Ca avance mais c'est dur...

Suite de la construction...

La serre bioclimatique (verrière) a été posée, non sans mal par AKENA. Il a fallu démonter une partie de la couverture, ce qui a pétrifié de colère le couvreur. Du coup, la maison n'est plus hors d'eau ! Le problème n'est pas réellement technique, mais tout le monde refuse de prendre en charge les coûts de remise en état. Un vrai bonheur...

Les travaux d'isolation sont également bien avancés.

La ouate de cellulose a été insufflée sous les rampants.

Le procédé est assez simple et rapide. Pour les ouvriers,

c'est nettement plus agréable que les laines minérales.

Pas d'irritations et le produit est agréable à manipuler.

Quelques photos des travaux :
La machine à insuffler à gauche et l'insufflation ci-dessous.

L'isolation extérieure est réalisée à l'aide de panneaux de fibres de bois (GUTEX) d'épaisseur 120 mm. C'est beaucoup plus fastidieux puisque la pose a commencé il y a 4 semaines et ce n'est toujours pas terminé. On a de plus un problème avec l'enduit qui doit venir recouvrir les panneaux. La doc technique GUTEX précise que les 2 faces sont enduisables, sauf que ce n'est pas le cas. Du coup, le peintre refuse d'appliquer la garantie décennale.

Côté planning, la situation devient critique et nous sommes de plus en plus nerveux. Plus que 2 mois, et quand on voit ce qu'il reste encore à faire... On a à la fois hate d'être dans la maison, mais on voudrait aussi ralentir le temps.

A la prochaine.

Désolé pour le long silence des derniers mois. Trop de boulot, trop de choses à gérer pour la maison, et donc pas beaucoup de temps pour écrire.

La construction a démarré en juin 2009. Aujourd'hui, la maison est couverte, les panneaux solaires et les menuiseries extérieures sont posés, l'isolation des rampants en ouate de cellulose a eu lieu cette semaine.

Plutôt qu'un long discours, je vous propose quelques photos pour retracer les étapes de la construction.

Le PC nouveau est arrivé !

Ca y est, on a enfin le permis de construire (PC pour les intimes) ! Délivré après 3 mois d’attente et afficher sur le terrain le 1er avril. Ca valait bien une petite photo.

Aujourd’hui je vais parler de la serre climatique qui constitue une autre possibilité de profiter des apports solaires. Selon l’ADEME, une serre bien conçue permet de diminuer les besoins de chauffage de 15 à 30 %. Ce chiffre me semble néanmoins un peu optimiste, j’arrive de mon côté à 12% pour une surface vitrée totale de 31 m2. L’un des problèmes de la serre, c’est qu’elle va fournir des calories à un moment où on n’en a pas forcément besoin. C’est principalement en hiver que les apports diurnes sont profitables, mais c’est aussi pendant cette période qu’ils sont minimaux. L’idéal est de pouvoir introduire un déphasage dans la restitution des calories récupérées pendant la journée par la serre. Restituer en hiver les calories que l’on accumulées en été !

Les tunnels à galets offrent cette possibilité. Ce système, également appelé « stockage inter-saisonnier » a été développé par l’INSA de Toulouse et l’INRA de Versailles. Les galets sont disposés dans des tranchées de 2 à 2,50 mètres de profondeur et de 0,5 mètres de large localisées sous la maison. La longueur maximale des tranchées disposées en parallèle est comprise entre 4 et 5 ml, au-delà les pertes de charge sont trop fortes. Le volume de galets nécessaire est de 0,36 m3 par ml de tranchée, soit 1,8 m3 pour une tranchée de 5 ml. La perte de charge correspondante est estimée entre 15 et 18 mmH2O pour un débit maximal de 150 à 180 m3/h. Bon voilà, ça a l’air sympathique en théorie mais je n’ai pas osé franchir le pas. Ce sera pour la prochaine maison...

L’autre problème à gérer avec la serre climatique, ce sont les surchauffes d’été. En général, la solution privilégiée consiste à installer des stores extérieurs. Mais j’ai préféré ne pas retenir cette option. Nous sommes en effet dans une région très ventée, et le risque est grand de tout voir arraché par une tempête (même quand les stores sont remontés). En automne, il n'est pas rare d' avoir des pointes de vitesse de vent à 130 km/h. Pour remédier à cela, nous avons prévu de choisir un vitrage avec un facteur solaire adapté. De plus, on va planter 1 ou 2 arbres à feuilles caduques à quelques mètres de la serre, de façon à avoir de l'ombre en été. Enfin, la VMC double flux offre la possibilité de by-passer l'échangeur en été pour injecter de l'air frais non réchauffé par l’air extrait. Et ici, il fait rarement plus de 20°C l'été.

Enfin, et c’est peut être le plus grand intérêt de la serre, elle permet de disposer d’une pièce de vie très lumineuse et toujours accessible car contrairement à une véranda, la serre fait partie intégrante de la maison et est chauffée en hiver. Pour nous, ce sera la salle à manger, qu’on a appelé également salle petit déjeuner, pour les chambres d’hôtes. Voilà à quoi ça ressemble sur le plan de la façade sud.

C'est reparti...

Après une longue période de silence, je reprends le fil de ce blog. Beaucoup d’évènements sont intervenus depuis le mois d’août 2008 : tout d’abord la fin de notre expatriation en Autriche, la réinstallation en France et une reprise du travail un peu douloureuse car très exigeante en terme d’engagement et donc une disponibilité en baisse pour mettre à jour l’histoire de ce projet. Dès notre retour, nous avons été mis en relation avec un cabinet d’architectes récemment installé près de chez nous. Les premières esquisses qu’ils ont accepté de préparer sans engagement de notre part nous ont séduites et ils ont réussi à prendre en compte la totalité des 4 pages de notre cahier des charges détaillé. Ils ont surtout conçu un ensemble architecturalement cohérent, ce que je n’avais pas réussi à faire de mon côté. A chacun son métier… Nous avons également eu la chance de trouver un artisan très investi dans les énergies renouvelables. J’avais repéré son nom dans le « Guide pratique de l’éco-habitat » (une bible incontournable pour qui souhaite se lancer dans la construction bioclimatique). Comme de plus je suis intéressé par les poêles à granulés RIKA (excellent fabriquant autrichien) et qu’il était le seul revendeur-installateur du département, nos chemins ont fini par se croiser. Du coup, on a longuement discuté des panneaux solaires, du SSC et des planchers chauffants. Il a fini par me convaincre que la solution proposée par la société ROTEX offrait des performances remarquables et que, le tout couplé au poêle-chaudière EVO AQUA de RIKA, on allait nager dans le bonheur.

Aujourd’hui, on vient de signer pour l’achat du terrain. Enfin ! Tout n’a pas été simple, surtout avec les banques qui sont assez frileuses en ce moment, mais ce n’est rien à côté du permis de construire (PC). Là, on commence à perdre un peu notre sang froid. Après une 1ère demande déposée le 05/01/2009, puis une 2ème le 16/02, on est à nouveau obligé de revoir notre copie. Et à chaque fois, on remet le compteur à zéro : 2 mois pour l’instruction et 2 mois pour le délai de recours des tiers. Si tout va bien cette fois-ci, on devrait obtenir un feu vert d’ici la fin du mois de mars et donc démarrer les travaux début juin. On peut également prendre le risque limité de commencer les travaux de terrassement avant la fin du recours.

J’ai également contacté un bureau d’études thermiques pour faire labelliser notre construction. Ce qui m’a décidé à le faire, ce sont les nouvelles dispositions de la loi de finances 2009 à l’égard des constructions répondant aux critères BBC (Bâtiment Basse Consommation).
Extrait de l’article 47 : « D’autre part, afin d’inciter les ménages à se porter acquéreur de logements très en avance sur la réglementation thermique, un avantage supplémentaire leur serait accordé en cas d’acquisition d’un logement neuf présentant une performance énergétique globale élevée, c’est-à-dire d’un logement répondant au moins à la norme BBC (bâtiment basse consommation) puis, lorsque cette norme deviendra obligatoire, d’un logement présentant une consommation d’énergie primaire inférieure à la quantité d’énergie qu’ils produisent à partir de sources renouvelables (bâtiment à énergie positive). L’avantage supplémentaire prendrait la forme d’un allongement de la période d’application du crédit d’impôt (prise en compte des sept premières annuités et non plus des cinq premières) et d’une majoration de l’avantage fiscal puisque le taux du crédit d’impôt serait fixé à 40 % pendant toute cette période ».
En fait l’avantage fiscal est doublé si on obtient un label BBC, ce qui peut dans notre cas permet de récupérer 20.000 € sur 7 ans. Pas négligeable…

Autre point, « l’article 49 permet aux collectivités territoriales et aux établissements publics de coopération intercommunale à fiscalité propre d’exonérer pour cinq ans de la taxe foncière sur les propriétés bâties, à concurrence de 50 % ou de 100 % les constructions de logements neufs achevées à compter du 1er janvier 2009 qui présentent une performance énergétique globale élevée, c'est-à-dire les logements répondant au moins à la norme BBC (bâtiment basse consommation) tant que cette norme ne sera pas obligatoire, puis les logements dont la consommation d’énergie primaire est inférieure à la quantité d’énergie qu’ils produisent à partir de sources renouvelables (bâtiments dits à énergie positive) ».

Le bureau d’études thermiques que j’ai contacté s’appelle Fiabitat Concept. Ils nous demandent 1140 € pour faire une étude dynamique (mois par mois, sur 1 année) du comportement de la maison afin de connaître ses besoins en énergie primaire et vérifier qu’elle sera en dessous de la barre des 55 kWh/m²/an (on est en zone H2a, donc la cible de 50 kWh/m²/an passe à 55). Il est important de vérifier que le bureau d’études utilise des logiciels agréés pour ce type de calcul. Lorsque la construction sera terminée, il faudra faire réaliser une mesure d’étanchéité à l’air, que l’on peut confier à Promotelec. La délivrance du label devrait donc nous revenir à 1500 € au total, ce qui n’est pas négligeable, mais le jeu en vaut visiblement la chandelle. Il nous permettra également de demander des subventions auprès des collectivités territoriales dans le cadre de la création des chambres d’hôtes.

Les énergies renouvelables

L’un des enjeux majeurs d’une construction bioclimatique est de tirer le profit maximum des sources d’énergie renouvelables afin de réduire la consommation en énergie primaire (électricité, gaz, fuel). A noter d’ailleurs qu’il ne s’agit pas d’énergies primaires mais plutôt d’énergies finales, c’est à dire directement utilisables par le consommateur. Conventionnellement on entend par énergies primaires, celles présentes à l’état brut sur notre planète (pétrole brut, gaz naturel brut, uranium, hydraulique…). L’électricité ne peut en aucun cas être considérée comme une énergie primaire. Fermons la parenthèse.

Les énergies renouvelables sont, par ordre décroissant en terme de consommation, les suivantes :
1- la biomasse
2- l’énergie hydraulique
3- l’énergie géothermique et aérothermique
4- l’énergie solaire (thermique et photovoltaïque)
5- l’énergie éolienne

Au niveau des particuliers, toutes ces énergies sont disponibles (on peut faire de l’hydraulique si on a la chance d’avoir un ruisseau qui passe dans son jardin). Certaines sont utilisables directement (le bois par exemple), d’autres ont besoin d’être transformées (hydraulique, éolien, photovoltaïque) et d’autres enfin nécessitent d’être conditionnées (solaire thermique, géothermie).

Dans le cas de notre projet, nous avons retenu 2 sources principales d’énergie, à savoir le bois et le solaire thermique. Le bois (sous forme de granulés) s’est rapidement imposé car il existe dans notre région des entreprises qui rachètent le bois de taille et de coupe aux agriculteurs du coin et les transforment en briques ou en granulés. Ensuite le solaire thermique nous est aussi apparu comme une évidence car la technologie est désormais mature et c’est une énergie entièrement gratuite (hormis l’investissement initial) et disponible tous les jours (les journées sans soleil sont rares par chez nous, les journées sans pluie aussi d’ailleurs).

Pour le bois, j’ai finalement retenu la solution du poêle, alors que je m’étais orienté initialement vers une chaudière. Plusieurs raisons à cela :
- premièrement, l’option « chaudière + solaire » m’est vite apparue surdimensionnée. Pour le complément chauffage et eau chaude sanitaire, j’ai besoin de 10 kW. Un poêle suffit largement, à condition de pouvoir le raccorder au ballon d’eau chaude (on parle alors de thermo- poêle ou de poêle - chaudière),
- deuxièmement, le poêle procure le « plaisir du feu » au contraire de la chaudière,
- troisièmement, j’ai trouvé un modèle qui permet une alimentation automatique en granulés de bois à partir d’un stock situé soit en sous-sol soit dans un appentis.

En ce qui concerne le solaire, il existe de multiples possibilités pour utiliser cette énergie gratuite et inépuisable. Il y a d’abord les capteurs thermiques à eau, utilisés soit pour la production d’eau chaude sanitaire (chauffe-eau solaire individuel ou CESI) soit pour la production d’ECS et le chauffage. On parle alors de Systèmes Solaires Combinés (SSC). Suivant les régions et la taille de la construction, un SSC peut couvrir de 30 à 70% des besoins en eau chaude et en chauffage. En Basse Normandie, cette proportion s’établit entre 35 et 45%. Avec 16 m2 de panneaux solaires, le calcul théorique de l’autonomie solaire me conduit à une valeur de 43%. Selon le programme d’évaluation des SSC réalisé par l’ADEME en 2006, le système le plus performant semble être le Plancher Solaire Direct (PSD) proposé par la société Clipsol. Ce système donne la possibilité d’alimenter directement le plancher chauffant avec le fluide caloporteur provenant des capteurs solaires.

Le bilan thermique (suite)

Passons maintenant aux apports thermiques afin de boucler le bilan. Attention il s’agit ici uniquement des apports thermiques liés au chauffage de la maison, et non ceux nécessaires au chauffage de l’eau chaude sanitaire (ECS). On s’intéressera à ces derniers lors du calcul de la consommation d’énergie primaire (Cep).

Les apports thermiques pris en compte dans le calcul sont les suivants :

- les apports internes :

1) la chaleur humaine : eh oui ! Ce n’est pas négligeable. On considère en général qu’un adulte dégage 120 W et un enfant 90 W. Pour une famille de 4 personnes (2 adultes + 2 enfants), dont le temps moyen de présence à la maison est de 16 h, la quantité d‘énergie produite est de 6,7 kWh par jour.
2) la cuisson : environ 4 kWh par jour
3) l’électroménager : environ 3 kWh par jour
4) l’électronique (chaîne HiFi, TV, lecteur DVD, PC, laptop…) : environ 1 kWh par jour
5) l’éclairage : environ 1 kWh par jour

- les apports solaires passifs :
1) le vitrage
2) la serre
3) les capteurs solaires (à air)

- les apports liés au renouvellement d’air :
1) la VMC double flux
2) le puits canadien (PC)
3) le tunnel a galets

- les apports du système de chauffage (chaudière, poêle)

Pour calculer les apports solaires passifs, il faut connaître les valeurs d’irradiation solaire qui dépendent principalement de l’insolation, cette dernière variant avec les saisons. Le tableau suivant est montré à titre indicatif pour les zones climatiques H1, H2 et H3 (découpage retenu dans la RT 2000).

Il est néanmoins possible d’obtenir des données locales plus précises, par exemple ici.
Les apports liés au renouvellement d’air seront détaillés dans un prochain message.

On boucle le bilan énergétique en faisant la différence entre les pertes totales maximales observées en hiver (cf. précédent message) et les apports thermiques internes et d’origine renouvelable (Solaire, PC,…). Vous obtenez ainsi la quantité d‘énergie maximale que votre chaudière ou votre poêle devra fournir pour maintenir la maison à la température voulue. Attention, la puissance de la chaudière devra également tenir compte de la production d’eau chaude sanitaire.

Le bilan thermique

Pour pouvoir calculer le bilan thermique de la maison, il faut déterminer les 2 composantes suivantes :
- les pertes thermiques (à travers les murs, la toiture, les fenêtres, les portes, etc.)
- les apports thermiques (solaires thermiques, chauffage, puits canadien…)

Les pertes thermiques peuvent se calculer assez simplement, sachant que dans un premier temps il n’est pas nécessaire d’obtenir des résultats très précis. Ce calcul va surtout permettre de vérifier l’homogénéité de la construction de sorte que les pertes observées soient du même ordre de grandeur. En effet, rien ne sert de mettre le paquet sur l’isolation des murs par exemple si les menuiseries extérieures sont de vrais paniers percés. A propos des menuiseries extérieures, il faut faire attention a bien distinguer les performances du vitrage d’une part (caractérisées par le coefficient de transfert thermique Ug) et celle du châssis d’autre part (coefficient Uw). A partir d’une certaine qualité de vitrage (double vitrage a isolation renforce et a lame argon), c’est bien souvent le châssis qui pose problème. Il faut alors regarder en détail ce que proposent les fabricants de fenêtres (nombre de chambres d’isolation, nombre de joints).

Le calcul des pertes thermiques doit porter sur les points suivants :
1- pertes par renouvellement d’air
2- pertes par les murs
3- pertes par les surfaces vitrées (fenêtres, portes fenêtres, serre)
4- pertes par les portes
5- pertes par le toit
6- pertes par le sol

Pour chaque terme caractérisant l’échange de chaleur au travers d’une paroi, les pertes thermiques se calculent de la manière suivante :
P = l / e . S . DT
Ou :
- l (lambda) est la conductivité thermique du matériau considéré
- e est l’épaisseur de ce même matériau
- S est la surface d’échange
- DT est l’écart de température de part de d’autre de la paroi (exprimé en K ou en °C). Pour que le calcul soit dimensionnant, il faut considérer la température extérieure minimale observée en hiver.

Pour les parois composites (succession de plusieurs matériaux différents), il faut calculer la conductivité équivalente de la manière suivante : 1/leq = 1/l1 +1/l2 + … + 1/ln
Ou l1, l2, …., ln sont les conductivités des n matériaux constituant la paroi.

Pour les pertes par renouvellement d’air : P = Q . rho . Cp . DT
Ou :
Q = débit d'air extrait
rho = masse volumique air sec (1.2 kg/m3 à 20°C et à la pression atmosphérique)
Cp = capacité calorifique de l'air (1000 J/kg/K à 20°C et à la pression atmosphérique)

On peut alors en déduire les pertes totales de la maison en faisant la somme des pertes précédemment calculées. Ce résultat (exprimé en Watt) permet alors de calculer le coefficient volumique d’échange de la maison (en W/m3/°C). Cette grandeur est parfois utilisée pour classifier les constructions (passive, bioclimatique, classique).

On peut également calculer la grandeur Ubat, qui est en quelque sorte le coefficient d’échange moyen de la maison : Ubat = Pertes totales / Somme des surfaces / DT (en supposant que le même écart de température soit utilisé pour toutes les pertes, ce qui n’est pas toujours le cas). Ubat est utile pour savoir si la construction est conforme à la RT2005 (Réglementation Thermique).