les opportunités du marché. o Les services techniques entretiennent les bâtiments privés et publics ; leur organisation, formation et compétence affectent largement l’efficacité des différentes installations (chauffage, ventilation, eau, etc.).

Certains paramètres sont faciles à modifier, d’autres pas. Ils sont tous liés entre eux : le comportement des usagers dépend de leur maitrise des

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Le "Passive Box" (Michael Arens, Tom Jonckheere, Lennart Luchtens, Toon Vermeir)

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spécificités du bâtiment, par exemple. Les consommations estimées par calcul prennent en compte des paramètres climatiques de référence, les caractéristiques constructives des bâtiments et un usage "normal" du bâtiment. Il est fréquent que les consommations effectives diffèrent des besoins d’énergie calculés. Les causes de ces écarts sont multiples, mais tiennent surtout à la variabilité des comportements des usagers. Le standard passif est le concept énergétique qui a bénéficié du plus grand suivi scientifique jamais connu, d’abord via le PHI7 (spin-off de l’Université de Darmstadt), l’Institut de l’Énergie du Vorarlberg8 et également à travers des études internationales de haut niveau (CEPHEUS9, 2001 ; PassREG10 aujourd’hui), avant d’être repris par les communautés internationales open source11. Bruxelles Environnement s’est inscrite dans cette culture scientifique et technique en mettant sur son site de nombreux outils à disposition des particuliers et des professionnels.

4.2.1. Monitoring CEPHEUS (UE) L’étude CEPHEUS (Programme Thermie) a porté sur le suivi de 221 logements passifs réalisés en Allemagne, Suède, Autriche, Suisse et France. Les chercheurs ont relevé que la consommation moyenne des logements passifs était conforme aux prévisions, même s’il pouvait exister une grande variation entre résultats individuels. Par exemple, les consommations réelles des 32 logements passifs de Hanovre allaient de 4 à près de 32 kWh/m².an, mais la consommation moyenne (sur les deux années de mesure) correspond au calcul PHPP, soit 13,4 kWh/m².an.

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Comparaison des mesures de la consommation en chauffage (1.10 1999 à 30.9.2000) et la consommation calculées avec le PHPP (source CEPHEUS)

Comparaison des mesures de la consommation en chauffage (1.10.2000 à 30.4.2001) et la consommation calculées avec le PHPP (source CEPHEUS)

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Les sites du CEPHEUS

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Ceci montre la fiabilité du PHPP. Ceci montre encore que le standard permet une grande liberté du mode de vie : entre celui-ci qui aime vivre toutes fenêtres ouvertes (et qui consomme plus) et celui-là qui vit comme un moine (et qui consomme moins), le passif lisse les différences. Le bâtiment amortit les conséquences des modes de vie, au bénéfice de la liberté des occupants.

Le quartier de Lodenareal12 à Innsbruck (Autriche) comprend deux ensembles résidentiels passifs construits en 2009 pour le bailleur social Neue Heimat Tirol. Avec 354 logements, c'est le plus grand projet résidentiel certifié. Il a coûté environ 11% de plus que le cas de base (équivalent à 35 kWh/ m².an) ; 7% sont couverts par une subvention publique et 4% sont amortis par les économies d’énergie. Un monitoring13 conduit par plusieurs institutions universitaires a analysé pendant deux ans (2010-2011) la consommation d’énergie des 354 logements (chauffage, pertes réseau, électricité, ventilateurs, etc.), ainsi que divers paramètres de confort dans 18 appartements (température ambiante, humidité, CO2 dans le salon et la chambre). L’Institut de l’Énergie du Vorarlberg a conclu de cette étude que "le passif tient ses promesses14 !" Le BNC réel valait 17,6 kWh/m² la première année, 16,3 la seconde. Ceci tient compte des températures moyennes réelles à l’intérieur des logements, soit 23,6°C. En corrigeant les données des consommations annuelles de chauffage pour 20°C, le BNC s’élève à 13,6 kWh/m² la première année et à 14,6 la deuxième.

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4.2.2. Monitoring à Lodenareal (AU)

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Une étude exhaustive sur le confort dans les maisons passives belges n’a pas encore été menée. D’autres études, belges ou étrangères, apportent des éléments significatifs de réflexion. S’inspirant de l’étude allemande "Vivre dans une maison passive15", l’architecte Laurianne Hoet16 a interrogé une vingtaine d’occupants de maisons passives.

Ines Camacho Bruxelles deux duplex passifs architecte : Ines Camacho

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4.3. Enquêtes sur le confort

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Questionnaires envoyés Allemagne: 210 personnes intérogées 160 réponses (76%). Belgique: +/- 60 questionnaires envoyés 20 réponses (33%). Influence pour construire passif / démarche préalable Allemagne: 50% conviction personnele / 50% Conseil de l’architecte. Belgique: 65% conviction personnele / 20% milieu professionnel / 15% autre. Confort période de chauffe Allemagne: 92,7% agréable. Belgique: 100% agréable.

Allemagne Belgique Allemagne Belgique Allemagne Belgique

Confort période estivale Allemagne: 62,5% rarement trop chaud / 37,5% souvent trop chaud. mais ceux qui ont ajusté le système de ventilation se plaignent moins que les autres. Belgique: 50% très bon / 50% bon. Importance des protections solaires Allemagne: 71% les jugent indispensables / 26,8% importantes. Belgique: 70% indispensables / 30% importantes. Ventilation, ajustements? Allemagne: 50% bien depuis le début / 35% bien après ajustements. Belgique: 50% bien depuis le début / 50% bien après quelques ajustements. Ventilation, facile? Allemagne: 58% facile / 37% facile avec l’habitude / 5% difficile. Belgique: 60% facile / 40% facile avec l’habitude. Ouverture des fenêtre? Allemagne: 48,4% jamais / 43,3% rarement. Belgique: 75% rarement / 25% parfois.

Allemagne Belgique

Allemagne Belgique Allemagne Belgique Allemagne Belgique Allemagne Belgique

Humidité de l’air Allemagne: 73% agréable / 21% trop sec. Belgique: 100% agréable.

Allemagne

Installation solaire Allemagne: 82% oui. Belgique: 80% oui.

Allemagne Belgique

Influance sur la santé? Allemagne: 45,7% évolution positive / 54,3% statu quo. Belgique: 50% évolution positive / 50% statu quo. Niveau de satisfaction global Allemagne: 15,4% très bien / 42% bien / 23% satisfaisant. Belgique: 50% très bien / 30% bien / 20% satisfaisant.

Allemagne Belgique Allemagne Belgique

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Belgique

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4.3.1. L’étude CEPHEUS (UE) L’étude CEPHEUS a aussi étudié le confort dans les logements et l’accueil du passif par les occupants. 900 questionnaires ont été analysés par les scientifiques et certains ont été complétés par des interviews.

Pendant le premier hiver (à gauche), le monitoring a relevé une température intérieure moyenne comprise entre 21 et 22°C (des températures inférieures à 17°C ont été relevées à Hanovre dans des maisons inoccupées). En été17 (à droite, Hanovre et Lucerne) les températures maximum sont atteintes entre le 1 mai et le 31 août. Elles sont comprises entre 21,9 et 23,6°C pendant 95% du temps. Les valeurs supérieures à 27°C sont dues à des bâtiments inoccupés (aucune ventilation naturelle mise en œuvre) ou présentant des apports internes excessifs (confirmés par une consommation électrique extrême)18.

Températures moyennes intérieures en hiver (1er nov au 28 févr)

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4.3.1.1. Les températures intérieures

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Savonnerie Heymans | Bruxelles | CPAS de Bruxelles | architecte: MDW architecture

Températures moyennes intérieures de mai à aout et 95% quantile horaire des températures spécifiques intérieures pour le projet de Hannovre et Lucerne

D’autres études qualitatives montrent que les faibles débits de ventilation rendent les mouvements d’air imperceptibles : les courants d’air sont inexistants et la stratification des températures19 (de l’ordre de 1,1°C par m) est très faible, ce qui augmente la sensation de confort. Le confort est encore renforcé par une répartition très uniforme des températures de surface et de très faibles asymétries radiatives. D’autres simulations montrent que si le confort est assuré grâce aux températures de surface élevées des vitrages isolants (Uw=0,85 W/m².K), ce n’est pas le cas avec un double vitrage isolant (Uw=1,60 W/m².K).

4.3.1.2. L’appropriation par les occupants Une des enquêtes de satisfaction a porté sur les logements passifs du quartier Kronsberg (Hanovre). Tous les occupants se sont dits satisfaits.

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Maison à Sint-Niklaas | Sint-Niklaas | Tom Segers & Leen Waterschoot | architecte: BLAF architecten

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Comparée à des logements traditionnels, la température plus élevée des surfaces intérieures est ressentie comme "très agréable", avec des commentaires comme "Je n’ai enfin plus froid aux pieds !" Après s’être habitués à leur logement passif, plus de la moitié des occupants se sont dit aussi satisfaits de la température dans leur chambre à coucher. En été, 88% des occupants se disent satisfaits ou très satisfaits de la température intérieure, en particulier grâce à la fraicheur préservée grâce aux fenêtres closes. La nuit, la plupart des occupants ventilent naturellement.

bass

4.3.1.3. La ventilation La qualité de l’air est jugée "bonne" à "très bonne" par 95% des occupants. Aucune évaluation négative n’a été relevée, bien que le renouvellement d’air des maisons passives soit réputé inférieur à celui prescrit par plusieurs réglementations régionales (par exemple la NBN D50-001). Grâce au double flux, les polluants émis par les matériaux de construction à l’intérieur des logements sont évacués en continu, alors que les poussières entrant avec l’air neuf sont retenues par les filtres. Le taux de renouvellement doit être fixé de manière à évacuer l’excès d’humidité sans assécher l’air. En ventilation, si 82% des occupants s’en remettent intégralement à leur système double flux, ils sont 7% à ouvrir les fenêtres quelques minutes par jour, 4% à le faire 15 minutes et encore 7% à le faire plusieurs heures par jour. Au total, 96% des occupants de maisons passives sont "satisfaits" à "très satisfaits" de leur installation de ventilation20. À noter que ce taux de satisfaction très élevé est bien représentatif des maisons passives car il tombe à 55% dès qu’on inclut les logements basse énergie présents dans l’échantillon étudié.

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maiso

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maiso

bass

complètement partiellement ne sais pas négatif total maison passive basse énergie locataire 60%

80%

100%

60%

80%

100%

total maison passive basse énergie locataire 20%

40%

Taux de contentement par rapport aux attentes des occupants de Kronsberg

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0% 20% 40% Acceptation du système de ventilation

4.3.1.4. Les enquêtes Minergie® (CH) En Suisse, des enquêtes de satisfaction ont porté sur des bâtiments durables certifiés Minergie21. À ce jour, ce label distingue plus de 31 633 bâtiments, soit ±37 millions de m² chauffés en neuf et en rénovation. Le passif y est soutenu par le label Minergie-P, avec plus de 2 182 bâtiments passifs (résidentiels, tertiaire, neuf et rénovation), auxquels s’ajoutent 553 bâtiments passifs écologiques réalisés selon le label Minergie-P-Éco22.

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Alex De Broe et Barbara Oelbrandt Asse Maison individuelle passive Architecte : Blaf architecten

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Une étude23 combine l’analyse détaillée de 52 bâtiments d’habitation et les résultats de satisfaction et de consommation de 506 immeubles de logement. Elle montre que, sur un panel de 291 répondants (où l’isolation et la ventilation double flux avec récupération de chaleur sont installées en standard, mais sans nécessairement répondre au standard passif), 97% des personnes interrogées sont "satisfaites" à "très satisfaites" du confort ressenti.

qua

250

con

207

200 150 100

50 > 1.1.5.2 p. 28

---

10 -

+++

Êtes vous satisfait du confort MINERGIE?

Le niveau de satisfaction des utilisateurs quant à la qualité de l’air et au rapport coût/bénéfice semble également très bon, puisque 94% des personnes interrogées se déclarent "contentes" ou "très contentes". Enfin, presque toutes les personnes interrogées recommandent le label. C’est surtout le confort (avec 119 avis favorables), plus que l’impact environnemental (93 avis favorables) ou les économies (53 avis favorables), qui forme l’argument principal en faveur du label.

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pro

avis positif avis négatif

qualité de l’air intérieur confort d’habitation coût de l’énergie consomation d’énergie protection accoustique

protection de l’environnement

100

120

Avis positifs du label MINERGIE

4.3.1.5. La micro étude de Bruxelles Environnement En 2012, Bruxelles Environnement a mené une micro-enquête auprès d’habitants de 27 logements Batex : 8 maisons individuelles, 19 appartements ; 20 logements neufs, 7 rénovations ; 21 logements passifs, 4 très basse énergie et 2 basse énergie ; 22 sont occupés par leur propriétaire, 5 par des locataires 24. Les températures y sont largement ressenties comme confortables (ni trop chaudes ni trop froides). La satisfaction est de 85% en été et de 77% en hiver, avec une tendance marginale à la ressentir "chaude" en été et parfois froide en hiver. Ceci corrobore l’idée d’un standard qui n’est pas "vissé" sur une température uniforme, mais fluctue doucement selon la saison. Le passif change les repères des occupants : "La différence d’avec une maison normale ? C’est qu’ici on se fait piéger par le confort ! On s’habille légèrement et, une fois dehors, on se rend compte qu’il fait bien trop frais…"

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prix/performance

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Edwin Vanaeren Schaerbeek Bureaux ARCO Architecte : Architectes Associés

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salon

chambre

cuisine

salle de bains

25 20 15 10 5 trop froid

froid

bien

chaud

bien

chaud

trop chaud

Température intérieur d'été 25 20 15 10 5 trop froid

froid

trop chaud

Température intérieur d'hiver

L’humidité de l’air semble également perçue comme largement confortable en été (92%) comme en hiver (85%). Les conforts lumineux et acoustique, la maitrise des odeurs, etc. semblent très satisfaisants, avec des notes comprises entre 80 et 90%. 25 20 15 10 5 trop sec

sec

bien

humide

trop humide

Humidité de l'air été 25 20 15 10 5 trop sec

sec

bien

humide

trop humide

Humidité de l'air hiver

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pas satisfaisant

très satisfaisant

lumière naturelle

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bruit de ventilation

bruits extérieurs

odeurs

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Elin et Georges Forest Rénovation maison familiale Architecte : Gwenola Vilet

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4.4. La santé des occupants La santé dans les bâtiments est intimement liée à la qualité de l’air. C’est la ventilation qui fait l’objet de toutes les préoccupations. Une étude25 a montré que l’étanchéité des maisons passives ne les protège pas nécessairement du radon, un gaz naturel radioactif qui s’infiltre dans les maisons à partir du sol. Pour le reste, les questions portent surtout sur l’efficacité des installations de ventilation et leur impact sur les occupants.

En 2011, le Centre Scientifique et Technique de la Construction a examiné la qualité de l’air dans 18 logements (15 ventilés en système D, 3 en C) passifs ou basse énergie et principalement neufs26, pour vérifier les débits réels et la qualité microbiologique de l’air (moisissures et bactéries). Nombre (CFU= colony forming units) de moisissures (en haut) et de bactéries (en bas) dans des échantillons d’air (40L) air extérieur, air de pulsion du système de ventilation et air intérieur pour des systèmes de ventilation de type D

air extérieur

air de pulsion

air intérieur

moisissures (CFU)

50 40 30 20 10 0

Systèmes testés

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moisissures (CFU)

4.4.1. La qualité de l’air en système D

Nombre et de bactéries dans des échantillons d’air (40L) air extérieur, air de pulsion du système de ventilation et air intérieur pour des systèmes de ventilation de type D

air extérieur air de pulsion

air intérieur

40 30 20 10 0

systèmes testés

L’étude constate que les moisissures sont principalement présentes dans les échantillons d’air extérieur (influencés par la situation du logement : environnement boisé, campagne, etc.). Pour les systèmes D, c’est dans l’air de pulsion qu’on rencontre les plus petits comptages. Pour ce qui est des bactéries, leur nombre est plus important à l’intérieur qu’à l’extérieur. C’est logique puisque la quantité de bactéries tient à la présence des occupants (habitants, animaux de compagnie, plantes, etc.). Là aussi, heureusement, c’est toujours dans l’air de pulsion qu’on rencontre les plus petits comptages.

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moisissures (CFU)

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Crèche KAE | Etterbeek | GOI Onderwijs van de Vlaamse Gemeenschap | architecte: evr-architecten

Les filtres ont été examinés du point de vue microbiologique, tant pour la pulsion que pour l’extraction d’air. Les microorganismes sont toujours présents plus en amont qu’en aval, vraisemblablement parce qu’ils sont arrêtés par les filtres et s’accumulent en amont. L’étude microscopique des filtres indique la présence de pollens, fibres et autres particules non vivantes, mais aucune trace de spores n’a été relevée à leur surface. L’étude a constaté qu’il n’y avait pas de développement de microorganismes dans les installations de ventilation en système D.

4.4.2. La qualité de l’air dans les écoles Un travail de maîtrise27 (UGent), a examiné la qualité de l’air dans 12 écoles en Flandre en mesurant la température, la teneur en CO2 et l'humidité relative dans chaque école pendant une semaine. Les bâtiments neufs obtiennent les meilleurs scores (l’écart entre les concentrations intérieure et extérieure de CO2 doit rester inférieur à 1000 ppm). écoles anciennes

écoles neuves

écoles passives

∆ CO2 < 1000 ppm

48,70%

62,82%

100,00%

∆ CO2 > 1000 ppm

51,73%

37,18%

0,00%

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pas de ventilation

système A

système D

∆ CO2 < 1000 ppm

59,80%

36,84%

82,19%

∆ CO2 > 1000 ppm

40,20%

63,16%

17,81%

En termes de systèmes, le système A est moins efficace que celui des veilles écoles (pas de ventilation). Les grilles d'amenée sont souvent fermées en hiver pour limiter les frais de chauffage. La ventilation en système D (utilisé ici notamment dans l’école passive) a fourni les meilleurs résultats, même si une qualité parfaite de l'air n'a pas été obtenue. Les chercheurs ont avancé plusieurs explications à cela : dans le premier cas, le débit de ventilation était insuffisant pour le nombre de personnes présentes ; dans le deuxième, le problème était peut-être dû à un sous-dimensionnement ou à un mauvais réglage ; dans le troisième, la ventilation était réglée par horloge et la qualité de l'air était très bonne 95,5% du temps.

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reality

Dans les vieilles écoles, la concentration en CO2 est inacceptable plus d'une fois sur deux. Les écoles plus récentes obtiennent un meilleur score et l'école passive atteint une qualité de l'air irréprochable. L’échantillon est cependant insuffisant pour en tirer des conclusions générales.

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Références: 1 be.passive 01, p.29. 2 www.bonnevie40.be >Vivre le passif 3 be.passive 18, p.51. 4 be.passive 07, p.46 ; 15, p.92. 5 Grégoire Wallenborn et al, Détermination de profils de ménages pour une utilisation plus rationnelle de l’énergie, Plan d’appui scientifique à une politique de développement durable, 2006. 6 Agence Belga, 27.02.2014. 7 www.passiv.de 8 www.energieinstitut.at 9 Cost-Efficient Passive Houses as European Standards, www. passiv.de/old/07_eng/news/CEPHEUS_final_long.pdf 10 www.passreg.eu 11 http://passipedia.passiv.de/passipedia_en 12 be.passive 13, p.51. www.neueheimattirol.at 13 Waldemar Wagner et al, Forschungsprojekt Passivhauswohnanlage Lodenareal, Endbericht, Energie Tirol, 2012 14 www.oekonews. at/index.php?mdoc_id=10813 15 R. Danielzyk, Institut für Landes und Stadtenwicklungsforschung – NordRhein Westfalen), www.ils-forschung.de 16 be.passive 01, p.89. 17 be.passive 05, p.56. 18 CEPHEUS, pp.76-77. 19 CEPHEUS, p.78. 20 CEPHEUS, ibidem, p.79. 21 www.minergie.ch (15.05.2014)+ 22 www.minergie.ch/tl_files/download_fr/Statistik_2010_fr.pdf 23 Silvia Gemperme, Severin Lenel, FHS, Hohschule für Technik, Wirtshaft und Soziale Arbeit St. Gallen (2005) ; les résultats principaux sont repris dans la brochure éditée par l’assocation Minergie www.minergie.ch/ tl_files/download_fr/Flyer_Minergie_en_question.pdf 24 Bernard Deprez, Jean Cech, À Bruxelles, les bâtiments exemplaires se racontent, éditions Racine, 2012 25 be.passive 13, p.82. 26 Samuel Caillou, Paul Van Den Bossche, Ventilation systems : monitoring of performances on site, Passivehouse Symposium 2011, Bruxelles. Actes, pp 206-217. be.passive 11, p.78. 27 be.passive 03, p.49.

Logement à Oudenaarde | Oudenaarde | Dirk Van Dorpe | architecte: Dirk Baart & Bernard Libert

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au-delà du standard passif 5.1. La transition énergétique

340

5.1.1. Quelles consommations aujourd’hui ?

340

5.1.2. L’horizon nZEB ?

341

5.2. Impacts écologiques des matériaux de construction9

344

5.2.1. L’analyse de cycle de vie

344

5.2.2. Impact environnemental et bâtiments passifs

345

5.2.3. Principes de conception et d’évaluation12

349

5.2.4. Outils d’évaluation

353

5.2.5. Regard critique

356

5.3. Référentiels de construction durable

360

5.4. L'évolutivité des bâtiments passifs 364 5.4.1. L’usage des lieux

364

5.4.2. Transformations et extensions

364

5.5. Que fait le passif à l’architecture ? 5.5.1. Contexte

370

5.5.2. Limites

372

5.5.3. Milieu

382

5.5.4. Pratiques

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5.1. La transition énergétique Bernard Deprez

Pour réduire leurs émissions de CO2 et leur dépendance aux énergies fossiles, la Belgique, l’UE et de nombreux pays ne sont pas inactifs : Protocole de Kyoto (1997), directive PEB, "Recast" et objectif d’une consommation quasi nulle (nZEB) en construction neuve (2019, bâtiments publics ; 2021, tous bâtiments), paquet "Énergie-Climat"1, etc. Bruxelles-Capitale n’est pas en reste, avec la réglementation “PEB Passif 2015”. Ce renforcement des exigences énergétiques répond aux nouvelles attentes sociétales émergentes en matière de "garantie énergétique".

5.1.1. Quelles consommations aujourd’hui ? > 5.2.1 p. 344

L’énergie finale consommée annuellement par un ménage belge moyen2 se partage en deux tiers d’énergie grise (biens de consommation, bâtiment) et un tiers d’énergie de fonctionnement, où 72% sont consacrés au logement (29 160 kWh), en particulier au chauffage (76% des consommations énergétiques du logement)3. Eau chaude

76%

Electro 3% 10% 11%

72%

Cuisson Chauffage

29 160 kWh/an Mobilité 33%

66%

28%

Habitation: 72% de la consommation d’énergie du ménage wallon (en moyenne) Consommation directe Energie grise

Consommation d'un ménage "moyen" (tiré de Luyckx)

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En non-résidentiel, la consommation d’énergie dépend de l’affectation du bâtiment : bureaux, commerces, écoles, hôpitaux, etc. Des profils détaillés sont accessibles sur le site Énergie+ 4. Globalement, sauf pour les bâtiments anciens où le chauffage peut rester majeur, les consommations finales de chauffage et d’électricité sont comparables.

Approcher la zone "zérogène" du nZEB implique qu’au-delà du passif et du chauffage, il faudra compenser d’autres consommations d’énergie : eau chaude sanitaire, froid, électricité, etc. Il ne s’agira plus d’installer quelques m² de capteurs photovoltaïques pour réduire sa facture d’électricité, mais de produire en quantité. Si tout le potentiel d’économie de chauffage du bâtiment est acquis (parce qu’il est passif), il faudra encourager la production d’énergie renouvelable et l’amélioration technologique (domotique, etc.). Construction économe et production renouvelable apportent leurs potentiels respectifs d’efficacité, mais aussi leurs limites. Elles demandent toutes deux une ressource chère : des m² supplémentaires (isolation renforcée pour le passif et/ou surfaces de production ou de stockage pour les ER). Considérons les consommations d’énergie à compenser en résidentiel5: un potentiel ER important est nécessaire pour compenser toutes les consommations énergétiques. Si le potentiel de conservation passive n’est mobilisé qu’au niveau basse énergie (gauche), le potentiel ER doit absorber le BNC supplémentaire (60-15=45 kWh/m².an).

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5.1.2. L’horizon nZEB ?

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5 19

5 19 15

-50 -134

-100 -150

existant, énergie finale

-134

existant énergie primaire

Potentiel ER

18 5 19

6 5 19 15

Electricité autre Passif 45 kWhP

Potentiel passif

Potentiel ER

100

électricité cuisson ECS chauffage

Basse énergie

kWh/m2 .an chauffage kWh/m2 .an hors chauffage

150

chauffage passif uniquement

standard passif, énergie primaire (auxiliaire seulement)

Potentiel passif et potentiel ER

Deux situations se présentent : •

Si le potentiel ER est limité, on a avantage à privilégier l’économie d’énergie par la construction (passive) pour approcher le niveau nZEB.

•

Si le potentiel ER est important, il peut être valorisé pour compenser tout ou partie des consommations (y compris les 15 kWh/m².an de chauffage, voire plus).

Tous les équipements ER mis en place devraient laisser la possibilité d’améliorer l’enveloppe du bâtiment a posteriori pour éviter des surcoûts importants (démontage/remontage, etc.). Certaines technologies ER, éventuellement plus rentables, peuvent même servir d’effet-levier pour rendre l’ensemble de l’opération plus rapidement bénéficiaire.

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Les polémiques récentes sur les politiques publiques en faveur des ER7, le retard pris par l’Europe en matière d’économie d’énergie8 des bâtiments et l’évolution probable des tarifications d’électricité, tout cela semble pointer vers l’adage : la meilleure énergie est celle qu’on ne consomme pas.

beyond

Malheureusement, tous les sites n’ont pas le même potentiel ER. En l’état actuel des technologies, Bruxelles-Capitale estime le sien à quelques % à peine de ses besoins. Il semble donc logique que le principe de sobriété sera plus efficace en site dense qu’en site ouvert, et inversement. Les situations denses et urbaines favorisant la compacité (mitoyenneté, habitat collectif), elles réduisent la quantité d’isolant nécessaire pour obtenir un niveau de performance donné, mais elles défavorisent les ER à cause de nombreuses contraintes urbaines (mauvaise orientation, masquage solaire, règlements urbanistiques, etc.) et tout simplement parce que la même surface de captage sera partagée par beaucoup plus de personnes en ville6. Inversement, la faible densité (tissu pavillonnaire, unifamilial) réduit la compacité (donc augmente le besoin d’isolation et son coût relatif), mais favorise les ER (surfaces de sol, toiture, façades, etc. disponibles).

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Aline Branders

5.2. Impacts écologiques des matériaux de construction9 5.2.1. L’analyse de cycle de vie Toute démarche de construction durable suppose une réflexion sur les matériaux et les systèmes constructifs pour éviter d’alourdir excessivement le bilan écologique des bâtiments. Les initiatives mises en place tant au niveau national qu’international montrent qu’il s’agit d’une cible essentielle et qu’elle tend à se développer. Cette approche remet en question les modes constructifs traditionnels. En effet, l’adaptation des bâtiments aux nouvelles exigences ne se limite pas au simple épaississement de l’isolation. Les questions de confort intérieur, d’énergie ou d’environnement appellent à envisager les bâtiments dans leur globalité, en posant un regard neuf sur les contraintes actuelles afin d’apporter les solutions les plus adaptées. Le choix des techniques et des matériaux de construction est généralement guidé par des aspects techniques, économiques et esthétiques qui prennent rarement en considération l’impact environnemental ou sanitaire. Pourtant, tous les produits de construction sont responsables de tels impacts à la fabrication ou à la mise en œuvre, pendant leur utilisation, à leur remplacement (pendant la durée de vie du bâtiment) et à leur élimination. La plupart des outils permettant l’évaluation de l’impact écologique des matériaux, des éléments constructifs ou des bâtiments se basent sur une Analyse de Cycle de Vie (ACV). Cette méthode, apparue dans les années 70 et normalisée avec la série de normes européennes EN ISO 1040, comptabilise sous forme d’indicateurs qualitatifs ou quantitatifs les principaux impacts environnementaux d’un produit, d’un service ou d’un procédé tout au long de son cycle de vie ("du berceau à la tombe") depuis l’extraction des matières premières à la fin de vie, en passant par toutes les étapes intermédiaires : production, transport, consommation. Diverses recherches sont encore en cours et des démarches ont été entreprises ces dernières années en vue d’harmoniser les méthodes d’évaluation. Le comité européen de normalisation (CEN) TC 350 "Durabilité des travaux de construction" a publié en 2012 des nouvelles normes européennes relatives à l'exécution des analyses du cycle de vie à l’échelle des produits de construction (EN 15804) et des bâtiments (EN 15978). Ces

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•

changement climatique,

•

destruction de la couche d’ozone stratosphérique,

•

acidification terrestre et aquatique,

•

eutrophisation,

•

formation d’ozone photochimique (smog),

•

épuisement de ressources abiotiques, fossiles et non fossiles.

D’autres indicateurs (CEN+) ne sont pas obligatoires mais sont déjà pris en compte dans de nombreuses méthodes d’analyse d’impact environnemental : •

formation de particules,

•

radiation ionisante ou radioactive,

•

toxicité humaine,

•

écotoxicité terrestre et aquatique,

•

occupation et transformation du territoire,

•

épuisement de la ressource eau.

Seule la prise en compte d’un ensemble de critères cohérent permet une juste évaluation de l’impact environnemental.

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normes définissent notamment les catégories d’impacts environnementaux qui doivent être repris dans une ACV (indicateurs CEN)10 :

5.2.2. Impact environnemental et bâtiments passifs Les bâtiments passifs réduisent leur besoin d’énergie de fonctionnement et les impacts environnementaux qui y sont liés. En contrepartie, ils requièrent souvent une augmentation de la matière mise en œuvre, qui alourdit l’impact écologique de la construction (notamment en énergie grise). Or c’est évidemment le bilan global sur tout le cycle de vie (fabrication, utilisation, démolition) qui importe. La réduction de l’énergie de fonctionnement est bien sûr une priorité, mais d’autres moyens peuvent être choisis, selon le contexte

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Maison à Hoeilaart | Hoeilaart | M et Mme Geers-Liebaut | architecte: Eugeen Liebaut

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(construction neuve, rénovation), pour arriver à un bilan global intéressant, notamment en réduisant l’impact écologique des matériaux. Le graphique ci-dessous illustre ces principes en comparant le bilan énergétique global (énergie grise + énergie de fonctionnement) d’un bâtiment selon différents standards de performance énergétique. L’énergie ne constitue qu’un seul indicateur environnemental, mais l’approche est identique dans le cadre d’une évaluation globale reprenant plus d’indicateurs11.

très basse énergie

passif

basse énergie

kWh

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énergie de fonctionnement énergie grise

a b c d e Bilan global en énergie grise et énergie de fonctionnement

•

(a) passif : réduction du besoin d’énergie de fonctionnement induisant un investissement en énergie grise plus important.

•

(b) passif : utilisation de matériaux à faible contenu d’énergie grise donnant un bilan global encore plus intéressant.

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(c) et (d) très basse énergie : investissement moins important en énergie grise permettant d’arriver à un bilan global comparable malgré l’augmentation de l’énergie de fonctionnement.

•

(e) basse énergie : investissement d’énergie grise plus important non pas dans l’enveloppe mais dans des installations techniques (qui compensent par une production d’énergie renouvelable).

L’énergie ne suffit bien sûr pas à définir, à elle seule, la durabilité d’un projet. Seule une ACV reprenant divers indicateurs permet une évaluation fondée de l’impact environnemental. Tout en visant l’efficacité énergétique des bâtiments, ce n’est qu’en privilégiant aussi les matériaux et modes constructifs à faible impact environnemental que des réponses globalement cohérentes pourront être apportées au défi de la construction durable.

5.2.3. Principes de conception et d’évaluation12 A. Fonctionnalité, évolutivité, flexibilité 13 Avant toute chose, plus longtemps dure un bâtiment, plus les impacts liés à sa construction, à son utilisation et à sa démolition seront "amortis". Un bâtiment durable doit donc être conçu pour répondre au mieux à sa fonction, tout en étant adaptable dans le temps pour s’ajuster aux besoins changeants des occupants. Le réemploi14 et le recyclage des matériaux sont aussi des façons de prolonger la durée de vie des éléments de construction.

B. Rationalisation Une conception soignée permet de rationaliser la quantité de matière mise en œuvre : préfabrication, limitation des déchets de chantier, systèmes privilégiant un désassemblage facile et favorisant la réutilisation et le recyclage, etc.

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•

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C. Évaluation globale Le choix des techniques constructives et des matériaux doit toujours rechercher un juste équilibre entre les différentes contraintes liées au projet : fonctionnalité, performance (résistance mécanique, résistance au feu, isolation, diffusion de vapeur d’eau, inertie, etc.), esthétique, impacts environnementaux, aspects sociaux (santé, emploi via produits locaux, etc.) et coût.

construction durable

performance environnementale

performance économique

performance sociale

performance technique performance fonctionnelle

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Système d'évaluation CEN/TC 350: (source: CEN AFNOR normalisation)

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D. À l’échelle du bâtiment La majorité des outils proposent une évaluation à l’échelle du matériau. Or ces matériaux ne sont pas des produits finis, mais des composants à intégrer à un ouvrage. Ils interagissent suivant les typologies constructives, les systèmes de fixations, les épaisseurs, les différents raccords, etc. Les performances environnementales des produits dépendent aussi fortement de leur mise en œuvre et des contraintes techniques. Comme pour l’énergie, la durabilité ne peut se mesurer qu’à l’échelle du bâtiment. Au niveau énergétique, le passif n’impose pas de moyens, mais un résultat final exprimé notamment par un critère de besoin de chauffage ou d’énergie primaire. Pour les matériaux, la même démarche peut être observée : il n’existe aucune recette toute faite, pas de mode de construction ou de matériau idéal. Le choix doit être fait au cas par cas en tenant compte de l’ensemble des paramètres et c’est le bilan final qui importe. Si l’étude ne peut être faite à l’échelle du bâtiment, les éléments doivent être comparés à performance égale suivant leur fonction (pour les isolants : comparaison à conductance thermique U équivalente). La densité encodée pour chaque matériau peut également fortement influencer le calcul des impacts; sa valeur doit donc être la plus proche possible de la réalité.

E. Sur tout le cycle de vie L’évaluation des bâtiments sur leur cycle de vie entier est essentielle pour tenir compte de tous les impacts environnementaux, notamment en fonction de la durée de vie des matériaux, de l’entretien, du remplacement, etc.

F. Sur la base de données scientifiques multicritères De nombreuses bases de données et outils existent à l’heure actuelle et offrent des informations précises basées sur des analyses de cycle de vie et reprenant divers indicateurs.

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5.2.4. Outils d’évaluation

5.2.4.1. Les labels (déclarations environnementales de type I)15 Basés sur une ACV, ils reflètent les qualités environnementales des produits de façon concise et non détaillée. Ils conviennent donc plutôt aux produits de consommation finaux (revêtements de finition, éléments à usage spécifique, etc.). Les critères et les exigences diffèrent d’un label à l’autre. Dans tous les cas, l’évaluation est contrôlée par un organisme de certification externe, ce qui lui confère une plus grande fiabilité.

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Les choix opérés lors de la phase de conception définissent les impacts du bâtiment sur l’environnement et sur la santé pendant tout son cycle de vie. Le concepteur doit disposer de toute l’information nécessaire concernant les matériaux et les modes constructifs pour sensibiliser le maître de l’ouvrage et l’entrepreneur et opérer des choix responsables et cohérents. De nombreux outils existent pour guider consommateurs et professionnels:

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5.2.4.2. Les EPD (déclarations environnementales de type III)16 Dans ces fiches d’information, le producteur ou le distributeur fournit des données quantitatives standards basées sur une ACV et contrôlées par un tiers indépendant. Une base normative commune pour l’élaboration des EPD des produits de construction a été établie en 2012 grâce à une nouvelle norme européenne17. Actuellement, il n’existe pas encore de système belge d’EPD mais il est en développement. Un EPD se présente comme une fiche résumant les différents impacts sur l’environnement tout en offrant une évaluation complète détaillée. La comparaison directe entre EPD n’est pas l’objectif visé, mais les données peuvent être utilisées pour réaliser une ACV plus poussée comparant divers produits à performance égale au niveau d’un composant ou d’un bâtiment. L’interprétation des EPD nécessite donc le recours à un outil d’évaluation ACV et une analyse réalisée par un professionnel.

5.2.4.3. Les outils de classification18 Très répandus et relativement faciles à utiliser, ils compilent des résultats d’ACV établies pour des matériaux ou des éléments constructifs, provenant de bases de données génériques ou parfois d’évaluations effectuées par les fabricants (EPD ou autres). Ils se basent sur des listes de critères assez larges, chacun recevant une cotation ; une pondération conduit au résultat final. Celui-ci se présente sous la forme d’une appréciation traduite en pourcentage. D’un outil à l’autre, les conclusions peuvent varier fortement (suivant les bases de données utilisées, les critères et les pondérations prises en compte, les étapes du cycle de vie considérées, etc.).

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Ces outils sont les plus complets et les plus intéressants pour définir une vision globale de la qualité environnementale d’un bâtiment. Il s’agit généralement de logiciels utilisant des bases de données sur les matériaux, tant au niveau de la mise en œuvre qu’à celui de son utilisation et de sa démolition. Certains proposent une évaluation à l’échelle de l’élément de construction ; d’autres effectuent une analyse globale du bâtiment, incluant l’impact environnemental des installations techniques et des consommations d’énergie. Les impacts pris en compte et le degré de complexité et de détail varient d’un outil à l’autre. Les plus pointus nécessitent une certaine expertise en ACV.

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5.2.4.4. Les outils d’évaluation19

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L’évaluation des impacts des matériaux de construction sur l’environnement et la santé est un axe de recherche relativement récent appelé à se développer. Différentes démarches lancées en Europe devraient permettre de grandes avancées dans le domaine. En Belgique aussi, des développements sont encore nécessaires pour créer un cadre et des outils spécifiques à la construction. De nouveaux outils devraient aussi être créés pour guider les concepteurs. À l’heure actuelle, l’information est très dispersée. Faute de temps, la plupart des architectes ont donc tendance à se tourner vers des solutions traditionnelles. Il serait très utile de regrouper les informations de base (performances techniques, propriétés hygrothermiques, qualité esthétique, coût, entretien) et les données spécifiques à l’impact environnemental des matériaux. Seule la prise en considération de l’ensemble de ces critères mènera à un choix responsable et juste. Dans cette optique, nous renvoyons : •

au Guide Bâtiment Durable20 de Bruxelles Environnement,

•

à la banque d’attestations des valeurs λ21 et à l’outil Be Global22 de la pmp,

•

à la bibliothèque de parois énergétiquement performantes et respectueuses de l'environnement réalisée par Architecture et Climat23,

•

aux publications du CSTC24.

5.2.5. Regard critique En l’état actuel, il reste préférable d’envisager les données relatives aux impacts environnementaux des matériaux comme des ordres de grandeur permettant par exemple la comparaison entre différentes solutions (en utilisant le même outil d’évaluation). La réalisation d’un écobilan plus précis et plus poussé demande une connaissance approfondie des bases de données et des principes de l’ACV. Il vaut donc mieux avoir recours à des bureaux spécialisés pour ce type d’analyses.

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Par ailleurs, l’évaluation des matériaux doit idéalement se faire à l’échelle du bâtiment, sur le cycle de vie complet et en utilisant des bases de données scientifiques multicritères. Suivant le type d’outil utilisé et le niveau d’expertise, il n’est pas toujours possible de remplir ces conditions. Des compromis doivent alors être trouvés, mais en gardant toujours un regard critique sur la méthode d’évaluation et un certain recul vis-à-vis des résultats obtenus.

Par exemple, un matériau naturel n’est pas, en soi, forcément bon pour l’environnement ou la santé. Certaines matières premières sont par ailleurs presque épuisées, d’autres ne sont renouvelables qu’à très long terme ou présentent des conditions de production problématiques… Pour autant, beaucoup de matériaux d’origine renouvelable présentent des propriétés hygrothermiques, acoustiques, etc. très intéressantes qui militent en faveur de leur utilisation. Autre exemple, le caractère théoriquement recyclable d’un matériau peut être mis à mal par sa mise en œuvre dans le bâtiment (assemblages inséparables, etc.) ou, plus simplement, par l’inexistence d’une filière de recyclage ou par ses impacts énergétiques ou environnementaux négatifs… En règle générale, pour rendre durable la gestion des ressources, la réutilisation, l'up-cyclage et le recyclage restent des options à préférer à la consommation suivie d’une mise en décharge. Ces arguments positifs et négatifs démontrent l’importance d’une vision critique et globale. La prise en compte de l’ensemble des critères caractérisant les matériaux de construction (performances techniques et hygrothermiques, impacts sur l’environnement et sur la santé, critères financiers, esthétique, entretien, etc.) est essentielle pour arriver à des projets globalement performants, sains et durables.

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En effet, une analyse critique est indispensable au traitement efficace de la multitude d’informations auxquelles le concepteur est confronté et permet d’éviter les idées reçues ou l’analyse partielle.

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Maison rue de la Montagne | Uccle | Gerard Bedoret et Véronique Damas | architecte: Gerard Bedoret

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5.3. Référentiels de construction durable

Maison à Bruxelles | Bruxelles | privé | architecte: Amandine Sellier & AAC

Depuis déjà plusieurs années, de nombreuses mesures contribuent à améliorer la performance énergétique des bâtiments et à réduire leurs consommations. Si l’objectif est intéressant, la construction durable vise aussi d’autres cibles. Divers référentiels permettent d’évaluer la durabilité des projets. Ils sont structurés autour de thématiques récurrentes : environnement physique et humain, mobilité, biodiversité, énergie, eau, matière, confort et santé, innovation, etc. Chaque outil propose des objectifs de performance, des outils de calcul, des critères d’évaluation et pondère les scores obtenus. Ces méthodologies sont parfois critiquées mais ont l’intérêt de proposer une certaine objectivation de la durabilité des projets25. Quelques références en Belgique : •

BREEAM (www.breeam.org)26: British Research Establishment (BRE) for Environmental Assessment Methods (UK): labellisation britannique de renommée internationale. Bruxelles Environnement et l’UPSI27 collaborent avec BRE pour adapter une certification BREEAM au contexte belge des bureaux.

•

Référentiel Bâtiment durable (www.ref-b.be) : référentiel suprarégional pour la certification et la labellisation des bâtiments durables. En cours de développement, il est actuellement organisé en 9 thèmes (Gestion ; Mobilité ; Développement de la nature ; Environnement physique ; Environnement humain ; Matière ; Énergie ; Eau ; Bien-être, confort & santé) et s’adresse aux logements et aux bureaux. Il devrait être compatible avec BREEAM. Le BSBC (Belgian Sustainable Building Council) est l’asbl chargée de gérer la labellisation des bâtiments durables en Belgique.

•

Batex (www.bruxellesenvironnement.be) : reconnaissance octroyée depuis 2007 par Bruxelles Environnement aux projets lauréats des appels organisés en vue de valoriser et favoriser la construction et la rénovation de "Bâtiments exemplaires" à Bruxelles-Capitale. La sélection est faite par un jury selon 4 critères (la meilleure efficacité énergétique possible ; le plus faible impact environnemental possible ; la reproductibilité et la rentabilité des solutions envisagées ; la qualité de leur cohérence

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Logements Bellevue | Molenbeek-Saint-Jean | Nelson Canal | architecte: A2M

architecturale et de leur intégration urbaine). Les lauréats bénéficient d’une aide financière et d’un suivi technique. •

Guide Bâtiment Durable (http://guidebatimentdurable. bruxellesenvironnement.be): outil d'aide à la conception destiné aux professionnels et structuré comme le Référentiel Bâtiment durable.

Ces outils se basent essentiellement sur des critères techniques et quantitatifs liés à la performance du bâtiment. L’énergie constitue un axe essentiel dont la pondération est généralement prédominante. Les bâtiments passifs obtiennent donc un bon résultat sur ce point. D’autres critères sont également influencés par la performance énergétique : confort thermique, analyse de cycle de vie, coût du cycle de vie, etc. L’attention du concepteur doit bien sûr se porter aussi vers d’autres thèmes pour répondre aux exigences des référentiels de durabilité. Une autre cible importante est liée au choix des matériaux de construction28.

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5.4. L'évolutivité des bâtiments passifs Sabine Leribaux

Le propre de l’Homme est sa conscience de l’Autre. Seule cette aptitude à quitter le "moi maintenant" pour se tourner vers le "lui demain" permet le développement de projets en phase avec les mondes à venir.

5.4.1. L’usage des lieux Qu’elle ait été programmée ou non, l’obsolescence à vingt ou trente ans des immeubles édifiés à la fin du 20ième siècle est inacceptable aujourd’hui. Chaque réalisation doit désormais impérativement intégrer, à sa mesure, une réelle capacité d’adaptation pour ne pas peser sur la collectivité. Cette exigence citoyenne s’applique à tout projet responsable, donc de facto aux projets passifs. Ainsi, deux règles peuvent être proposées : 1. L’usage des lieux pour la fonction prévue doit être, dès l’occupation, le plus libre, souple et modulable possible moyennant un minimum de transformation légère ; 2. L’usage futur des lieux – mais cette fois pour un spectre plus large de fonctions – doit être le plus libre, souple et modulable possible moyennant une transformation légère, voire une transformation lourde limitée.

5.4.2. Transformations et extensions Afin de matérialiser une entité construite capable d’évoluer dans le temps de façon cohérente et durable, les choix hypothéquant les évolutions ultérieures seront donc écartés tout au long de la genèse du projet, jusqu’au chantier. Ainsi comme un marché financier est dit "liquide" lorsqu’il s’adapte à l’évolution des transactions, un projet "liquide" sera capable de s‘adapter à l’évolution des usages de façon aisée, rapide et peu coûteuse. Aucune recette ne s’offre à nous pour atteindre cette souplesse. Il ressort cependant de l’observation du bâti récent (toutes fonctions confondues) des pistes parfois applicables, souvent associées entre elles, mais rarement simultanément : La simplicité formelle offre une plus grande flexibilité d’usage tant d’un point de vue spatial que technique (à l’extrême, un cube accueillera plus facilement un plus grand nombre d’aménagements locatifs et même de

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fonctions qu’un serpentin en tire-bouchon). La faible profondeur de bâtisse permet une meilleure distribution de l’éclairage naturel et de la ventilation naturelle (ouvrants).

La réduction au minimum de l’impact des éléments structurels en plan et en façade permet de tendre vers le plan libre, dans lequel voiles et autres murs porteurs sont réduits au strict nécessaire (contreventement, etc.) libérant ainsi l’espace. Elle offre également une grande flexibilité lorsqu’elle est appliquée à la peau : à l’extrême, une façade non-porteuse sans allège traitée par remplissage léger offre bien plus d’avenir qu’une façade en prémurs porteurs pré-troués. La simplicité constructive de la façade facilite à court et moyen terme les adaptations techniques d’éléments de façade, notamment par la conception de plans d’étanchéité à l’air et à l’eau les plus continus possible ; elle facilite aussi le remplacement d’éléments de façade à long terme, notamment par la conception de modules aisément démontables permettant sans couture d’insérer en lieu et place l’upgrade imaginé. L’application d’une trame de façade uniformément modulée autorise un large spectre de modifications d’usage, soit, à l’extrême, une trame monomodule ou tout au moins répétitive. Cette trame pourrait générer une façade "modulo" où chaque élément (ou module) est complet et autonome en termes de performances thermiques et acoustiques, d’éclairage et de ventilation naturels, etc. La recherche d’une grande hauteur libre sous plafond permet d’accueillir un plus grand nombre de fonctions et d’intégrer plus facilement la modification des techniques initiales ou l’ajout d’éléments nouveaux (par exemple, l’installation du double flux pour passer du bureau au logement, etc.). Elle permet aussi de répondre plus facilement aux besoins d’adaptation structurelle (elle préserve la hauteur nécessaire aux poutres s’il faut trouer, par exemple).

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La superposition stricte et la modulation uniforme de la structure réduisent la gêne des éléments porteurs sur les divers scénarios d’utilisation à court, moyen et long terme et rend possible des modifications structurelles mêmes lourdes, évitant les solutions (chères) au cas par cas.

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Bureaux d’ELIA | Bruxelles | ELIA System Operator | architecte: Architectes Associés

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L’implantation judicieuse des distributions verticales (ascenseurs, escaliers, trémies, etc.) évite ou tout au moins limite la création de nouveaux percements (chers) en cas de réhabilitation lourde et induit l’implantation optimale des circulations horizontales, assurant ainsi un ratio net/brut optimisé, caractéristique fondamentale de la viabilité économique du schéma évolutif du projet. La modularité extrême du cloisonnement dans tout le plan, appliquée également à la distribution des techniques spéciales (fluides, électricité, IT, etc.) élargit l’éventail des organisations spatiales possibles pour une même fonction : plus petit et plus complet est le module de base, plus souple sera le projet, dans les limites du techniquement et économiquement faisable (quitte à surdimensionner le nombre de certains éléments techniques, notamment les unités terminales (bouches, grilles, radiateurs, etc.). Cette modularité apporte la souplesse nécessaire au moment de modifier intégralement ou partiellement la fonction du bâtiment. La réduction et la simplicité des parachèvements réduisent les interventions nécessaires en cas de modification, de suppression ou de remplacement. L’indépendance de chaque lot par rapport aux autres facilite, dans les limites du techniquement et économiquement faisable (structure, techniques, façade, parachèvements, etc.), la modification ou le remplacement de tout ou partie de chaque lot dans le cadre d’un upgrade partiel ou complet du projet, pour une même fonction ou pour un changement de fonction Les pistes énoncées ci-dessus visent principalement cinq critères intimement liés : 1. l’organisation de l’espace, 2. le principe constructif, 3. la peau, 4. les techniques, 5. les finitions.

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Bureaux d’ELIA | Bruxelles | ELIA System Operator | architecte: Architectes Associés

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Cette feuille de route, si elle permet d’atteindre une forme de "liquidité" dans une continuité temporelle cohérente et économe, ne peut cependant faire oublier un dernier critère qui semble déterminant même en l’absence de ceux évoqués plus haut : l’émotion suscitée par la force plastique des espaces et des éléments architectoniques qui les constituent. Ce qui touche l’Homme aujourd’hui continuera à le toucher demain, quelle que soit la fonction ou le message dont était porteuse l’architecture originelle. L’approche énergétique ne change en rien la donne.

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Ils nous conduisent au principe d’une ossature structurelle réduite à sa plus simple expression, offrant un ratio net/brut optimal, sur laquelle on "branche" ("plug-in") ou "débranche" ("un-plug") des éléments secondaires indépendants (modules de façade, modules TS, parachèvements, etc.).

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5.5. Que fait le passif à l’architecture ? Julie Willem

Ce livre présente les multiples changements techniques que le standard passif implique dans la pratique constructive. Alors qu’ils sont dans leur principe assez simples : mettre un peu plus d'isolant, soigner l'étanchéité à l'air des raccords, etc., mis bout à bout, leurs effets conjugués influencent la démarche de conception et entraînent une interrogation plus fondamentale sur l'architecture et sa pratique.

5.5.1. Contexte Les constructions humaines tendent, entre autres, à protéger nos activités des variations climatiques extérieures. Qu’il s’agisse de se protéger du vent, de la pluie, du froid, du chaud, ou encore du jour et de la nuit, l’abri nous permet de "rester en vie". Comme l’écrit Lisa Heschong : "la vie existe au sein d’un champ étroit de températures" 29. Évidemment, l’architecture ne se restreint pas à la production d’un milieu intérieur habitable, mais ce dernier reste une donnée incontournable de notre occupation physique des lieux. Au fil du temps, une longue évolution nous a permis de passer d'un état de soumission involontaire aux caprices du climat extérieur (naturel, variable et imprévisible) à un contrôle presqu'absolu, imposant du bout des doigts notre volonté au climat intérieur (homogène, stable et artificiel). Alors que le traitement de l'enveloppe a longtemps garanti la viabilité des constructions, les techniques modernes (chauffage central, climatisation, électricité) permettent d'effacer – à défaut d'abolir – la frontière entre intérieur et extérieur, tout en garantissant le confort des occupants. "La fascination de cette puissance de maîtrise de notre environnement a permis l'invention de systèmes mécaniques qui ont éclipsé les stratégies thermiques naturelles, les posant comme obsolètes par comparaison."30

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Convective building | Hambourg | IBA Hamburg | architecte: Philippe Rahm

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Si la qualité du climat intérieur a longtemps été générée par des éléments physiques de l'architecture – l'ombre d'un porche ou l'épaisseur d'un mur – un glissement radical s'est opéré lorsque le registre technologique s'en est emparé, délestant de cette fonction les éléments physiques, devenus trop lourds, statiques et limités. La construction passive chamboule cet état de fait. Revenir à une approche moins technologique, c’est toucher à une question plus architecturale. En quelque sorte, le passif remet l'église au milieu du village : la matière reprend un rôle prépondérant, l'architecture se ré-imbrique au confort. Un bâtiment passif ne peut plus consister en un simple emballage cosmétique dont les défauts seront gommés à force de compensations technologiques. Dès lors, au-delà des aspects techniques abordés précédemment, se pose la question : que fait le passif à l’architecture ?

5.5.2. Limites Traditionnellement, la transition de l’extérieur vers l'intérieur est régie par des couches plutôt rigides comme le mur porteur et son parement de brique en Belgique. Avec le passif, une épaisse masse cotonneuse, malléable et contenant principalement de l’air immobile, s’infiltre dans cette interface. Alors que l’isolant n’était jusque-là qu’une petite couche résiduelle appliquée à la va-vite dans des murs creux, la proportion physique de l'isolation devient prépondérante dans les parois. Épaissie au maximum, l'isolation écartèle l'enveloppe, jusqu'à démultiplier les éléments de celle qui, traditionnellement, était considérée comme un composant presqu'homogène : la paroi extérieure. Loin de considérations strictement environnementales, Lacaton et Vassal dissèquent déjà les limites de la maison La Tapie en scindant spatialement l’étanchéité à l’eau de l’isolation thermique. L’enveloppe du bâtiment est passée à la loupe de ses composants, pour offrir plusieurs types de volumes protégés aux habitants. En dissociant l’enveloppe, un milieu ni en dedans ni au dehors, une zone à occupation variable épaissit la frontière entre milieux naturel ou contrôlé.

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Cependant, la couche d'isolant ne peut gonfler impunément sans provoquer des conséquences architectoniques. Avec cette dissociation progressive des couches, la paroi se démultiplie et chaque couche est examinée sous l'angle de ses propriétés physiques : •

la plus extérieure protège de l'eau et du vent ;

•

la plus isolante régule les flux de chaleur ;

•

rarement en cohérence avec l'isolation, la structure trouve sa place devant, derrière ou encore en alternance avec celle-ci ;

•

la plus intérieure régule les flux d'humidité.

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Maison Latapie | Floirac | privé | architecte: Lacaton & Vassal

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ΔT=20° 0°

20°

ΔT=5° ΔT=5° ΔT=5° ΔT=5° 0°

5°

10°

15°

20°

intérieur

extérieur

contrôle thermique maximal

contrôle thermique minimal

Dans la rénovation de la maison communale de Oostcamp de l'architecte Carlos Arroyo, l'espace entre l'accès et les zones où l'on travaille 8 heures par jour est subdivisés en "strates thermiques". Ces strates sont occupées par des affectations correspondant à la température résultante. Lorsqu'il fait 0°C à l'extérieur, le hall aura une température comprise entre 10°C et 15°C, les zones de rencontres (les clusters) temporaires auront une température entre 15°C et 20°C.

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OostCampus | Oostcamp | Commune de Oostcamp | architecte: Carlos Arroyo

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Le projet Plume est constitué d’une façade massive (blocs béton) emballée d’isolation en EPS. À la place d’un enduit, les architectes explorent un revêtement de surface modulaire collé. Le module devient le pixel de base de dessin de la façade. De plus, l’épaisseur d’isolation est également entaillée en biseau vers les fenêtres afin d’obtenir un effet plastique et de lumière. Logement Plume | Bruxelles | Le Foyer Bruxellois | architecte: B612 associates

D’une architecture en carapace, sorte d’exosquelette protecteur mais raide, nous passons progressivement, à l'instar des insectes par rapport aux mammifères, vers l’endosquelette : une structure rigide emballée de mou. Plusieurs poncifs sont remis en cause. Par exemple, la traditionnelle brique de parement belge se retrouve bien "isolée" à 30 cm d’un mur porteur. On imagine mal assumer les coûts d’une structure dédoublée pour en assurer la stabilité. Les solutions constructives s'adaptent rapidement mais nous restons prisonniers de modèles de plus en plus obsolètes. Si on reprend la comparaison avec le corps humain, la peau protège bien faiblement nos organes, mais nous n’avons plus de carapace. Dissocier la peau, épaissir l’enveloppe, peler les couches... Que ce soit contraints par les normes ou par goût, des architectes se sont emparés de cette possibilité nouvelle : ce champ de 20 à 30 cm d'épaisseur dont ils peuvent manipuler à loisir la matière, la texture et le revêtement. Non pas une chape lourde et homogène, mais une couche devenue prépondérante, dont ils peuvent jouer avec finesse. Les architectes de B612, par exemple, utilisent les capacités plastiques de l'isolation du projet Plume pour creuser de grandes obliques autour des fenêtres, imaginer une nouvelle échelle de texture et créer des jeux d'ombre et de lumière en manipulant l'épaisseur d'isolant.

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Si, dans le projet de Lacaton-Vassal, la multiplication des limites vise à proposer plus d'espaces à moindre coût, ce procédé est également le thème d’autres projets. Dans leur article31 "Finesse de l'épaisseur", Bernard Baines et Gery Leloutre font le constat de cette démultiplication de la limite et de son épaisseur parfois habitable. Ils observent le retour d'une matérialité affirmée et du déploiement de la transition entre milieux. Jouant l'exagération, le projet de maison GBL32 de Blaf Architecten exploite à l'extrême cette nouvelle dimension. L'enveloppe extérieure se présente comme une masse compacte, au-dedans de laquelle sont creusées les pièces de vie. Les parois accueillent non seulement l'isolation mais aussi différents services, les escaliers, une buanderie… Le contraste des parois opaques avec les grandes dimensions et la position en angle des baies renforcent le sentiment d'un espace niché au creux d'une masse, révélant l'épaisseur qui nous enveloppe. Jacques Lucan explore ce territoire de transition complexe entre l'aspect extérieur et la forme intérieure dans son traité sur la "Généalogie du poché"33. Cette massification de l'enveloppe, l'affirmation de sa matérialité et son déploiement spatial ne sont pas qu'une conséquence des bilans de consommation. Les réalisations évoquées ici sont parmi les premières à s'approprier, expérimenter et prendre la mesure des bouleversements dans lesquels nous sommes plongés.

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Plan

Maison GBL | Lokeren | Gert Stuyven & Bea Hageman | architecte: BLAF architecten

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Maison GBL | Lokeren | Gert Stuyven & Bea Hageman | architecte: BLAF architecten

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“Le junkspace c’est comme être condamné à un jacuzzi perpétuel avec des millions d’amis.” 34

5.5.3. Milieu Cette transformation de la partie physique de la construction entraîne également un nouveau regard sur les espaces intérieurs. Étudier les flux de chaleur, d'air et d'humidité à travers les parois implique de considérer l'espace intérieur non plus comme du vide mais comme une substance fluide, dense et caractérisée par de multiple paramètres. Examinons ce que produit une intervention construite : la qualité de l'architecture a souvent été rapportée aux jeux d'ombre et de lumière, mais ces interventions modifient également les flux d'air, de chaleur, d'humidité… Ces relations et ces flux constants permettent de parler d'architecture en termes de création de milieux. Le milieu comprend l'ensemble des transformations "climatiques" induites par l'architecture : l'air chauffé d'une habitation close, le micro climat créé par un patio extérieur… Ce terme caractérise ce que crée l'architecture : nous ne sommes pas face au vide, mais bien en présence d'une masse dont on peut connaître des valeurs telles que la température, le taux d'humidité, la vitesse, l'exposition lumineuse… Le terme "milieu" semble plus approprié pour aborder ces rapports fluides que le terme "espace" – qui couvre une sémantique relativement large – ou "vide" – qui pourrait être interprété comme l'absence de matière. Le milieu créé par l'architecture fait référence à une masse et, par extension, aussi à la qualité de celle-ci. Or la qualité de cette masse est souvent reléguée actuellement au seul pan technologique, le conditionnement d'air rendant viable n'importe quelle construction. Dans son essai éponyme, Rem Koolhaas définit le junkspace comme "le produit de la rencontre de l’escalator et de la climatisation, conçu dans un incubateur en Placoplatre (tous trois absents des livres d’histoire)." Il ajoute : "Il est toujours intérieur, et tellement extensif qu’on perçoit rarement ses limites. (…) La gravité est restée la même, et on tente de la combattre avec le même arsenal depuis la nuit des temps ; mais la climatisation – medium invisible donc inaperçu – a véritablement révolutionné l’architecture. La climatisation a donné naissance à des bâtiments sans fin." 35

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Contrairement à notre expérience de la matière, qui est extérieure à notre corps et que nous appréhendons de loin par la vision, nous baignons dans le milieu : il nous englobe, nous le respirons, il nous pénètre autant que nous le pénétrons. Pourtant, à l’égard de nos perceptions et du caractère sensuel de l’architecture vécue, l’apport qualitatif du passif est comme invisible. Ce qui, au contraire, saute aux yeux, ce sont les contraintes qu’il impose indirectement : l’épaisseur accrue de l’enveloppe, la clôture stricte du volume ou, dans une moindre mesure, la compacité… Ces contraintes indiquent précisément où se joue la qualité des espaces conçus à travers ces exigences nouvelles. C’est dans la transformation de notre relation aux milieux où nous vivons et celle des limites grâce auxquelles nous les distinguons que le passif modifie la qualité des espaces que nous habitons.

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À coup de systèmes et de gaines, il est technologiquement possible de maintenir, du nord au sud et de la plage à la montagne, une température, une intensité lumineuse, un degré d’humidité, une atmosphère constants et infinis. Infinis ? Plus vraiment. L’épingle du développement durable a fait éclater cette fine bulle, vision surhumaine où des tours de verre sont construites sous un soleil de plomb. Par contraste, une construction passive s'implante profondément dans les caractéristiques d'un lieu, elle ne peut s'affranchir des conditions topographiques et climatiques. Les qualités de ce milieu intérieur dépendent directement des caractéristiques physiques de l'enveloppe. En passif, il n'est plus possible de scinder le travail de la matière par l'architecte et la conception des techniques par l'ingénieur : la matière d'une construction est indissociable du milieu qu'elle crée.

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5.5.4. Pratiques La prise de conscience de ces transformations induit non seulement un renouvellement des éléments d'architecture, mais aussi de nouveaux modes de composition, une sorte de reformulation typologique qui met en crise les critères de la forme et du programme. Le caractère passif d'une construction n'est pas gage de sa qualité architecturale, mais il semble aujourd'hui difficile d'en faire absolument l'impasse. Cependant, remettre en question la matière, la forme, la lumière, les matériaux constitue un véritable défi alors que la construction est toujours plus règlementée. À l'instar des logiciels de calcul qui ont permis la création de formes à la limite de la stabilité, les outils actuels permettent de se ré-emparer de la création du milieu intérieur comme partie intégrante du projet. Ils offrent des clefs pour aborder ces changements non plus en aveugle ou par expérimentation mais avec une réelle capacité d'action.

Comment transformer les conditions thermiques requises en espace? Ce projet propose de graduellement augmenter la résistance thermique de l'enveloppe. Plus sensible aux variations extérieures, la première couche concerne des espaces où on passe le moins de temps (techniques, etc.), La deuxième couche plus isolée englobe les circulations et hall, enfin, la dernière couche de 40cm contient les classes et garantis un confort maximum.

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Ecole primaire à Neuville | Neuville, Suisse | privé | architecte: Philippe Rahm

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intérieur

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0.1 W/m2k 0.17 W/m2k 0.30 W/m2k Principe de l'imbrication successive des différentes couches thermiques

isolation 10 cm isolation 20 cm isolation 10 cm Stratification programmatique selon le coefficient thermique U

Plan du rez-de-chaussée

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Dans son projet de salle de sport, Philippe Rahm décompose l’enveloppe thermique du bâtiment en fonction des activités et des besoins. La salle de sport, où les corps sont en mouvement, peut avoir une température relativement basse. Les cafétérias et lieux où les corps sont inactifs sont enveloppés d’une seconde couche isolante. Et comme des poupées russes, une troisième couche protège les zones de vestiaires où les corps sont dénudés et plus vulnérables.36

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Three Thermal Bubble | Vetroz | Ecole Les Plantys | | architecte: Philippe Rahm

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Coefficient de conductivité thermique U

Principe d'addition des couches thermiques d'isolation

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16cm 32cm 48cm

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Le phénomène thermodynamique du Golf Stream donne une voie pour échapper à la normalisation et l’homogénisation de l’espace moderne. Ce phénomène climatique est créé par la polarisation de deux sources thermiques différentes: une froide d’un côté et une chaude de l’autre. Cette polarisatiopn thermique génère un mouvement convectif de l’air qui défini différentes zones de température. Le code Suisse SIA 3842 définit les température sambiante à atteindre: séjour 20°C chambre 16 à 18°C salle de bain 22°C chambre utilisée comme séjour 20°C escalier 12°C cuisine 18 à 20°C hall et toilettes 15 à 18°C buanderie 12°C Aussi, au lieu de chauffer tout l'espace à 20°C, Philippe Rahm propose d'installer ces fonctions suivant l'analyse du résultat des zones de température engendrée par la source de froid et chaud.

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Interior gulf stream | faubourg de Paris | privé | architecte: Philippe Rahm

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Interior gulf stream | faubourg de Paris | privé | architecte: Philippe Rahm

Références 1 Il fixe pour 2020 des objectifs de réduction des émissions de GES (-20%), de développement des énergies renouvelables (20% du mix énergétique) et d’amélioration de l’efficacité énergétique (+20%). 2 Éric Luyckx, Paysages énergétiques, in Après le pétrole, Etopia, 2006 ; disponible sur www.etopia.be/IMG/pdf/Luyckx__paysages_energetiques.pdf. 3 Grégoire Wallenborn et al, opus citum. 4 Énergie+, version 8, www.energieplus-lesite.be 5 Selon les chiffres de Éric Luyckx (cf note ci-dessus) et ceux de l’agence Century 21 (superficie habitable moyenne = 119 m² par logement, http://portic.be/pdf/news/news_portic_33.pdf). 6 La densité de population à Bruxelles (7 152 hab/km², 01.01.2013) est presque 20 fois supérieure à celle de la Belgique (364 hab/km²), 7 Fiasco énergétique, Texquis, 2014. 8 be.passive 19, p.16. 9 be.passive 12 à 18, rubrique be.global 10 www.cstc.be > Services > Aide à l’innovation > éco-construction et développement durable > documents > choisir des matériaux durables 11 be.passive 12, p.81. 12 be.passive 17, p.80. 13 http://guidebatimentdurable.bruxellesenvironnement.be > Matière > G MAT01 – Le cycle de vie de la matière Bruxelles Environnement (IBGE). 14 De nombreuses initiatives intéressantes ont été développées à ce niveau en Belgique : http://www.res-sources.be/ http://opalis.be/. ; be.passive 19. 15 be.passive 14, p.84, www.infolabel.be 16 be.passive 15, p.88. 17 Norme EN 15804, publiée en 2012 par le (CEN) TC 350.

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be.passive 16, p.80. be.passive 17, p.80. http://guidebatimentdurable.bruxellesenvironnement.be www.ponts-thermiques.be/fr/attestations http://be-global.be Sophie Trachte et André De Herde, Choix des Matériaux – Écobilan de parois, Architecture et Climat, UCL, Louvain-la-Neuve, 2010. An Janssen, Laetitia Delem, Johan Van Dessel, Principes et points d’attention lors du choix de matériaux de construction durables, Centre Scientifique et Technique de la Construction – Labo Développement Durable, 2012. be.passive 05, p.25. be.passive 05, p.47. Union professionnelle du secteur immobilier Le Référentiel Bâtiment durable étant encore en développement, cette pondération pourrait être modifiée. Lisa Heschong, Architecture et volupté thermique, éditions Parenthèses, 1981, p.17. Ibidem, p.28. In Vert Bruxelles : Architectures à Suivre, Racine, 2009. be.passive 06, p.62. In "matières 7", coll. Laboratoire de théorie et d'histoire (LTH), PPUR, 2005 Rem Koolhaas, Junkspace, Éditions Payot & Rivages, 2011, p.84. Ibidem, p.86 be.passive 13, p.18.

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Bernard Deprez

Post-face L’architecture utilise des moyens constructifs pour produire des formes à habiter. Elle transforme l’espace en motifs de signification, d’utilité, d’organisation collective et de valeurs. Malgré sa portée instrumentale, l’architecture est réflexive par nature. Son travail toujours recommencé de la forme interroge son propre processus de production, tant du côté des moyens qu’elle se choisit (espace, matière, énergie, etc.) que de celui des finalités qu’on lui fixe (comment habiter).

> p. 2-3

Née avec l’agriculture, l’architecture est, comme elle, une affaire de corps et de matières, de concepts et de formes. Elle fait charnière entre la planète – unique, finie, vivante – et nos mondes humains – sociétés disparates et historiques. L’architecture associe intimement le matériel à l’immatériel, les lois de la nature aux règles des humains. En ce sens, elle connecte non seulement l’habitant à son espace – tant sur le plan du corps que sur celui de son identité – mais elle le "couple" tout autant à l’écosystème dont il dépend et au sociosystème où il évolue. L’accent mis dans ce livre sur les moyens constructifs (matériaux, énergie,

formes) ouvre à une réflexion sur l’architectonique et sur la "finalité habitante" :

quels modèles sociétaux adopter pour l’occupation du territoire (ville dense, noyaux d’habitat, etc.) ou la prise de décision (participation, mutualisation1, etc.) ? Une approche est durable parce qu’elle se fonde sur l’écologique, mais aussi parce qu’elle réussit à nouer des plus-values écologiques à des enjeux individuels et sociétaux. C’est dire que l’écologie des corps, des esprits et des communautés se noue à l’architecture. Il faut donc interroger l’architecture en questionnant son encastrement écologique2, qui modèle le bien-être de l’habitant en qualifiant son espace et par ses retombées éco- et sociosystémiques. Ceci vaut aussi pour l’énergie : non seulement son usage influence directement la forme construite, mais ses impacts touchent tout autant l’habitant (santé, économie) que les écosystèmes (polluants, réchauffement) et les sociosystèmes (précarité, vulnérabilité, transitions technologiques, modes de vie et modèles territoriaux). En ce sens, toute forme de durabilité énergétique se fonde sur une vision écologique intégrée où les choix formels, matériels et énergétiques sont liés.

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L’approche écologique ne forme donc pas un "au-delà" de l’énergie, mais bien un préalable : elle en est le terreau. Plus encore : une démarche énergétique comme celle du standard passif ne sera vivante qu’en restant réflexive, c’est-à-dire capable de dépasser son propre horizon opérationnel et technique pour interroger les pratiques architecturales de son temps en les confrontant à leur écologie. Références: 1 be.passive 08, p.40. 2 be.passive 01, p.27.

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Le Ice Challenge après 44 jours

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Bibliographie et illustration Index des architectes A2M, p. 2, 4, 8, 40, 54, 66, 70, 86, 93, 97-100, 103-108, 149, 162-163, 183-184, 199, 212, 222-225 Abscis architecten, p. 8, 279 Architectes Associés, p. 9, 23, 176, 181, 366, 369 Ar-te, p. 8 Carols Arroyo, p. 374 Arter, p. 8 Atelier 4D, p. 8 Architekturwerkstatt din a4 en teamk2 [architects] ZT GMBH, p. 311 B612 associates, p. 9, 255, 376 B-architecten, p. 9, 229, 363 Baumschlager & Eberle, p. 9, 229 Benedict Chris R.A., p. 129 Bedoret Gerard, p. 9, 358 BLAF architecten, p. 8, 30, 36, 166, 318, 378 Carnoy-crayon, p. 69 CEPEZED, p. 9, 48, 189 Conix architects, p. 9, 50 Cooparch-r.u, p. 9 Denc!-studio, p. 226 Dirk Baart & Bernard Libert, p. 337 Eugeen Liebaut, p. 346 EVR, p. 8, 334 FHW, p. 144 FORMA, p. 270 Jaspers, Eyers, p. 9 L’Escaut, p. 9, 208 Lacaton & Vassal, 373 LAVA architecten, p. 8 J. MAYER H. Architects, a2o-architecten, Lensºass architecten, p. 229 MDW architecture et Atelier Jean Nouvel, p. 8, 260 MDW architecture, p 9, 165, 274, 317 Nimptsch Thüngen Architekten, p. 286 NL-architects, p. 8 O2 architects, p. 9, 68, 157, 241 Pierre Blondel, p. 9, 56 Professor Peter Kulka, Henereyk Urbanietz, p. 300 Professor Bott- Ridder- Westermeyer, p. 28

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R2D2 architecture, p. 8, 9 Philippe Rahm, p. 371, 384, 386, 388 Samyn & partners, P. 26 Amandine Sellier & AAC Architecture, p. 361 Styfhals & partners, p. 9, 229 Synergy-International, p. 8 Urban Platform, p. 205 V+ et MS-a, p. 291, 295 XDGA, p. 8, 233

Index des maîtres de l’ouvrage

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Atenor Group, p. 9 Bedoret Gerard et Damas Véronique, p. 9, 358 BNP Paribas Fortis, p. 9 CESI, p. 8 Citydev, p. 205 Commune d’Anderlecht, p. 9 Commune de Forest, p. 9, 54, 149, 212, 255, 295 Commune d’Ixelles, p. 9, 183-184 Commune de Knokke-Heist, p. 8 Commune de Molenbeek-Saint-Jean, p. 9, 200, 208, 363 Commune de Oostcamp, p. 374 Commune de Saint-Josse-Ten-Noode, p. 9, 68 Commune de Schaerbeek, p. 9, 157, 241, 292 CPAS de Louvain, p. 8 CPAS de la Ville de Bruxelles, p. 9, 56, 317 Delphi Genetics, p. 8 Dirk Van Dorpe , p. 337 ECOPUUR, p. 266 ELIA System Operator, p. 9, 176, 181, 366, 369 FBZ, p. 40, 43, 103-108 Famille Henz-Noffalise, p. 144 Fond du Logement de la Région de Bruxelles Capitale, p. 69 Foyer Jettois, p. 9, 97-100 Geert Stuyven & Bea Hageman, p. 8, 30, 36, 378 GOI Onderwijs van de Vlaamse Gemeenschap , p. 334 Gondell H. et Allan C., p. 270 Holcim, p. 8

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IBA Hamburg, p. 371 Immobel, p. 9 Immobilière Comte de Flandre, p. 9 Investsud, p. 8 Katholiek Basisonderwijs Lozen vzw, p. 8 Kervyn Guillaume, Boels Lucas, p. 8, 50 Le Foyer Bruxellois, p. 376 Maison du Travail asbl, p. 9, 23 M. et Mme Geers-Liebaut , p. 346 Ministère de la communauté flamande, VMM, p. 8 Nelson Canal, p. 9 Neue Heimat Tirol, Gemeinnützige WohnungsGmbH, Innsbruck, p. 311 Oryx-projects, p. 9 Parc de l’Alliance, p. 8 Parlement de la Communauté Française, p. 9 Passive House Developers Society, p. 28 Project T&T, p. 9, 48, 189 Province d’Anvers, p.8, 232 Province du Brabant Wallon, p. 66, 68, 222 Régie autonome de Mortsel, p. 8, 279 Ridgewood Bushwick Senior Citizens Council, p. 129 School ‘t Piepelke, p. 8 Segers Thomas, p. 318 SOHA, p. 229 Synergy et Croissance, p. 8 The International Polar Foundation, p. 26 Thomas et Piron, p. 8, 86, 162-163, 199 Van Ginderachter D. et De Ridder N., p. 166 Ville de Charleroi, p. 8, 260 Ville de Bruxelles, Régie Foncière, p. 9, 93, 224, 286

Crédits photographiques Sauf mention contraire, les images de synthèse et les plans appartiennent aux auteurs de projets. B Boccara, p. 255 Stijn Bollaert, p. 8 Thomas De Bruyne, p. 279 George de Kinder, p. 9

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Marc Detiffe, 176, 181, 366 Filip Dujardin, p. 8, 9, 31, 36, 40, 68, 86, 97, 108, 163, 241 Pierre Kroll, p. 21 René Robert, p. 26 Willem Julie, p. 149 Philippe Ruault et Lacaton & Vassal, 373 Christophe Urbain, p. 312, 322, 326, 330 Jeroen Verrecht, p. 363 Valerie Clarisse, p. 337

p. 47 Montage à partir d'une photo de la banque de données de la © NASA p. 17 Variation sur le thème de Superman créé par Jerry Siegel et Joe Shuster p. 25-26 Jacobs House, architecte: Frank Lloyd Wright, Madison Wisconsin, USA p. 26 Positive House DTHsur, Copenhague, Danemark p. 26 Maison Pléiade, architecte Jaspard, Louvain-La-Neuve, Belgique p. 88 Profil de rupture thermique structurel Schock© p. 112 Image d’un raccord non-étanche à l’air, source : www.luftdicht.de p. 137 Illustration membrane et poutre + faîtière, source : magazine CSTC-Contact nr. 33 (2012) p. 130 Détail pied de mur ©Recticel p. 120 Condensation sous-toiture, source : Fraunhoffer Institut p. 124 Condensation arrière d’un pare-vapeur, source : Fraunhoffer Institut p. 133 Condensation superficielle en façade, source : Fraunhoffer Institut p. 146 Eclatement de la surface de maçonnerie dû au gel, source : Fraunhoffer Institut p. 147 Type d’hydrofuge, source : Wacker Chemie A.G. p. 151 Classe de performances des menuiseries, source : magazine CSTC-Contact nr. 33 (2012) p. 169-171 39 Combinaisons de ventilation, source : PassiefhuisPklatform et www. betterventileren.be p. 173 Type de ventilation, source : Enesta p. 183 Simulation dynamique et rapport réalisé par CREA-TEC p. 191 Commissionning, source : Annexe 47 de l’AIE p. 193 Simulation dynamique réalisée par CES p. 196-198 Simulation dynamique et rapport réalisés par Architecture et Climat et Matriciel p. 218-219 Blue House Award 2013 p. 244 Résultats de mesures de blower-door test réalisés par Haufman et Dupont

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Crédits illustrations

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p. 245 Résultats de mesures de blower-door test réalisés par Isoproc p. 250 Spectre électromagnétique, source : FLIR© p. 251 Le thermographe appliqué à un smartphone, source: FLIR ONE© p. 351 Système d'évaluation CEN/TC 350: (source: CEN AFNOR normalisation)

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La première maison passive?

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La première maison passive selon BLAF architecten: la grand pyramide de Gizeh (Egypte) où 18 m de pierre pour la "façade" donne une valeur U = 0.15 W/m².K ...

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Contributeurs: Abdennour Aananaz, ingénieur directeur adjoint Democo sa Aline Branders , architecte, A2M scsprl Bram De Meester, ingénieur civil, ARCADIS sa Bernard Deprez, ingénieur architecte, enseignant à la Faculté d'architecture de l'ULB Stéphane Desmet, Institut scientifique de Service public (ISSeP) Wallonie, direction des risques accidentels, Cellule " Contrôle et certification " Daniel Devroey Marny Di Pietrantonio; ingénieur architecte, administratrice de PMP asbl Sabine Leribaux, architecte, administratrice de Architecte Associés sc Frédéric Loumaye, avocat au barreau de Bruxelles Benoit Meersseman , ingénieur architecte, JZH sprl Sebastian Moreno-vacca, architecte, administrateur de A2M scsprl Julie Willem, architecte, administratrice de be.passive asbl La publication de ce livre a été rendu possible grâce à la subvention n° IBGEBIM/ ENERGIE/ E{3.205 et à la relecture de Bruxelles Environnement: Grégoire Clerfayt, directeur ff Yannick d’Otreppe, gestionnaire de projet Hilde Carens, ingénieur de projet Thibaut Hermans, chef de département Gaëtan Quinet, gestionnaire de projet Thierry Vandergoten, gestionnaire de projet Traduction en néerlandais Kathleen Kempeneers BDD translation Traduction en anglais Michael et Richard Lomax Relecture en anglais Julie Georges Garkov Conception graphique et prepress Julie Willem, Sebastian Moreno-Vacca Graphisme EVRST Paolo Gavazzi Simulations ponts thermiques Jade Deltour Imprimeur CLAES-ROELS Toutes reproductions ou adaptations d'un extrait quelconque de ce livre, par quelque procédé que ce soit, sont interdites pour tous pays. © be.passive asbl, Chaussée de Boondael 6, bte 6 à 1050 Ixelles www.bepassive.be

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passive

architecture

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La première maison passive? La première maison passive complète et fonctionnelle, n’était pas une maison mais un bateau ! Le « Fram » de Fridtjof Nansen (1883). Dans ses mémoires, il écrit lui-même: "... 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.”

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La plateforme passive autrichienne a estimé les valeurs “U” des composants: la moyenne est de 0,1 W/m².K ! Lire: “Dans la nuit et la glace”, F. Nansen 1887 > www.fram.museum.no/en/

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01 define 15 de l'approche passive au standard passif 02 design 59 construction, structure, équipements, économie, contrôle

03 legal

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04 reality

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05 beyond

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questions juridiques

le passif au banc d'essai

au-delà du standard passif

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