Maison passive : Différence entre versions

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La notion de '''maison de passive''' est une norme (allemande) énergétique d'un bâtiment ainsi qu'une appelation utilisée pour certains types de maisons. C'est une maison à très faible consommation [[énergie|énergétique]]. Elle offre toute l'année - contrairement à une maison dans une méthode de [[construction traditionnelle]] - une température ambiante agréable sans l'application conventionnelle d'un [[chauffage]].  
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La notion de '''maison passive''' est une norme (allemande) énergétique d'un bâtiment ainsi qu'une appellation utilisée pour certains types de maisons. C'est une maison à très faible consommation [[énergie|énergétique]]. Elle offre toute l'année - contrairement à une maison de [[construction conventionnelle]] - une température ambiante agréable sans l'application conventionnelle d'un [[chauffage]]...
  
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== Qu'est-ce qu'une maison passive ? ==
  
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== Qu'est qu'une maison passive? ==
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La maison passive est une maison construite en vue de réduire fortement la consommation d'[[énergie]].<br />
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=== Norme énergétique ===
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On dénomme aussi ce type de maisons sous les termes : low-energy-house, ou maison basse conso, ou maison basse énergie.
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La maison passive est une conséquence du développement des maisons à basse consommation d'[[énergie]] (low-energy-house, ou maison basse conso, ou maison basse énergie). On désigne généralement par maison passive un bâtiment qui est pratiquement autonome pour ses besoins en chauffage. Il se contente des apports solaires, des apports métaboliques (habitants, machines) et d'une bonne isolation ce qui relègue le rôle du chauffage à un simple appoint. La norme allemande "passivhaus" est accordée à partir d'un besoin de chauffage inférieur à 15 kWh/m²/an, et un besoin de moins de 50 kWh/m²/an d'énergie primaire (les 15 kWh/m²/an du chauffage + l'énergie nécessaire au chauffage de l'eau + l'électricité consommée par la ventilation + climatisation). Un besoin calorifique aussi faible signifie qu'en pratique ces habitations n'utilisent un système de chauffage que quelques jours par an (et non pas qu'elles ont besoin d'une chaudière miniature). En comparaison, les logements des années 1960 et 1970 nécessitent en moyenne, 320 kWh/m²/an.
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=== Normes énergétiques ===
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On désigne généralement par maison passive un bâtiment qui est pratiquement autonome pour ses besoins en chauffage. Il se contente des apports solaires, des apports métaboliques (habitants, machines) et d'une bonne isolation, ce qui relègue le rôle du chauffage à un simple appoint.<br />
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[[image:Passivhaus_section_en.jpg|thumb|350px|right|Principe de la maison passive, ici avec '''[[puits canadien]]...''']]
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La norme allemande "Passivhaus" est accordée à partir d'un besoin de chauffage inférieur à 15 kWh/m²/an, et un besoin de moins de 50 kWh/m²/an d'énergie finale (les 15 kWh/m²/an du chauffage + l'énergie nécessaire au chauffage de l'eau + l'électricité consommée par la ventilation + climatisation+électricité domestique). Un besoin calorifique aussi faible signifie qu'en pratique ces habitations n'utilisent un système de chauffage que quelques jours par an (et non pas qu'elles ont besoin d'une chaudière miniature). En comparaison, les logements des années 1960 et 1970 nécessitent en moyenne, 320 kWh/m²/an.
  
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La norme fixe également des exigences minimum au niveau de la résistance thermique des différents éléments de l'ouvrage (murs, fenêtre, toit etc.), cependant, il est possible d'obtenir les performances d'une maison passive sans pour autant respecter ces exigences. En effet, il y a deux manières de réduire les besoins énergétiques :<br/>
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La norme fixe également des exigences minimales au niveau de la résistance thermique des différents éléments de l'ouvrage (murs, fenêtre, toit, etc.), cependant, il est possible d'obtenir les performances d'une maison passive sans pour autant respecter ces exigences. En effet, il y a deux manières de réduire les besoins énergétiques :
 
* la première consiste à isoler le bâtiment pour diminuer ses pertes, c'est la surisolation, qui utilise par exemple des triples vitrages et des épaisseurs d'isolant de plusieurs dizaines de cm.
 
* la première consiste à isoler le bâtiment pour diminuer ses pertes, c'est la surisolation, qui utilise par exemple des triples vitrages et des épaisseurs d'isolant de plusieurs dizaines de cm.
 
* la seconde consiste à augmenter les apports solaires, c'est le [[maison bioclimatique|bioclimatisme]], qui cherche plus à capter mieux qu'à perdre moins (puisque l'énergie est gratuite et renouvelable).
 
* la seconde consiste à augmenter les apports solaires, c'est le [[maison bioclimatique|bioclimatisme]], qui cherche plus à capter mieux qu'à perdre moins (puisque l'énergie est gratuite et renouvelable).
  
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La plupart du temps, une maison passive est le résultat de ces deux méthodes, mais la norme passivhaus et le label minergie suisse (sensiblement équivalent) penchent toutes deux plus du côté surisolation. La limite de cette démarche c'est son coût car les grandes épaisseurs d'isolants et les vitrages performants ne sont pas bon marché.  
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La plupart du temps, une maison passive est le résultat de ces deux méthodes, mais la norme Passivhaus et le label MinergieP suisse (sensiblement équivalent) penchent toutes deux plus du côté surisolation. La limite de cette démarche est son coût, car les grandes épaisseurs d'isolants et les vitrages performants ne sont pas bon marché. (10% sur le coût global de la construction selon plusieurs témoignages d'habitants.) On peut se passer de système de chauffage.
  
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Enfin, puisque les besoins sont diminués, la part des apports internes dû aux occupants de la maison et à leurs activités n'est plus négligeable, et au contraire devient un apport important. C'est pour ces raisons qu'on utilise le terme de "passif" car la majeure partie des besoins de chauffage sont remplis automatiquement, sans appareil mécanique ni surveillance ou programmation. L'inconvénient c'est que les performances de la maison deviennent du coup dépendantes du mode de vie de ses occupants : ceux-ci peuvent tout à fait plomber le bilan final en utilisant mal les fenêtres ou le système de ventilation (par exemple).
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Enfin, puisque les besoins sont diminués, la part des apports internes dus aux occupants de la maison et à leurs activités n'est plus négligeable, et au contraire devient un apport important. C'est pour ces raisons que l'on utilise le terme de "passif" car la majeure partie des besoins de chauffage sont remplis automatiquement, sans appareil mécanique ni surveillance ou programmation. L'inconvénient est que les performances de la maison deviennent vite dépendantes du mode de vie de ses occupants. Ceux-ci peuvent donc nuire au bilan final en utilisant mal les fenêtres ou le système de ventilation (par exemple).
  
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=== Principe de fonction ===
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=== Principes de fonction ===
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==== Principe I: réduire les pertes de chaleur au minimum ====
 
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# '''Diminuer les déperditions thermiques par transmission''': pour ce faire, le coefficient de transmission thermique des parois extérieures de la construction doit être inférieur à 0,15 W/m²K, voire 0,10 W/m²K pour des maisons de type unifamilial. Le coefficient de transmission thermique de la fenêtre, constituée du vitrage, de son intercalaire et du châssis doit être inférieur à 0,8 W/m²K. Le facteur [[énergie solaire|solaire]] du vitrage doit, lui, être supérieur à 50% afin de pouvoir encore bénéficier des gains d'[[énergie solaire]] en hiver.
 
  
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# '''Diminuer les déperditions thermiques par ventilation''': L'approvisionnement en [[air]] frais est assuré par une ventilation mécanique contrôlée (VMC) à double flux. L'alimentation et l'extraction mécanique permettent d'optimiser la ventilation suivant les besoins et ce, indépendamment des conditions climatiques extérieures. Pour réduire les déperditions liées à la ventilation, la « maison passive » sera obligatoirement équipée d'un récupérateur de chaleur (système double flux). Le taux de récupération de l'échangeur doit être au moins égal à 80%. Pour respecter l'objectif d'efficacité énergétique, il est impératif que l'énergie de ventilation soit inférieure ou égale à 0,4 Wh par mètre cube de volume d'[[air]] acheminé. L'efficacité thermique du système de ventilation peut être améliorée par l'usage d'un échangeur air/sol ([[puits_canadien|puits canadien ou puits provencal]]) qui préchauffe en hiver et prérafraîchit en été l'air neuf, il supprime aussi totalement les risques de gel de l'eau condensée dans l'échangeur récupérateur.
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==== Principe I - réduire au maximum les pertes de chaleur ====
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# '''Diminuer les déperditions thermiques par transmission''' : pour ce faire, le coefficient de transmission thermique des parois extérieures de la construction (coefficient U) doit être inférieur à 0,15 W/m²K, voire 0,10 W/m²K pour des maisons de type unifamilial. Le coefficient de transmission thermique de la fenêtre, constituée du vitrage, de son intercalaire et du châssis (Uw) doit être inférieur à 0,8 W/m²K. Le facteur [[énergie solaire|solaire]] du vitrage doit, lui, être supérieur à 50% afin de pouvoir encore bénéficier des gains d'[[énergie solaire]] en hiver.
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# '''Diminuer les déperditions thermiques par ventilation''' : L'approvisionnement en [[air]] frais est assuré par une VMC (ventilation mécanique contrôlée) à double flux. L'alimentation et l'extraction mécanique permettent d'optimiser la ventilation suivant les besoins, et ce, indépendamment des conditions climatiques extérieures. Pour réduire les déperditions liées à la ventilation, la « maison passive » sera obligatoirement équipée d'un récupérateur de chaleur (système double flux). Le taux de récupération de l'échangeur doit être au moins égal à 80%. Pour respecter l'objectif d'efficacité énergétique, il est impératif que l'énergie de ventilation soit inférieure ou égale à 0,4 Wh par mètre cube de volume d'[[air]] acheminé. L'efficacité thermique du système de ventilation peut être améliorée par l'usage d'un échangeur air/sol ([[puits canadien|puits canadien ou puits provençal]]) ou eau/sol qui préchauffe en hiver et pré-rafraîchit en été l'air neuf. Il supprime aussi totalement les risques de gel de l'eau condensée dans l'échangeur récupérateur.
  
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Les pertes de chaleur par transmission de l'enveloppe sont très réduites grâce à une [[isolation thermique]] renforcée si bien que les pertes calorifiques par « infiltration » d'[[air]] peuvent devenir prépondérantes et constituer la principale cause de perte de chaleur. C'est pourquoi, une attention toute particulière doit être portée à la réalisation de l'étanchéité du bâtiment murs et surtout ouvertures portes et fenêtres. Il est donc indispensable d'utiliser une VMC afin de renouveler l'[[air]] consommé par les habitants. En effet, dans une maison étanche il faut renouveler l'oxygène et évacuer dioxyde de carbone et vapeur d'eau, ainsi que toutes les odeurs et émissions créées à l'intérieur du bâtiment (cuisine, produits de nettoyage, résidus de construction comme les solvants de peinture, vernis ou colles, aérosols et en règle générale, tous les composés organiques volatils, abrégés COV). La ventilaton permet donc d'empêcher l'accumulation d'[[pollution|éléments toxiques]] dans l'air qui rendraient l'intérieur particulièrement malsain.
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Les pertes de chaleur par transmission de l'enveloppe sont très réduites grâce à une [[isolation thermique]] renforcée si bien que les pertes calorifiques par « infiltration » d'[[air]] peuvent devenir prépondérantes et constituer la principale cause de perte de chaleur. C'est pourquoi, une attention toute particulière doit être portée à la réalisation de l'étanchéité du bâtiment, mûrs et surtout ouvertures portes et fenêtres. Il est donc indispensable d'utiliser une VMC afin de renouveler l'[[air]] consommé par les habitants. En effet, dans une maison étanche il faut renouveler l'oxygène et évacuer dioxyde de carbone et vapeur d'eau, ainsi que toutes les odeurs et émissions créées à l'intérieur du bâtiment (cuisine, produits de nettoyage, résidus de construction comme les solvants de peinture, vernis ou colles, aérosols et en règle générale, tous les composés organiques
  
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Dans la plupart des maisons passives, l'air extérieur est au préalable préchauffé dans un échangeur à chaleur air/sol (un [[puits_canadien|puits canadien ou puits provencal]]). Ensuite cet air préchauffé se réchauffe à nouveau dans le récupérateur de chaleur qui extrait la chaleur de l'air sortant. Enfin, il est encore possible d'ajouter un système de chauffage directement à la sortie de l'échangeur pour rajouter les derniers °C nécessaires (ça peut être une batterie d'eau chaude, ou une résistance électrique).
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== Avantages ==
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Le besoin en chaleur est si faible (inférieur à 10W/m²) qu'il peut être comblé par les simples apports métaboliques, les appareils de cuisson de la cuisine, les équipements électriques (hifi, ordinateur, télévision,...) et la récupération de chaleur de la ventilation (si l'échangeur de la VMC récupère les 4/5 de la chaleur qui sort, il suffit que les habitants et les appareils de la maison produisent l'équivalent du cinquième restant pour que la température reste stable). Une source  supplémentaire (par exemple poèle à bois, radiateur ou chauffage par le sol) n'est pas nécessaire.
 
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==== Principe II: Maximiser les gains de chaleur ====
 
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Le réchauffement général a lieu  passivement:
 
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* l'utilisation du chauffage [[énergie solaire|solaire]] passif au travers des fenêtres ou des façades de verre;
 
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* la chaleur perdue des appareils électriques et l'habitant.
 
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Sur la base des faibles besoins en [[énergie]] de chauffage, une maison passive devrait pouvoir fonctionner sans un chauffage conventionnel, mais avec un simple chauffage d'appoint.
 
  
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== Avantages ==
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* Conservation de la chaleur à long terme (sous réserve d'utilisation de matériaux d'isolation durables).
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* Conservation de la valeur à long terme (sous réserve d'utilisation de matériaux d'isolation durables).
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* Bien moins de problèmes d'humidité (sous réserve du bon entretien de la VMC).
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* Moins de problèmes d'humidité (sous réserve du bon entretien de la VMC).
 
 
* Plus de confort grâce à un meilleur équilibre de la température et de l'humidité (réserves identiques).
 
* Plus de confort grâce à un meilleur équilibre de la température et de l'humidité (réserves identiques).
 
* Une meilleure qualité de l'[[air]] (réserves identiques).
 
* Une meilleure qualité de l'[[air]] (réserves identiques).
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* Economiquement attrayant grâce à des frais de chauffage minimaux. Il faut toutefois entre 5 et 10 ans pour rentabiliser le surcoût du départ.
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* Économiquement attrayant grâce à des frais de chauffage minimaux, il faut tout de même attendre un certain temps pour rentabiliser le surcoût de départ avec le prix de l'énergie d'aujourd'hui.
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* [[écologie|Ecologique]]: protection des ressources, émission réduite de [[CO2|CO<sub>2</sub>]].
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* [[écologie|Écologique]]: protection des ressources, émission réduite de {{CO2}}.
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== Les quatre piliers du standard « maison passive » ==
 
== Les quatre piliers du standard « maison passive » ==
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Par rapport à un bâtiment traditionnel, une « maison passive » présente bien des avantages. Elle génère de grandes économies de chauffage, offre un meilleur confort thermique et garantit une excellente qualité de l'[[air]].
 
  
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Ainsi, alors que le besoin d'[[énergie]] de chauffage d'une maison classique neuve (selon les normes en vigeur actuellement) s'élève à environ 220 kWh par mètre carré de surface chauffée par année, celui d'une maison passive est réduit à 15 kWh par mètre carré par an. Comment parvenir à une telle performance ? Il suffit de prendre en compte les quatre principes suivants, que nous appelons les quatre piliers de la « maison passive ».
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Par rapport à un bâtiment conventionnel, une « maison passive » présente bien des avantages. Elle génère de grandes économies de chauffage, offre un meilleur confort thermique et garantit une excellente qualité de l'[[air]].  
  
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Ainsi, alors que le besoin d'[[énergie]] de chauffage d'une maison classique neuve (selon les normes en vigueur actuellement) s'élève à environ 110 kWh/m²/an, celui d'une maison passive est réduit à 15 kWh/m²/an. Comment parvenir à une telle performance? Il suffit de prendre en compte les quatre principes suivants, que nous appelons les quatre piliers de la « maison passive ».
  
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=== Premier pilier: L'isolation thermique ===
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=== Premier pilier : L'isolation thermique ===
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Emballée chaudement dans une épaisseur importante d'[[isolation]] thermique, la « maison passive » subit une perte de chaleur très limitée. Les besoins en chauffage encore nécessaires sont presque réduits à néant. Ici, des « radiateurs » qui passent habituellement inaperçus - la chaleur humaine, les appareils électroménagers et l'[[éclairage]] - commencent à prendre toute leur importance. Cette chaleur de fonctionnement est généralement négligeable dans les bâtiments qui ne sont que peu, voire pas du tout, isolés mais ici elle n'est plus perdue, elle est valorisée.
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Emballée chaudement dans une épaisseur importante d'[[isolation]] thermique, la « maison passive » subit une perte de chaleur très limitée. Les besoins en chauffage encore nécessaires sont presque réduits à néant. Ici, des « radiateurs » qui passent habituellement inaperçus - la chaleur humaine, les appareils électroménagers et l'[[éclairage]] - commencent à prendre toute leur importance. Cette chaleur de fonctionnement est généralement négligeable dans les bâtiments qui ne sont que peu isolés (ou pas du tout). Mais ici, elle n'est plus perdue, elle est valorisée.
  
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Là où l'[[isolation]] thermique est traditionnellement épaisse de huit à dix centimètres, elle peut dépasser les trente centimètres dans « une maison passive ». Il ne faut pourtant pas croire que seule l'épaisseur de l'isolant compte. Sa position dans l'épaisseur du mur est primordiale, ainsi dans une maison passive l'isolant se trouve à l'extérieur. Il peut ainsi recouvrir l'intégralité de la maison sans qu'il n'y ai de points faibles ou de ponts thermiques. L'isolation par l'intérieur est proscrite car justement elle ne permet pas de traiter les ponts thermiques générés (du coup, dépasser 10 cm d'isolant lorsqu'on utilise l'isolation intérieur n'a aucun intérêt car cela ne fait que renforcer pertes sur les zones faibles). L'isolation peut également être répartie, dans ce cas c'est le matériau du mur lui-même qui est isolant (maison à ossature bois, ou briques monomur par ex).
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Là où l'[[isolation]] thermique est traditionnellement épaisse de huit à dix centimètres, elle dépasse couramment les trente centimètres dans « une maison passive ». Il ne faut pourtant pas croire que seule l'épaisseur de l'isolant compte. Sa position dans l'épaisseur du mur est primordiale. Ainsi, dans une maison passive, l'isolant se trouve à l'extérieur. Il recouvre ainsi l'intégralité de la maison sans qu'il n'y ait de points faibles (les ponts thermiques). L'isolation par l'intérieur est proscrite, car justement elle "fabrique" intrinsèquement des ponts thermiques (au niveau des dalles, cloisons, balcons...) et donc, dépasser 10 cm d'isolant lorsqu'on utilise l'isolation intérieure n'a aucun intérêt, car cela ne fait que renforcer les pertes de ces zones. L'isolation peut également être répartie, dans ce cas c'est le matériau du mur lui-même qui est isolant (par exemple : maison à ossature bois ou briques monomur), mais une épaisseur minimale doit être respectée !
  
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L'absence d'investissement dans un système de chauffage convetionnel entraîne une diminution considérable des coûts de chauffage annuels, cependant, l'économie réalisée ne comble pas le surcoût de l'isolation renforcée. Il y a donc un surcoût à l'achat (qui peut être rentabilisé ensuite).
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L'absence d'investissement dans un système de chauffage conventionnel entraîne une diminution considérable des coûts de chauffage annuels. Cependant, le bilan investissement montre un surcoût qui décroit avec le développement des compétences (10 à 15% en France, 6 à 8 % en Allemagne ou en Autriche). L'amortissement est de quelques années (6 à 10 ans) et dépend fortement de l'évolution du prix de l'énergie. Sur le cycle de vie conventionnel de 50 ans la rentabilité est excellente et l'impact environnemental très fortement réduit.
  
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=== Deuxième pilier: La ventilation ===
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=== Deuxième pilier : La ventilation ===
 
Le deuxième pilier du concept de « maison passive » est la ventilation en fonction des besoins. Elle assure continuellement une parfaite qualité de l'[[air]] interne et cela indépendamment des conditions climatiques externes. C'est, en quelque sorte, le cœur de la « maison passive ».
 
Le deuxième pilier du concept de « maison passive » est la ventilation en fonction des besoins. Elle assure continuellement une parfaite qualité de l'[[air]] interne et cela indépendamment des conditions climatiques externes. C'est, en quelque sorte, le cœur de la « maison passive ».
  
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Une ventilation mécanique contrôlée (VMC) à double flux avec récupération de chaleur insuffle de l'[[air]] frais dans les espaces de vie (chambre, séjour, bureau) et extrait l'[[air]] vicié des espaces utilitaires (salles d'eau et de bain, cuisine, wc). Moyennant un échangeur de chaleur efficace, l'[[air]] frais est préchauffé par la chaleur de l'[[air]] vicié évacué sans mélanger les flux.
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Une ventilation mécanique contrôlée ([[VMC]]) à double flux avec récupération de chaleur insuffle de l'[[air]] frais dans les espaces de vie (chambre, séjour, bureau) et extrait l'[[air]] vicié des espaces utilitaires (salles d'eau et de bain, cuisine, toilette). Moyennant un échangeur de chaleur efficace, l'[[air]] frais est préchauffé par la chaleur de l'[[air]] vicié évacué sans mélanger les flux.
  
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[[Image:VMC2flux.jpg]]
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[[Image:VMC2flux.jpg|right|500px]]
  
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Une ventilation à double flux assure un débit constant de renouvellement d'air quelles que soit le climat, l'utilisation de la maison, la pression atmosphérique ou la météo. Cependant, pour que le système marche convenablement, il est indispensable de laisser les fenêtres et portes fermées. En effet, l'air est insufflé dans certaines pièces et aspiré dans l'autres, il circule des unes vers le autres en passant sous les portes intérieures (qui pour cette raison doivent avoir au moins 1cm de d'espace entre le bas de la porte et le sol). Si une porte ou une fenêtre extérieure est ouverte, le flux d'air entre les pièces sera complètement modifié et les échanges ainsi créé ne passeront plus par l'échangeur et donc, la chaleur éventuellement perdue ne sera pas récupérée. Dans une maison équipée d'une VMC double-flux, la ventilation par ouverture des fenêtres est inutile car les débits assurés sont largement supérieurs à ceux des ventilations simple-flux. Cela ne veut pas dire qu'il est interdit d'ouvrir les fenêtres, mais seulement qu'il est fortement recommandé d'éviter de le faire. Enfin, les fenêtres à oscillo-battant qu'on peut entrouvrir sont à proscrire dans une maison passive. Le comportement de l'occupant peut ainsi faire très largement baisser les performances de l'ensemble par une mauvaise utilisation.
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Une bonne [[Ventilation double flux|ventilation à double flux]] assure un renouvellement d'air adapté à l'occupation de la maison et indépendant du climat ou de la météo. Cependant, pour que le système marche convenablement, il est indispensable de laisser les fenêtres et portes fermées. En effet, l'air est insufflé dans certaines pièces et aspiré dans l'autre, il circule des unes vers les autres en passant sous les portes intérieures (qui pour cette raison doivent avoir au moins 1 cm d'espace entre le bas de la porte et le sol). Si une porte ou une fenêtre extérieure est ouverte, le flux d'air entre les pièces sera complètement modifié, les échanges ainsi créés ne passeront plus par l'échangeur et donc, la chaleur récupérable ne le sera pas. Dans une maison équipée d'une bonne [[Ventilation double flux|VMC double-flux]], la ventilation par ouverture des fenêtres est inutile, car les débits sont supérieurs aux besoins de renouvellement. Cela ne veut pas dire qu'il est interdit d'ouvrir les fenêtres, mais seulement que ce plaisir doit être bref. Enfin, les fenêtres à oscillo-battant qu'on peut entrouvrir sont à proscrire dans une maison passive. Le comportement de l'occupant peut ainsi faire très largement baisser les performances de l'ensemble par une mauvaise utilisation.
  
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Un tel système de ventilation permet de contrôler en permanence l'air qui est introduit dans la maison (puisque l'entrée d'air est unique) ce qui permet de le filtrer et de le débarasser de toutes particules, pollen ou agent allergène particulaire. Attention cependant, un filtre impose un entretien régulier sous peine de diffuser de l'air encore plus pollué que celui d'origine. Une VMC double-flux peut donc être un excellent système pour les personnes sensibles à la qualité de l'air, pourvu qu'il soit entretenu. Ce système reste très couteux en énergie (entre 350 et 500 kWh/an pour une maison individuelle) et entretien (nettoyage des filtres obligatoire une fois par an, nettoyage des conduites principales et filtres intermédiaires une fois par an aussi dans l'idéal).
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Un tel système de ventilation permet de contrôler en permanence l'air introduit dans la maison (puisque l'entrée d'air est unique) ce qui permet de le filtrer et de le débarrasser de toutes particules, pollen ou agent allergène. Attention cependant, les filtres exigent un entretien régulier sous peine de réduire le débit, d'augmenter la consommation énergétique et de diffuser de l'air encore plus pollué que celui d'origine. Ce système est coûteux en énergie (entre 350 et 500 kWh/an pour une maison individuelle) et entretien (nettoyage des filtres obligatoire une fois par an, nettoyage des conduites une fois par an aussi dans l'idéal). Il est judicieux d'alimenter directement la ventilation à l'aide de capteurs photovoltaïques et de batteries tampon.
  
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=== Troisième pilier : La fenêtre ===
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La fenêtre est, d'un point de vue thermique, le maillon faible de la paroi extérieure. C'est à travers elle que se perd la plus grande partie de la chaleur. Mais, dans le même temps, elle laisse pénétrer le rayonnement [[énergie solaire|solaire]] qui participe à chauffer le bâtiment.
  
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=== Troisième pilier: La fenêtre ===
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Dans la « '''maison passive », la déperdition de chaleur d'un double vitrage classique est encore diminuée''' de moitié par l'utilisation''' d'un triple vitrage à basse émissivité. Le point faible n'est désormais plus la surface vitrée, mais le châssis de fenêtre, ce qui mène à favoriser un nombre restreint de grandes''' surfaces vitrées plutôt qu'une multitude de petites fenêtres.
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La fenêtre est, d'un point de vue thermique, le maillon faible de la paroi extérieure. C'est à travers elle que se perd la plus grande partie de la chaleur. Mais, dans le même temps, elle laisse pénétrer le rayonnement [[énergie solaire|solaire]] qui participe à chauffer le bâtiment.
 
  
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Dans la « '''maison passive », la déperdition de chaleur d'un double vitrage classique est encore diminuée''' de moitié par l'utilisation''' d'un triple vitrage à basse émissivité. Le point faible n'est désormais plus la surface vitrée, mais bien le châssis de fenêtre, ce qui mène à favoriser un nombre restreint de grandes''' surfaces vitrées plutôt qu'une multitude de petites fenêtres.
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L'utilisation d'un triple vitrage augmente le confort thermique par sa température de surface voisine de l'air intérieur. Par ailleurs, l'utilisation de fenêtres de grande taille laisse pénétrer plus de chaleur et de lumière naturelles.
  
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L'utilisation d'un triple vitrage augmente le confort thermique par l'absence d'un rayonnement froid à sa proximité. Par ailleurs, l'utilisation de fenêtres de grande taille laisse pénétrer plus de chaleur et de lumière naturelles.
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L'orientation du vitrage est également primordiale : une vitre verticale sud est excédentaire en énergie (d'autant plus si elle est occultée la nuit par un volet). Il faut donc placer le plus possible de fenêtres au sud. Les vitres nord sont toujours déficitaires, il faut donc éviter d'en mettre. Les vitres est et ouest sont déficitaires également, elles ne jouent donc aucun rôle d'apport solaire en hiver, par contre, elles apportent beaucoup de chaleur en été alors qu'on cherche à l'éviter. En pratique, les vitres situées à l'est provoquent moins de surchauffes que celles de l'ouest. En résumé, il faut maximiser les ouvertures au sud, être raisonnable sur celles de l'est, et en mettre le minimum à l'ouest et au nord. Ce sont les principes de bases des [[maison bioclimatique|maisons bioclimatiques]] et [[maison solaire|solaires]].
  
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L'orientation du vitrage est également primordiale : une vitre verticale sud est excédentaire en énergie si elle est occultée la nuit par un volet. Il faut donc placer le plus possible de fenêtres au sud. Les vitres nord sont toujours déficitaires, il faut donc éviter d'en mettre. Les vitres est et ouest sont déficitaires également, elles ne jouent donc aucun rôle d'apport solaire en hiver, par contre, elle apportent beaucoup de chaleur en été alors qu'on cherche à l'éviter. En pratique, les vitres situées à l'est provoquent moins de surchauffes que celles de l'ouest. En résumé, il faut maximiser les ouvertures au sud, être raisonnable sur celles de l'est, et en mettre le minimum à l'ouest et au nord. Ce sont les principes de bases des [[maison bioclimatique|maisons bioclimatiques]] et [[maison solaire|solaires]].
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Pour parfaire l'étanchéité mieux vaut, là ou cela est possible ( nettoyage extérieur) avoir des châssis fixes (non ouvrants). Pour les châssis ouvrants, '''privilégiez des châssis à triples joints d'étanchéité. Enfin, les vitrages seront collés en périphérie dans les cadres (et non pas calés) ce qui élimine tout passage d'air à travers les parcloses.'''
  
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Enfin, un double vitrage qui n'est pas occulté par un volet plein la nuit perd plus d'énergie au total qu'un simple vitrage qui est occulté la nuit (c'est valable également pour les doubles et triples vitrages avec ou sans volets) ce qui signifie qu'il est très important également de prévoir des volets isolants (roulants ou battants, mais sans persiennes, ouvertures ou trous de toute nature) et de les fermer dès que la nuit est tombée en hiver. Encore une fois, une mauvaise gestion des ouvrants par l'occupant peut générer une baisse sensible de l'efficacité de la maison.
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Enfin, un double vitrage qui n'est pas occulté par un volet plein la nuit perd plus d'énergie au total qu'un simple vitrage qui est occulté la nuit (c'est valable également pour les doubles et triples vitrages avec ou sans volets) ce qui signifie qu'il est très important également de prévoir des volets isolants (roulants ou battants, mais sans persiennes, ouvertures ou trous de toute nature) et de les fermer dès que la nuit est tombée en hiver. Encore une fois, une mauvaise gestion des ouvrants par l'occupant peut engendrer une baisse sensible de l'efficacité de la maison.
  
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=== Quatrième pilier: Les ponts thermiques et l'étanchéité à l'air ===
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[[File:camerathermique.JPG|thumb|270px|caméra thermique]]
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Des ponts thermiques peuvent provenir, d'une part, d'une mauvaise conception des détails et, d'autre part, d'une exécution non appropriée sur chantier. C'est pourquoi une « maison passive » doit être conçue et construite d'une manière méticuleuse. La suppression des ponts thermiques permet de diminuer les pertes de chaleur mais aussi d'éviter les pathologies dues à la condensation sur les parois froides de l'humidité contenue dans l'[[air]] intérieur.
 
  
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Par ailleurs, une bonne étanchéité à l'[[air]] augmente le confort, diminue les pertes et évite tout problème de condensation dans la paroi, ce qui peut provoquer la ruine du bâtiment. D'autre part, c'est cette bonne étanchéité à l'[[air]] qui garantit le bon fonctionnement de la ventilation mécanique.
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=== Quatrième pilier : Les ponts thermiques et l'étanchéité à l'air ([[infiltrométrie]]) ===
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Des ponts thermiques peuvent provenir, d'une part, d'une mauvaise conception des détails et, d'autre part, d'une exécution non appropriée sur chantier. C'est pourquoi une « maison passive » doit être conçue et construite d'une manière méticuleuse. La suppression des ponts thermiques permet de diminuer les pertes de chaleur, mais aussi d'éviter les pathologies dues à la condensation sur les parois froides de l'humidité contenue dans l'[[air]] intérieur (moisissures...).
  
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Avec le standard de la « maison passive », l'habitant dispose d'un bâtiment garantissant un grand confort thermique et une qualité constructive supérieure, ceci grâce à une conception intelligente et non grâce à une infrastructure technique démesurée. Il reste cependant très largement dépendant de son système de ventilation, qui comporte des pièces mécaniques, s'use, et finit par tomber en panne. L'utilisateur doit être particulièrement attentif à ce genre de panne car dans une maison étanche, la panne signifie aussi un développement des moissiures, acariens et problèmes d'humidité fulgurant !
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Par ailleurs, une bonne étanchéité à l'[[air]] augmente le confort, diminue les pertes et évite tout problème de condensation dans la paroi, qui peut provoquer la ruine du bâtiment. D'autre part, c'est cette bonne étanchéité à l'[[air]] qui garantit le bon fonctionnement de la ventilation mécanique.
  
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Avec le standard de la « maison passive », l'habitant dispose d'un bâtiment garantissant un grand confort thermique et une qualité constructive supérieure, ceci grâce à une conception intelligente et non grâce à une infrastructure technique démesurée. Il reste cependant très largement dépendant de son système de ventilation, qui doit être suffisamment sûr et potentiellement redondant (il reste cependant la solution de la ventilation manuelle par ouverture des fenêtres la durée de la réparation) ! La solution idéale est une ventilation décentralisée (plusieurs petits ventilateurs interchangeables en basse tension qui peuvent être alimenté par des panneaux solaires photovoltaïques et une batterie tampon en complément du réseau) qui évite les défaillances simultanées.
  
 
== Peut-on autoconstruire une maison passive ? ==
 
== Peut-on autoconstruire une maison passive ? ==
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Une maison passive est une construction de haute technologie qui ne peut atteindre ses performances optimales que si l'ensemble est parfaitement cohérent.
 
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La finesse des calculs thermiques nécessaires demande une remise en cause intégrale des règles de conception thermique des batiments. Des logiciels spéciaux ou des modèles nouveaux peuvent être utilisés qui s'appuient sur des connaissances en thermique du bâtiment peu répandues dans le milieu professionnel en France.
 
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Ensuite l'élément le plus important d'une maison passive est sa ventilation, et là aussi une remise en cause complète des VMC classiques s'impose. Il faut réduire les pertes de charge (grands diamètres de tuyau, limiter le nombre de coudes qui seront à grand rayon), choisir soigneusement les ventilateurs (à vitesse variable) et déterminer l'échangeur récupérateur air/air qui sera impérativement à contre-courant (courants croisés exclus par leur rendement maximum théorique limité à 80%). L'autoconstruction est délicate mais possible en maîtrisant les connaissances théoriques et le savoir-faire et en cherchant les bons composants.
 
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Il faut également être particulièrement minutieux pour l'isolation de l'enveloppe de la maison et sur la répartition matériaux massifs (inertie thermique à l'intérieur) / matériaux isolants (extérieur). Les autres éléments-clefs d'une maison passive sont les ouvertures : portes, fenêtres et vitrages. On trouve les vitrages dans le commerce mais la conception et la réalisation des cadres de fenêtres ou des portes sont délicates (résistance mécanique, isolation thermique et étanchéité à l'air). Elles ne se trouvent pas encore en France et doivent être importées. Par contre le choix d'une serre (paroi vitrée) en face sud est plus simple et permet d'utiliser des ouvertures double-vitrages classiques dans le mur derrière la serre.
 
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Enfin, il faut que la réalisation soit très soignée car réaliser une enveloppe parfaitement étanche sur un objet de la taille d'une maison est un travail tout particulièrement difficile (les mousses polyuréthanne qui se réduisent en poussières au bout de quelques années sont à proscrire par exemple, il faut utiliser des joints à écrasement ou à lèvres).
 
  
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En conclusion, il est possible d'autoconstruire sa maison passive si l'on est déjà un spécialiste du sujet, ou si on prend le temps de se documenter/former pendant plusieurs années avant de se lancer dans son projet... Mais il est impossible de donner la bonne recette pour construire soi-même sa maison passive.
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Une maison passive est une construction qui ne peut atteindre ses performances optimales que si l'ensemble est parfaitement cohérent.
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La finesse des calculs thermiques nécessaires demande une remise en cause intégrale des règles actuelles de conception thermique des bâtiments. Des logiciels spéciaux ou des modèles nouveaux peuvent être utilisés qui s'appuient sur des connaissances en thermique du bâtiment peu répandues dans le milieu professionnel en France.
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Ensuite l'élément le plus important d'une maison passive est sa ventilation, et là aussi une remise en cause complète des VMC classiques s'impose. Il faut réduire les pertes de charge (grands diamètres de tuyau, limiter le nombre de coudes, qui seront à grand rayon), choisir soigneusement les ventilateurs (à vitesse variable) et déterminer l'échangeur récupérateur air/air qui sera impérativement à contre-courant (courants croisés exclus par leur rendement maximum théorique limité à 80%). L'autoconstruction est délicate, mais possible en maîtrisant les connaissances théoriques et le savoir-faire et en cherchant les bons composants.
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Il faut également être particulièrement minutieux pour l'isolation de l'enveloppe de la maison et sur la répartition matériaux massifs (inertie thermique à l'intérieur) / matériaux isolants (extérieur). Les autres éléments-clefs d'une maison passive sont les ouvertures : portes, fenêtres et vitrages. On trouve les vitrages dans le commerce, mais la conception et la réalisation des cadres de fenêtres ou des portes sont délicates (résistance mécanique, isolation thermique et étanchéité à l'air). On en trouve en France depuis 2008. Par contre le choix d'une serre (paroi vitrée) en face sud est plus simple et permet d'utiliser des ouvertures doubles-vitrages classiques dans le mur derrière la serre.
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Enfin, il faut que la réalisation soit très soignée, car réaliser une enveloppe parfaitement étanche sur un objet de la taille d'une maison est un travail tout particulièrement difficile (les mousses polyuréthanne qui se réduisent en poussières au bout de quelques années sont à proscrire par exemple, il faut utiliser des joints à écrasement ou à lèvres, ou des joints silicones souples et durables). Il est aussi important dès la conception de prévoir un accès facile aux composants divers pour leur maintenance (simple vérification ou remplacement 10, 20, ou 30 ans plus tard !).
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En conclusion, il est possible d'autoconstruire sa maison passive si l'on est déjà un spécialiste du sujet, ou si on prend le temps de se documenter/former pendant une durée suffisante avant de se lancer dans son projet... Mais il est difficile de donner la bonne recette pour construire soi-même sa maison passive.
  
 
== Histoire ==
 
== Histoire ==
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Le concept de « maison passive » a été élaboré en 1988 par l'institut « Wohnen und Umwelt » (habitat et environnement) de Darmstadt, en Allemagne, avec la collaboration de l'université de Lund, en Suède. Le premier prototype de maison passive fut réalisé à Darmstadt-Kranichstein, en 1991. Il fait, depuis lors, l'objet d'un monitoring approfondi. Depuis, plus de mille « maisons passives » ont été construites à travers l'Europe et de nombreux composants constructifs et techniques répondant spécifiquement aux exigences de ce type de bâtiment sont commercialisés.
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La conception "passive" des bâtiments existe depuis toujours. Il s'agit de l'adaptation du bâtiment aux principes physiques de son environnement. Le développement de la technologie et l'abondance des sources d'énergie disponibles ont fait mettre de côté ces notions. C'est à partir de la crise du pétrole des années '70 que plusieurs projets expérimentaux ont intégrés les principes passifs, notamment dans les pays d'Europe du nord et d'Amérique du nord. Les scientifiques ont étudiés ses phénomènes et ont ainsi enrichis la science du bâtiment.
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Le concept de « maison passive » a été élaboré plus spécifiquement en 1988 par l'institut « Wohnen und Umwelt » (habitat et environnement) de Darmstadt, en Allemagne, avec la collaboration de l'université de Lund, en Suède. Des chercheurs regroupent alors en un standard toutes les notions et connaissance de la science du bâtiment. Ils ont poussé au maximum la compréhension et le calcul des phénomènes physiques reliés.
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Le premier prototype de maison passive fut réalisé à Darmstadt-Kranichstein, en 1991. Il génère une économie de chauffage de 90% par rapport aux standards allemands de l’époque. Il fait, depuis lors, l'objet d'une surveillance approfondie. En 1996, un groupe de recherche a travaillé à faciliter l’application du concept en mettant en place des critères de certification pour les matériaux, les fenêtres et les systèmes de ventilation.
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La certification s’est répandue en Europe grâce, entre autres, au programme CEPHEUS (Cost Efficient Passive Houses as Europeen Standard) soutenu par l’Union Européenne à partir de 2000. Dans ce cadre, l'Europe a financé des réalisations faites dans 5 pays : en Allemagne, en Autriche, en France, en Suisse et en Suède. Chaque pays participant devait démontrer la faisabilité technique et la rentabilité du projet et permettre la reproductibilité de ce type de construction.
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Depuis, plus de trente-sept mille « maisons ou bâtiments passifs » ont été construits à travers le monde. (réf. conférence internationale de 2012) De nombreux composants constructifs et techniques répondant spécifiquement aux exigences de ce type de bâtiment sont commercialisés. Depuis 2009, deux cent bâtiments certifiés ont été réalisés aux États-Unis et le mouvement prend son essor au Canada comme dans plusieurs autres régions du monde.
  
 
== Voir aussi ==
 
== Voir aussi ==
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===Liens internes===
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* Le [[quartier Vauban]]
 
* Le [[puits provençal]] ou [[puits canadien]]
 
* Le [[puits provençal]] ou [[puits canadien]]
 
* [[Construire son habitat]]
 
* [[Construire son habitat]]
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* La [[laine pour l'isolation]]
 
* La [[laine pour l'isolation]]
 
* Les [[toit végétal|toits végétaux]]
 
* Les [[toit végétal|toits végétaux]]
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* La [[ventilation double flux]]
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*[[Calcul thermique pour son habitat]]
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*les [[paroi double peau|parois double peau]]
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=== Liens externes ===
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====Informations générales====
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* http://www.lamaisonpassive.be Le principe de la maison passive
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* http://www.passive-aventure.be
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* http://www.lamaisonpassive.fr La Maison Passive (France)
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* http://www.passivhaus-institut.de Le Passivhaus Institut de Darmstadt
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* http://www.passive-on.org/fr/ Le projet de recherche Passive On
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* http://www.maisonpassive.be/ Le plate-forme Maison Passive en Belgique
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* http://www.novethic.fr/novethic/site/article/index.jsp?id=86676 Novethic: Allemagne, succès croissant des maisons écologiques
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* {{de}}http://de.wikipedia.org/wiki/Passivhaus Maison passive sur Wikipedia
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* [http://batirsain.org/?-mediatheque-.html Passivhaus brochure (Cephus projet) en français]
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* [http://www.passivehouse.com/07_eng/news/CEPHEUS_final_long.pdf Cephus projet - rapport technique de 220 maisons passivhaus en anglais ]
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* [http://www.maison-passive-france.com/ Auto-construire sa maison passive avec des blocs à bancher en Néopor]
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* [http://www.cstb.fr/bepos/presentations/cstb_bepos.swf CSTB standard bâtiments energie positive (bâtiment non-optimisé]
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* [http://video.google.fr/videoplay?docid=574101232913841170&q=maison+passive Documentaire sur le quartier Vauban de Fribourg en Allemagne]
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* [https://www.plans.fr/maison-passive-quest-ce-que-le-passif/ Site détaillant ce qu'est le passif dans la construction en France]
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* [http://www.passiefhuisplatform.be/ Passiefhuis platform]
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* {{de}}[http://de.wikipedia.org/wiki/Blow-door-Test Differenzdruck-Messverfahren]
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* http://www.maison-passive-bioclimatique.fr Informations sur la construction d'une maison passive bioclimatique
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====Projets réalisés====
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* [http://www.maison-passive-nice.fr Un projet de maison passive à Nice]
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* [http://pulligny38.free.fr/linotte Une maison à faibles besoins énergétiques en Isère (France)]
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====Projets collectifs en cours de réalisation====
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* [http://www.36-8.be  Un éco-quartier de 36 maisons passives en construction à Tournai, Belgique]
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* [http://www.delphis-asso.org/buildtog/ Un projet de bâtiment passif social dans 15 villes européennes]
  
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====Projets isolés en cours====
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* [http://notremaisonpassive.blogspot.com Un projet de maison passive en Wallonie]
 +
* [http://naissancedenotremaisonpassive.blogspot.com Conception, naissance et vie d'une maison passive en région Lorraine, au pays des 3 frontières.]
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* [http://15kwh.fr Construction d'une maison passive, saine et raisonnable en Lorraine.]
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* [http://bbc-bois.com/evenements-animations-visites-chantiers-portes-ouvertes/index.html Une maison passive dans les Côtes d'Armor]
  
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== Webographie ==
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=== Bibliographie ===
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* [http://www.novethic.fr/novethic/site/article/index.jsp?id=86676 Novethic: Allemagne : succès croissant des maisons écologiques]
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''Guide raisonné de la construction écologique''  - fournisseurs - vitrages, fenêtres, ventilation double flux, isolation, etc. [http://batirsain.free.fr/pages/doc.htm Table des matières]
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* [http://de.wikipedia.org/wiki/Passivhaus de.wikipedia.org: maison passive] (de)
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{{Portail|Se loger|Écologie}}
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* http://www.passivhaus-institut.de/ (de,en)
 
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* http://www.passiefhuisplatform.be/ (nl)
 
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* http://de.wikipedia.org/wiki/Blow-door-Test (de)
 
  
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[[Catégorie:Construction écologique]]
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[[Catégorie:Type d'habitat]]
  
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== Bibliographie ==
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[[en:Passive house]]
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Guide raisonné de la construction écologique
+
[[it:Casa passiva]]
−
(fournisseurs - vitrages, fenêtres, ventilation double flux, isolation, etc pour la Passivhaus) [http://batirsain.free.fr/pages/doc.htm Table des matiéres]
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[[es:Casa pasiva]]
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[[Catégorie:Se loger]][[Catégorie:Construction écologique]]
 

Version actuelle en date du 18 juin 2020 à 13:27

La notion de maison passive est une norme (allemande) énergétique d'un bâtiment ainsi qu'une appellation utilisée pour certains types de maisons. C'est une maison à très faible consommation énergétique. Elle offre toute l'année - contrairement à une maison de construction conventionnelle - une température ambiante agréable sans l'application conventionnelle d'un chauffage...


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Thème Se loger

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Catégorie:Se loger

Qu'est-ce qu'une maison passive ?[modifier]

La maison passive est une maison construite en vue de réduire fortement la consommation d'énergie.
On dénomme aussi ce type de maisons sous les termes : low-energy-house, ou maison basse conso, ou maison basse énergie.






Normes énergétiques[modifier]

On désigne généralement par maison passive un bâtiment qui est pratiquement autonome pour ses besoins en chauffage. Il se contente des apports solaires, des apports métaboliques (habitants, machines) et d'une bonne isolation, ce qui relègue le rôle du chauffage à un simple appoint.

Principe de la maison passive, ici avec puits canadien...

La norme allemande "Passivhaus" est accordée à partir d'un besoin de chauffage inférieur à 15 kWh/m²/an, et un besoin de moins de 50 kWh/m²/an d'énergie finale (les 15 kWh/m²/an du chauffage + l'énergie nécessaire au chauffage de l'eau + l'électricité consommée par la ventilation + climatisation+électricité domestique). Un besoin calorifique aussi faible signifie qu'en pratique ces habitations n'utilisent un système de chauffage que quelques jours par an (et non pas qu'elles ont besoin d'une chaudière miniature). En comparaison, les logements des années 1960 et 1970 nécessitent en moyenne, 320 kWh/m²/an.

La norme fixe également des exigences minimales au niveau de la résistance thermique des différents éléments de l'ouvrage (murs, fenêtre, toit, etc.), cependant, il est possible d'obtenir les performances d'une maison passive sans pour autant respecter ces exigences. En effet, il y a deux manières de réduire les besoins énergétiques :

  • la première consiste à isoler le bâtiment pour diminuer ses pertes, c'est la surisolation, qui utilise par exemple des triples vitrages et des épaisseurs d'isolant de plusieurs dizaines de cm.
  • la seconde consiste à augmenter les apports solaires, c'est le bioclimatisme, qui cherche plus à capter mieux qu'à perdre moins (puisque l'énergie est gratuite et renouvelable).

La plupart du temps, une maison passive est le résultat de ces deux méthodes, mais la norme Passivhaus et le label MinergieP suisse (sensiblement équivalent) penchent toutes deux plus du côté surisolation. La limite de cette démarche est son coût, car les grandes épaisseurs d'isolants et les vitrages performants ne sont pas bon marché. (10% sur le coût global de la construction selon plusieurs témoignages d'habitants.) On peut se passer de système de chauffage.

Enfin, puisque les besoins sont diminués, la part des apports internes dus aux occupants de la maison et à leurs activités n'est plus négligeable, et au contraire devient un apport important. C'est pour ces raisons que l'on utilise le terme de "passif" car la majeure partie des besoins de chauffage sont remplis automatiquement, sans appareil mécanique ni surveillance ou programmation. L'inconvénient est que les performances de la maison deviennent vite dépendantes du mode de vie de ses occupants. Ceux-ci peuvent donc nuire au bilan final en utilisant mal les fenêtres ou le système de ventilation (par exemple).

Principes de fonction[modifier]

Principe I - réduire au maximum les pertes de chaleur[modifier]

  1. Diminuer les déperditions thermiques par transmission : pour ce faire, le coefficient de transmission thermique des parois extérieures de la construction (coefficient U) doit être inférieur à 0,15 W/m²K, voire 0,10 W/m²K pour des maisons de type unifamilial. Le coefficient de transmission thermique de la fenêtre, constituée du vitrage, de son intercalaire et du châssis (Uw) doit être inférieur à 0,8 W/m²K. Le facteur solaire du vitrage doit, lui, être supérieur à 50% afin de pouvoir encore bénéficier des gains d'énergie solaire en hiver.
  2. Diminuer les déperditions thermiques par ventilation : L'approvisionnement en air frais est assuré par une VMC (ventilation mécanique contrôlée) à double flux. L'alimentation et l'extraction mécanique permettent d'optimiser la ventilation suivant les besoins, et ce, indépendamment des conditions climatiques extérieures. Pour réduire les déperditions liées à la ventilation, la « maison passive » sera obligatoirement équipée d'un récupérateur de chaleur (système double flux). Le taux de récupération de l'échangeur doit être au moins égal à 80%. Pour respecter l'objectif d'efficacité énergétique, il est impératif que l'énergie de ventilation soit inférieure ou égale à 0,4 Wh par mètre cube de volume d'air acheminé. L'efficacité thermique du système de ventilation peut être améliorée par l'usage d'un échangeur air/sol (puits canadien ou puits provençal) ou eau/sol qui préchauffe en hiver et pré-rafraîchit en été l'air neuf. Il supprime aussi totalement les risques de gel de l'eau condensée dans l'échangeur récupérateur.

Les pertes de chaleur par transmission de l'enveloppe sont très réduites grâce à une isolation thermique renforcée si bien que les pertes calorifiques par « infiltration » d'air peuvent devenir prépondérantes et constituer la principale cause de perte de chaleur. C'est pourquoi, une attention toute particulière doit être portée à la réalisation de l'étanchéité du bâtiment, mûrs et surtout ouvertures portes et fenêtres. Il est donc indispensable d'utiliser une VMC afin de renouveler l'air consommé par les habitants. En effet, dans une maison étanche il faut renouveler l'oxygène et évacuer dioxyde de carbone et vapeur d'eau, ainsi que toutes les odeurs et émissions créées à l'intérieur du bâtiment (cuisine, produits de nettoyage, résidus de construction comme les solvants de peinture, vernis ou colles, aérosols et en règle générale, tous les composés organiques

Avantages[modifier]

  • Conservation de la chaleur à long terme (sous réserve d'utilisation de matériaux d'isolation durables).
  • Bien moins de problèmes d'humidité (sous réserve du bon entretien de la VMC).
  • Plus de confort grâce à un meilleur équilibre de la température et de l'humidité (réserves identiques).
  • Une meilleure qualité de l'air (réserves identiques).
  • Économiquement attrayant grâce à des frais de chauffage minimaux, il faut tout de même attendre un certain temps pour rentabiliser le surcoût de départ avec le prix de l'énergie d'aujourd'hui.
  • Écologique: protection des ressources, émission réduite de CO2.

Les quatre piliers du standard « maison passive »[modifier]

Par rapport à un bâtiment conventionnel, une « maison passive » présente bien des avantages. Elle génère de grandes économies de chauffage, offre un meilleur confort thermique et garantit une excellente qualité de l'air.

Ainsi, alors que le besoin d'énergie de chauffage d'une maison classique neuve (selon les normes en vigueur actuellement) s'élève à environ 110 kWh/m²/an, celui d'une maison passive est réduit à 15 kWh/m²/an. Comment parvenir à une telle performance? Il suffit de prendre en compte les quatre principes suivants, que nous appelons les quatre piliers de la « maison passive ».

Premier pilier : L'isolation thermique[modifier]

Emballée chaudement dans une épaisseur importante d'isolation thermique, la « maison passive » subit une perte de chaleur très limitée. Les besoins en chauffage encore nécessaires sont presque réduits à néant. Ici, des « radiateurs » qui passent habituellement inaperçus - la chaleur humaine, les appareils électroménagers et l'éclairage - commencent à prendre toute leur importance. Cette chaleur de fonctionnement est généralement négligeable dans les bâtiments qui ne sont que peu isolés (ou pas du tout). Mais ici, elle n'est plus perdue, elle est valorisée.

Là où l'isolation thermique est traditionnellement épaisse de huit à dix centimètres, elle dépasse couramment les trente centimètres dans « une maison passive ». Il ne faut pourtant pas croire que seule l'épaisseur de l'isolant compte. Sa position dans l'épaisseur du mur est primordiale. Ainsi, dans une maison passive, l'isolant se trouve à l'extérieur. Il recouvre ainsi l'intégralité de la maison sans qu'il n'y ait de points faibles (les ponts thermiques). L'isolation par l'intérieur est proscrite, car justement elle "fabrique" intrinsèquement des ponts thermiques (au niveau des dalles, cloisons, balcons...) et donc, dépasser 10 cm d'isolant lorsqu'on utilise l'isolation intérieure n'a aucun intérêt, car cela ne fait que renforcer les pertes de ces zones. L'isolation peut également être répartie, dans ce cas c'est le matériau du mur lui-même qui est isolant (par exemple : maison à ossature bois ou briques monomur), mais une épaisseur minimale doit être respectée !

L'absence d'investissement dans un système de chauffage conventionnel entraîne une diminution considérable des coûts de chauffage annuels. Cependant, le bilan investissement montre un surcoût qui décroit avec le développement des compétences (10 à 15% en France, 6 à 8 % en Allemagne ou en Autriche). L'amortissement est de quelques années (6 à 10 ans) et dépend fortement de l'évolution du prix de l'énergie. Sur le cycle de vie conventionnel de 50 ans la rentabilité est excellente et l'impact environnemental très fortement réduit.

Deuxième pilier : La ventilation[modifier]

Le deuxième pilier du concept de « maison passive » est la ventilation en fonction des besoins. Elle assure continuellement une parfaite qualité de l'air interne et cela indépendamment des conditions climatiques externes. C'est, en quelque sorte, le cœur de la « maison passive ».

Une ventilation mécanique contrôlée (VMC) à double flux avec récupération de chaleur insuffle de l'air frais dans les espaces de vie (chambre, séjour, bureau) et extrait l'air vicié des espaces utilitaires (salles d'eau et de bain, cuisine, toilette). Moyennant un échangeur de chaleur efficace, l'air frais est préchauffé par la chaleur de l'air vicié évacué sans mélanger les flux.

VMC2flux.jpg

Une bonne ventilation à double flux assure un renouvellement d'air adapté à l'occupation de la maison et indépendant du climat ou de la météo. Cependant, pour que le système marche convenablement, il est indispensable de laisser les fenêtres et portes fermées. En effet, l'air est insufflé dans certaines pièces et aspiré dans l'autre, il circule des unes vers les autres en passant sous les portes intérieures (qui pour cette raison doivent avoir au moins 1 cm d'espace entre le bas de la porte et le sol). Si une porte ou une fenêtre extérieure est ouverte, le flux d'air entre les pièces sera complètement modifié, les échanges ainsi créés ne passeront plus par l'échangeur et donc, la chaleur récupérable ne le sera pas. Dans une maison équipée d'une bonne VMC double-flux, la ventilation par ouverture des fenêtres est inutile, car les débits sont supérieurs aux besoins de renouvellement. Cela ne veut pas dire qu'il est interdit d'ouvrir les fenêtres, mais seulement que ce plaisir doit être bref. Enfin, les fenêtres à oscillo-battant qu'on peut entrouvrir sont à proscrire dans une maison passive. Le comportement de l'occupant peut ainsi faire très largement baisser les performances de l'ensemble par une mauvaise utilisation.

Un tel système de ventilation permet de contrôler en permanence l'air introduit dans la maison (puisque l'entrée d'air est unique) ce qui permet de le filtrer et de le débarrasser de toutes particules, pollen ou agent allergène. Attention cependant, les filtres exigent un entretien régulier sous peine de réduire le débit, d'augmenter la consommation énergétique et de diffuser de l'air encore plus pollué que celui d'origine. Ce système est coûteux en énergie (entre 350 et 500 kWh/an pour une maison individuelle) et entretien (nettoyage des filtres obligatoire une fois par an, nettoyage des conduites une fois par an aussi dans l'idéal). Il est judicieux d'alimenter directement la ventilation à l'aide de capteurs photovoltaïques et de batteries tampon.

Troisième pilier : La fenêtre[modifier]

La fenêtre est, d'un point de vue thermique, le maillon faible de la paroi extérieure. C'est à travers elle que se perd la plus grande partie de la chaleur. Mais, dans le même temps, elle laisse pénétrer le rayonnement solaire qui participe à chauffer le bâtiment.

Dans la « maison passive », la déperdition de chaleur d'un double vitrage classique est encore diminuée de moitié par l'utilisation d'un triple vitrage à basse émissivité. Le point faible n'est désormais plus la surface vitrée, mais le châssis de fenêtre, ce qui mène à favoriser un nombre restreint de grandes surfaces vitrées plutôt qu'une multitude de petites fenêtres.

L'utilisation d'un triple vitrage augmente le confort thermique par sa température de surface voisine de l'air intérieur. Par ailleurs, l'utilisation de fenêtres de grande taille laisse pénétrer plus de chaleur et de lumière naturelles.

L'orientation du vitrage est également primordiale : une vitre verticale sud est excédentaire en énergie (d'autant plus si elle est occultée la nuit par un volet). Il faut donc placer le plus possible de fenêtres au sud. Les vitres nord sont toujours déficitaires, il faut donc éviter d'en mettre. Les vitres est et ouest sont déficitaires également, elles ne jouent donc aucun rôle d'apport solaire en hiver, par contre, elles apportent beaucoup de chaleur en été alors qu'on cherche à l'éviter. En pratique, les vitres situées à l'est provoquent moins de surchauffes que celles de l'ouest. En résumé, il faut maximiser les ouvertures au sud, être raisonnable sur celles de l'est, et en mettre le minimum à l'ouest et au nord. Ce sont les principes de bases des maisons bioclimatiques et solaires.

Pour parfaire l'étanchéité mieux vaut, là ou cela est possible ( nettoyage extérieur) avoir des châssis fixes (non ouvrants). Pour les châssis ouvrants, privilégiez des châssis à triples joints d'étanchéité. Enfin, les vitrages seront collés en périphérie dans les cadres (et non pas calés) ce qui élimine tout passage d'air à travers les parcloses.

Enfin, un double vitrage qui n'est pas occulté par un volet plein la nuit perd plus d'énergie au total qu'un simple vitrage qui est occulté la nuit (c'est valable également pour les doubles et triples vitrages avec ou sans volets) ce qui signifie qu'il est très important également de prévoir des volets isolants (roulants ou battants, mais sans persiennes, ouvertures ou trous de toute nature) et de les fermer dès que la nuit est tombée en hiver. Encore une fois, une mauvaise gestion des ouvrants par l'occupant peut engendrer une baisse sensible de l'efficacité de la maison.

caméra thermique

Quatrième pilier : Les ponts thermiques et l'étanchéité à l'air (infiltrométrie)[modifier]

Des ponts thermiques peuvent provenir, d'une part, d'une mauvaise conception des détails et, d'autre part, d'une exécution non appropriée sur chantier. C'est pourquoi une « maison passive » doit être conçue et construite d'une manière méticuleuse. La suppression des ponts thermiques permet de diminuer les pertes de chaleur, mais aussi d'éviter les pathologies dues à la condensation sur les parois froides de l'humidité contenue dans l'air intérieur (moisissures...).

Par ailleurs, une bonne étanchéité à l'air augmente le confort, diminue les pertes et évite tout problème de condensation dans la paroi, qui peut provoquer la ruine du bâtiment. D'autre part, c'est cette bonne étanchéité à l'air qui garantit le bon fonctionnement de la ventilation mécanique.

Avec le standard de la « maison passive », l'habitant dispose d'un bâtiment garantissant un grand confort thermique et une qualité constructive supérieure, ceci grâce à une conception intelligente et non grâce à une infrastructure technique démesurée. Il reste cependant très largement dépendant de son système de ventilation, qui doit être suffisamment sûr et potentiellement redondant (il reste cependant la solution de la ventilation manuelle par ouverture des fenêtres la durée de la réparation) ! La solution idéale est une ventilation décentralisée (plusieurs petits ventilateurs interchangeables en basse tension qui peuvent être alimenté par des panneaux solaires photovoltaïques et une batterie tampon en complément du réseau) qui évite les défaillances simultanées.

Peut-on autoconstruire une maison passive ?[modifier]

Une maison passive est une construction qui ne peut atteindre ses performances optimales que si l'ensemble est parfaitement cohérent.

La finesse des calculs thermiques nécessaires demande une remise en cause intégrale des règles actuelles de conception thermique des bâtiments. Des logiciels spéciaux ou des modèles nouveaux peuvent être utilisés qui s'appuient sur des connaissances en thermique du bâtiment peu répandues dans le milieu professionnel en France. Ensuite l'élément le plus important d'une maison passive est sa ventilation, et là aussi une remise en cause complète des VMC classiques s'impose. Il faut réduire les pertes de charge (grands diamètres de tuyau, limiter le nombre de coudes, qui seront à grand rayon), choisir soigneusement les ventilateurs (à vitesse variable) et déterminer l'échangeur récupérateur air/air qui sera impérativement à contre-courant (courants croisés exclus par leur rendement maximum théorique limité à 80%). L'autoconstruction est délicate, mais possible en maîtrisant les connaissances théoriques et le savoir-faire et en cherchant les bons composants.

Il faut également être particulièrement minutieux pour l'isolation de l'enveloppe de la maison et sur la répartition matériaux massifs (inertie thermique à l'intérieur) / matériaux isolants (extérieur). Les autres éléments-clefs d'une maison passive sont les ouvertures : portes, fenêtres et vitrages. On trouve les vitrages dans le commerce, mais la conception et la réalisation des cadres de fenêtres ou des portes sont délicates (résistance mécanique, isolation thermique et étanchéité à l'air). On en trouve en France depuis 2008. Par contre le choix d'une serre (paroi vitrée) en face sud est plus simple et permet d'utiliser des ouvertures doubles-vitrages classiques dans le mur derrière la serre.

Enfin, il faut que la réalisation soit très soignée, car réaliser une enveloppe parfaitement étanche sur un objet de la taille d'une maison est un travail tout particulièrement difficile (les mousses polyuréthanne qui se réduisent en poussières au bout de quelques années sont à proscrire par exemple, il faut utiliser des joints à écrasement ou à lèvres, ou des joints silicones souples et durables). Il est aussi important dès la conception de prévoir un accès facile aux composants divers pour leur maintenance (simple vérification ou remplacement 10, 20, ou 30 ans plus tard !).

En conclusion, il est possible d'autoconstruire sa maison passive si l'on est déjà un spécialiste du sujet, ou si on prend le temps de se documenter/former pendant une durée suffisante avant de se lancer dans son projet... Mais il est difficile de donner la bonne recette pour construire soi-même sa maison passive.

Histoire[modifier]

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La conception "passive" des bâtiments existe depuis toujours. Il s'agit de l'adaptation du bâtiment aux principes physiques de son environnement. Le développement de la technologie et l'abondance des sources d'énergie disponibles ont fait mettre de côté ces notions. C'est à partir de la crise du pétrole des années '70 que plusieurs projets expérimentaux ont intégrés les principes passifs, notamment dans les pays d'Europe du nord et d'Amérique du nord. Les scientifiques ont étudiés ses phénomènes et ont ainsi enrichis la science du bâtiment. Le concept de « maison passive » a été élaboré plus spécifiquement en 1988 par l'institut « Wohnen und Umwelt » (habitat et environnement) de Darmstadt, en Allemagne, avec la collaboration de l'université de Lund, en Suède. Des chercheurs regroupent alors en un standard toutes les notions et connaissance de la science du bâtiment. Ils ont poussé au maximum la compréhension et le calcul des phénomènes physiques reliés. Le premier prototype de maison passive fut réalisé à Darmstadt-Kranichstein, en 1991. Il génère une économie de chauffage de 90% par rapport aux standards allemands de l’époque. Il fait, depuis lors, l'objet d'une surveillance approfondie. En 1996, un groupe de recherche a travaillé à faciliter l’application du concept en mettant en place des critères de certification pour les matériaux, les fenêtres et les systèmes de ventilation. La certification s’est répandue en Europe grâce, entre autres, au programme CEPHEUS (Cost Efficient Passive Houses as Europeen Standard) soutenu par l’Union Européenne à partir de 2000. Dans ce cadre, l'Europe a financé des réalisations faites dans 5 pays : en Allemagne, en Autriche, en France, en Suisse et en Suède. Chaque pays participant devait démontrer la faisabilité technique et la rentabilité du projet et permettre la reproductibilité de ce type de construction. Depuis, plus de trente-sept mille « maisons ou bâtiments passifs » ont été construits à travers le monde. (réf. conférence internationale de 2012) De nombreux composants constructifs et techniques répondant spécifiquement aux exigences de ce type de bâtiment sont commercialisés. Depuis 2009, deux cent bâtiments certifiés ont été réalisés aux États-Unis et le mouvement prend son essor au Canada comme dans plusieurs autres régions du monde.

Voir aussi[modifier]

Liens internes[modifier]

Liens externes[modifier]

Informations générales[modifier]

Projets réalisés[modifier]

Projets collectifs en cours de réalisation[modifier]

Projets isolés en cours[modifier]

Bibliographie[modifier]

Guide raisonné de la construction écologique - fournisseurs - vitrages, fenêtres, ventilation double flux, isolation, etc. Table des matières

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