Savon : Différence entre versions

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Le savon est une substance qui sert au nettoyage. Ses molécules étant ''amphiphiles'', le savon permet de dissoudre les graisses lorsqu'il est utilisé avec de l'eau.
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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 conventionelle]] - une température ambiante agréable sans l'application conventionnelle d'un [[chauffage]].  
  
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== Histoire ==
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== Qu'est qu'une maison passive? ==
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L'invention du savon date de 3000 ans en Syrie. Les premiers savons étaient obtenus avec de l'[[huile d'olive]](acide oléique) et de la [[soude]] végétale. <br />
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=== Norme énergétique ===
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Le savon a été ensuite utilisé comme [[shampoing]] par les gaulois qui le fabriquaient avec des cendres et du [[suif]].
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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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À partir du XV<sup>e</sup> siècle, du savon est produit dans la région Marseillaise avec de l'[[huile d'olive]]. La [[soude]] (à l’époque le mot « soude » désignait le [[carbonate de sodium]])  provient d'abord des cendres obtenues par la [[combustion]] de [[plante]]s comme la [[salicorne]]. En 1791, Nicolas Leblanc invente un procédé permettant d'obtenir de la soude à partir d'eau de mer.
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La norme fixe également des exigences minima 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 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.
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* 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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En 1823, le chimiste français Eugène Chevreul explique la réaction de saponification et démontre que les corps gras sont formés d’une combinaison entre le [[glycérol]] et des [[acide gras|acides gras]]. Au XIXe siècle, des huiles de [[Noix de coco|coprah]] et de [[palme]] venant d'outre-mer sont employées dans les savons.
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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 sur-isolation. La limite de cette démarche est son coût, car les grandes épaisseurs d'isolants et les vitrages performants ne sont pas bon marché.  
  
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Depuis le XX<sup>e</sup> siècle, le savon est concurrencé par les [[tensioactif]]s synthétiques qui sont utilisés dans les [[détergent]]s, les gels douches et les « savons sans savon ».
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Enfin, puisque les besoins sont diminués, la part des apports internes due 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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== La chimie du savon ==
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=== Principe de fonction ===
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=== La saponification ===
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==== Principe I: réduire les pertes de chaleur au minimum ====
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La saponification est la réaction chimique transformant le mélange d'un ester (acide gras) et d'une base forte, généralement de la [[potasse]] (KOH) ou de la [[soude]] (NaOH)), en savon et [[glycérol]] à une température comprise entre 80 et 100°C (176-212°F). L'hydrolyse des corps gras produit du [[glycérol]] et un mélange de carboxylates (de sodium ou de potassium) qui constitue le savon.
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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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La réaction de saponification est la suivante:
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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 provençal]]) qui préchauffe en hiver et pré rafraîchi 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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CH<sub>2</sub>(OOC-R) - CH(OOC-R) - CH<sub>2</sub>(OOC-R)  + 3 [[NaOH]] --> CH<sub>2</sub>OH - CHOH - CH<sub>2</sub>OH  + 3 R-CO<sub>2</sub>-Na
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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'[http://fr.ekopedia.org/wp.php?redir=oxygène 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 ventilation permet donc d'empêcher l'accumulation d'[[pollution|éléments toxiques]] dans l'air qui rendraient l'intérieur particulièrement malsain.
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où R est une chaîne d'atomes de carbone et d'hydrogène. On peut avoir par exemple R=(CH<sub>2</sub>)<sub>14</sub> - CH<sub>3</sub>
 
  
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En clair, cela donne: soit : gras + NaOH (ou KOH) --> glycérol + savon
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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 provençal]]). Ensuite cet air préchauffé se réchauffe à nouveau dans le récupérateur de chaleur qui extrait la chaleur de l'air sortant (un avantage majeur de l'échangeur air/sol est qu'il assure une température > 0°C à l'entrée du récupérateur air/air et évite totalement le risque de givrage). 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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* la [[soude caustique]] (NaOH) produit un savon dur.
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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 poêle à bois, radiateur ou chauffage par le sol) n'est pas nécessaire.
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* la [[potasse caustique]] (KOH) produit un savon mou.
 
  
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===Propriétés===
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==== Principe II: Maximiser les gains de chaleur ====
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Le savon est un [[tensioactif]]. Les molécules de carboxylates R-CO<sub>2</sub>-Na sont dites amphiphiles : elles sont formées d'une longue chaîne dont une extrémité, polarisée négativement, est ''hydrophile'' alors que l'autre extrémité est ''lipophile''. L'extrémité lipophile accroche les [[graisse]]s. L'extrémité hydrophile est attirée par l'eau. La molécule de savon et la graisse sont donc entraînées avec l'eau de rinçage.  
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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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Lors de la toilette, le savon dissout la graisse constituant le film hydrolipidique qui recouvre la peau. La graisse est entraînée dans l'eau avec les saletés qu'elle contient. L'inconvénient est que le film hydrolipidique sert à protéger la peau et à retenir son eau. Le lavage assèche donc la peau, jusqu'à ce que le film hydrolipidique se reconstitue, au bout de plusieurs heures. Cela est vrai pour le lavage au savon mais aussi pour le lavage avec un gel douche.
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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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Le savon est [[basique]]. Son [[Potentiel hydrogène|pH]] est proche de 10. Lors de la toilette, il perturbe l'[[acide|acidité]] de la peau (dont le pH est proche de 5).
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== Avantages ==
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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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* Plus de confort grâce à un meilleur équilibre de la température et de l'humidité (réserves identiques).
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* Une meilleure qualité de l'[[air]] (réserves identiques).
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* Économiquement 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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* [[écologie|Écologique]]: protection des ressources, émission réduite de [[CO2|CO<sub>2</sub>]].
  
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Dans une eau [[dure]], les molécules du savon réagissent avec les ions calcium et forment des dépôts de sels de calcium. De plus, on a besoin d'une plus grande quantité de savon pour nettoyer. Pour éviter ces inconvénients, on ajoute aujourd'hui aux savons des agents anticalcaire comme l'EDTA.
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== 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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== La composition des savons ==
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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 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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=== Composition de base ===
 
  
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Les matières premières pour fabriquer du savon sont les matières grasses et la soude (ou la potasse). Mais après la réaction de saponification, le savon fini ne contient plus de soude ni d'huile. Il est constitué principalement de carboxylates de sodium (qui sont les molécules de savon) et contient aussi de l'eau.<br />
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=== Premier pilier: L'isolation thermique ===
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La glycérine (ou [[glycérol]]) est un sous-produit de la saponification que l'on peut éliminer. Mais on laisse parfois la glycérine car elle apporte ses propriétés hydratantes au savon.
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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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===Principales matières grasses utilisées===
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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 (maison à ossature bois, ou briques monomur par ex) mais une épaisseur minimale doit être respectée!
  
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Le tableau suivant liste les matières grasses qui sont le plus souvent utilisées lors de la fabrication des savons.
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L'absence d'investissement dans un système de chauffage conventionnel 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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{| border="1" cellpadding="2" cellspacing="0"
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=== Deuxième pilier: La ventilation ===
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|----- bgcolor="#efefef"
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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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| matière grasse ([[huile]] ou [[graisse]])
 
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| nom [[INCI]] de la matière grasse
 
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| nom [[INCI]] des molécules de savon obtenues (1)
 
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|-----
 
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| [[suif]] (graisse de [[bœuf]]) || lard || Sodium Tallowate
 
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|-----
 
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| [[huile d'arachide]] || Arachis hypogaea || Sodium Peanutate
 
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|-----
 
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| [[huile d'olive]] || Olea Europea || Sodium Olivate
 
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|-----
 
−
| [[huile de coprah]] ([[noix de coco]]) || Cocos Nucifera || Sodium cocoate
 
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|-----
 
−
| [[huile de palme]] || Elaeis guineensis  || Sodium Palmate
 
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|-----
 
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| [[huile de palmiste]] || Elaeis guineensis || Sodium Palm Kernelate
 
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|}
 
  
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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.
  
−
(1) si le savon est un savon liquide fabriqué à base de [[potasse]], il faut remplacer « sodium » par « potassium » dans les noms [[INCI]].
+
[[Image:VMC2flux.jpg]]
  
−
=== Additifs ===
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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 1cm 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.
  
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À la recette de base, on peut ajouter différents [[additif]]s selon l'effet recherché :
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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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* des agents anticalcaire
 
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* des [[conservateur]]s
 
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* des [[colorant]]s
 
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* des [http://fr.ekopedia.org/wp.php?redir=Parfum parfums]
 
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* des agents surgraissants (huiles) pour fabriquer un savon surgras
 
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* des agents hydratants comme le [[miel]]
 
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* des abrasifs pour fabriquer un savon exfoliant
 
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* des [[huile essentielle|huiles essentielles]] extraites de plantes
 
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* des ingrédients antiseptiques pour fabriquer un savon [[antibactérien]]
 
  
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== Les différents types de savon ==
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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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Le savon existe sous forme de pain, de poudre, de paillettes (pour les [[lessive]]s) ou encore sous forme liquide.  
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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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Le [[savon d'Alep]], le plus ancien savon syrien, est à base d'huile d'[[olive]] et d'huile de [[laurier]]. Il existe des savons d'Alep fabriqués avec de la [[soude végétale]] tirée de la [[salicorne]]. Le savon d'Alep se présente comme un bloc marron-kaki sur lequel est imprimé une inscription en arabe. L'intérieur du savon est couleur de verdure.
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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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Le [[savon de Marseille]] traditionnel est préparé avec de l'huile d'[[olive]] et de la [[soude]].
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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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Le savon [[animal]] est souvent préparé avec du [[suif]] de bœuf.
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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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Un savon surgras est enrichi en agents surgraissants, par exemple des huiles végétales. La présence d'huiles limite le dessèchement dû au savon qui enlève le film gras (film hydrolipidique) recouvrant naturellement la peau.
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=== Quatrième pilier: Les ponts thermiques et l'étanchéité à l'air ===
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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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Le [[savon noir]] ou savon mou est obtenu à partir d'huile végétale et de potasse. Il est recommandé pour le nettoyage des carrelages. Il existe aussi du savon noir pour le corps.
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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.
  
−
Un savon sans savon, comme son nom l'indique, ne contient pas de molécules de savon. Appelé aussi pain dermatologique ou syndet (pour synthetic detergent), il est à base de [[tensioactif]]s synthétiques. Son [[pH]] est proche du pH de la peau.
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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 moisissures, acariens et problèmes d'humidité fulgurant ! La solution est une ventilation décentralisée (plusieurs petits ventilateurs interchangeables) qui évite les défaillances simultanées.
  
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== Fabriquer du savon ==
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== Peut-on autoconstruire une maison passive ? ==
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La fabrication du savon ne relève pas de la sorcellerie. Avec un peu de patience et quelques erreurs, cela demeure à la portée de tous.
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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 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). 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 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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Les matériaux se trouvent dans la plupart de nos épiceries; La lessive ('''Q: LESSIVE OU LESSIE?'''), ingrédient de base s'y vend en petites quantités ([[lessive|ou se fabrique]]), et les huiles ou les graisses, se trouvent partout. Quant aux huiles essentielles, elles se trouvent chez les homéopathes, et certaines pharmacies en ont aussi en inventaire.
+
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.
  
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=== Les ingrédients ===
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== Histoire ==
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==== L'eau ====
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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 monitorage 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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L'[[eau]] est un ingrédient très important dans la fabrication du savon. En effet si votre eau est minéralisée (dure), la saponification se fera plus ou moins bien selon la quantité de minéraux contenus dans votre eau. La [[Lessive|lessie]] utilisera une partie de son énergie à neutraliser ces minéraux, donc utilisez toujours la même eau, eau de pluie, eau distillée, eau déminéralisée ou la vôtre si vous croyez qu'elle peut convenir. L'ajout de [[borax]] peut aussi adoucir votre eau, mais si possible, toujours utiliser la même eau cela vous évitera un tas de problèmes.
 
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==== La lessie ====
 
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La [[Lessive|lessie]] est un produit extrêmement dangereux, donc soyez toujours très prudent en la manipulant, gants et lunettes ne sont en aucun cas superflus et devraient être "la norme" chaque fois que vous manipulez ces produits. Les autre noms de la lessie sont: [[lessive]] ('''Q: LESSIVE OU LESSIE?''', [[soude caustique]], [[hydroxyde de sodium]] (NaOH).
 
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La lessie peut être aussi fabriqué à partir de cendres; c'est alors l'[[hydroxyde de potassium]] qui est l'intervenant. Vous trouverez la recette sur [[lessive|ici]].
 
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==== Huile ou graisse ====
 
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On peut utiliser n'importe quel corps gras pour la fabrication du savon. Vous obtiendrez différents résultants selon la matière grasse employée. Si vous aimez un savon qui fait beaucoup de mousse vous devrez avoir environ 20% à 25% d'huile de noix de coco dans la composition de votre savon mais cette dernière est assez difficile à trouver, essayez dans les magasins d'aliments naturels. Par contre, la mousse ne change absolument rien à la qualité de votre savon. Elle est un élément purement psychologique de l'hygiène.
 
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Pour le reste ce ne sont que des éléments facultatifs mais qui sont destinés à donner un cachet différent au savon, huiles essentielles ou fragrances pour l'odeur, colorant pour l'oeil et différents produits, miel, cire, gruau, argiles, herbes et même du sable peuvent entrer dans sa composition.
 
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=== Recettes ===
 
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* '''Recette de base'''
 
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** 450 grammes de graisse végétale
 
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** 170 millilitres eau
 
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** 60 grammes de [[Lessive|lessie]] (eau de lessive)
 
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* '''Recette savon simple'''
 
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** 450 grammes huile de noix de coco
 
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** 700 grammes huile d'olive
 
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** 450 grammes de graisse végétale
 
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** 600 millilitres d'eau
 
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** 223 grammes de [[Lessive|lessie]] (eau de lessive)
 
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* '''Recette de savon au lait de chèvres'''
 
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** 450 grammes huile de noix de coco
 
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** 1 kilo huile d'olive
 
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** 450 grammes huile de palme (ou autre graisse végétale)
 
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** 88 millilitres lait de chèvre (à ajouter au moment du traçage)
 
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** 624 millilitres eau
 
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** 264 grammes [[Lessive|lessie]] (eau de lessive)
 
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* '''Recette de savon au miel et cire d'abeilles'''
 
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** 6.70 onces (200 ml) de [[Lessive|lessie]] dans 17 onces (500 ml) d'eau.
 
−
** 10 onces (300 ml) d'huile de noix de coco
 
−
** 2 onces (60 ml) d'huile d'olive
 
−
** 33 onces (1 Litre) d'huile végétale
 
−
** ''À ajouter au moment du traçage:''
 
−
** 1 once (30 ml) de cire d'abeilles.
 
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** 1 once (30 ml) de miel
 
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** 1/2 cuillère à thé d'huile de germe de blé
 
−
** 1 once (30 ml) d'huile essentielle (de votre choix)
 
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=== Préparation ===
 
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Pour commencer, vous ajouterez toujours la lessie à l'eau et non l'eau à la lessie, sinon vous auriez une petite explosion sur les bras et comme la lessie est très corrosive vous risquez d'y laisser vos yeux et même des morceaux de peau; alors svp '''ne prenez aucun risque'''. Il faut aussi toujours utiliser un contenant de verre ou de l'acier inoxydable sinon la chaleur (qui monte à environ 190°F, 90°C) ferait fondre les contenants en plastique. Utilisez aussi toujours des cuillères de bois pour mélanger la lessie!
 
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Pour le reste il existe plusieurs façons de faire du savon. Il faut tout d'abord que la température de la lessie redescende entre 95 et 105°F (35 et 40°C) et l'huile soit autour de 130°F (55°C). Versez l'huile dans un contenant de verre ou d'acier inoxydable et ajoutez y lentement la lessie tout en brassant. À partir de là, on n'est jamais certain du temps que ça va prendre. J'ai déjà brassé jusqu'à 6 heures de temps, mais normalement ça dure entre 10 et 75 minutes jusqu'à ce que survienne le traçage et c'est ce qui est le plus compliqué à nos débuts de savoir à quel moment le savon est prêt.
 
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−
Le traçage c'est quand vous sortez votre palette, les gouttes qui tombent laissent une marque à la surface du liquide. Il n'y a qu'un moyen de trouver l'instant exact: c'est de faire quelques essais. Quand vous aurez maîtrisé cette partie, le plus dur sera fait. Si vous désirez incorporer des additifs c'est le moment. Cela devrait faire éclaircir le mélange pour quelques minutes, mais méfiez-vous quand même, le savon peut se mettre à durcir très vite.
 
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C'est le moment de verser dans les moules que vous aurez préalablement graissés à la vaseline. Vous le recouvrez d'une serviette ou d'une guenille (torchon) et vous le laisser seul pendant 24 heures.
 
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Rappelez-vous que la saponification dure environ 24 heures, donc que le savon est encore corrosif alors si vous y toucher (ce que vous ferez sûrement malgré mes avertissements...) lavez-vous bien les mains à l'eau courante sinon ça risque de chauffer pas mal!
 
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=== Précautions ===
 
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* Il est très important de suivre scrupuleusement les quantités des ingrédients de la recette que vous aurez choisie sans ça vous aurez toujours des problèmes.
 
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* Les composés basiques ([[potasse]], [[soude]] et [[lessive|lessie]]) sont extrêmement corrosifs, peuvent être mortels et leur préparation dégage des vapeurs dangereuses! Éloignez donc vos animaux et surtout les enfants durant la première journée car la saponification n'étant pas terminée, après ça tout danger est écarté.
 
−
* Ceci est un résumé très concis et est loin de couvrir tout le sujet mais j'espère qu'il pourra aider un petit peu ceux qui seraient tentés d'essayer. Je vous encourage fortement à en faire l'essai, vous obtiendrez ainsi un savon de qualité très supérieure à n'importe quel savon commercial. Quand vous aurez réussi ce savon de base, seule votre imagination et vos goûts pourront vous limiter dans l'élaboration de recettes.
 
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* Il est nécessaire de nettoyer le savon pour enlever l'excès de [[soude]], sinon ça peut être dangereux.
 
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=== Technique de fabrication de savon pour gens pressés ===
 
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Il est très facile de réaliser ses savons en pain à partir de savon de Marseille râpé ou tout prêt en paillettes.
 
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==== Ingrédients ====
 
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* 250 ml  de savon de Marseille en paillettes sans parfum,
 
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* 220 ml d'eau distillée,
 
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* 11 ml d'huile au choix (olive, amande, arachide, jojoba, palme,
 
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tournesol, de noix d'abricot, beurre de cacao, coco, sésame, maïs,soja...)
 
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* Quelques gouttes d'huiles essentielles de votre choix 1 à 3% maximum.
 
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* Colorant (épices ou autres: curcuma, cannelle=beige,chocolat en carre=brun,curry en poudre=jaune-peche,paprika=peche...)
 
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==== Préparer et mesurer à l'avance ====
 
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* Mettre le savon et l'eau au [[bain marie]], brasser le mélange.
 
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* Quand vous aurez obtenu une crème épaisse, retirez du feu, ajoutez les autres ingrédients.
 
−
* Mélanger bien ou mixer.
 
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* Verser dans des moules.
 
−
* Laisser sécher au moins 6 semaines.
 
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== [[Pollution]] ==
 
−
Le savon de base est totalement [[biodégradable]]: le [[savon de Marseille]] par exemple est préparé avec de l'huile d'olive et de la [[soude]].
 
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−
Le danger vient alors des savons industriels qui depuis les années 30 ont des réactions très polluantes pour l'environnement. Les [[additif]]s de ces savons sont souvent polluants.
 
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== Conservation ==
 
−
Les savons se conservent plusieurs mois, même plusieurs années, dans un endroit frais et sec. On peut les stocker dans une armoire à linge dans laquelle ils diffuseront une bonne odeur.
 
  
 
== Voir aussi ==
 
== Voir aussi ==
−
* [[Lessive]]
+
* Le [[puits provençal]] ou [[puits canadien]]
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* [[Hygiène du corps]]
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* [[Construire son habitat]]
 +
* [[Utilisation de l'énergie]]
 +
* Les [[énergies renouvelables]]
 +
* L'[[isolation]]
 +
* La [[laine pour l'isolation]]
 +
* Les [[toit végétal|toits végétaux]]
  
 
== Webographie ==
 
== Webographie ==
−
* http://operasavon.free.fr/fabrication.htm
+
* [http://www.novethic.fr/novethic/site/article/index.jsp?id=86676 Novethic: Allemagne : succès croissant des maisons écologiques]
−
* http://www.chez.com/siubhan/recette/savonrecet.htm
+
* [http://www.wolf-design.org/theworks.aspx?xml=articles/spationaumieetpragmarchie.xml Architecture et développement durable]
−
* [http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/Nouvprog/prem_L/docs/chim_cuisine/Chimie&lavage-CH.pdf Chimie et lavage (document pdf)]
+
* [http://www.passivhaus-institut.de Le Passivhaus Institut de Darmstadt]
−
* [http://www.chez.com/siubhan/recette/savon.htm Artisanat pour tous - savon traditionnel]
+
* [http://www.passive-on.org Le projet de recherche Passive On]
−
* [http://www.alcasoft.com/soapfact/history.html Histoire du savon (en)]
+
* [http://www.igpassivhaus.at Collection de maisons] (en allemand)
−
* [http://hooly.over-blog.com/article-1326625.html Fabriquer ses savons maison]
+
* [http://maison.passive.free.fr Un projet de maison passive à Nice]
 +
* [http://pulligny38.free.fr/linotte/accueil_notreprojet.htm Une maison à faibles besoins énergétiques en Isère (France)]
 +
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Passivhaus de.wikipedia.org maison passive] (de)
 +
* http://www.passiefhuisplatform.be/ (nl)
 +
* http://de.wikipedia.org/wiki/Blow-door-Test (de)
 +
* [http://www.lamaisonpassive.be Le principe de la maison passive]
 +
* [http://www.lamaisonpassive.fr lamaisonpassive.fr]
  
 
== Bibliographie ==
 
== Bibliographie ==
−
* [http://gallica.bnf.fr/document?O=N201350 Traité pratique de savonnerie]: matières premières, matériel, procédés de fabrication des savons de toute nature par Edouard Moride. Date de publication: 1794. Document pdf mis en ligne par http://gallica.bnf.fr/
+
Guide raisonné de la construction écologique
−
* [http://gallica.bnf.fr/document?O=N091735 Rapport sur la fabrication des savons]. Date de publication: 1805. Document pdf mis en ligne par http://gallica.bnf.fr/
+
(fournisseurs - vitrages, fenêtres, ventilation double flux, isolation, etc pour la Passivhaus) [http://batirsain.free.fr/pages/doc.htm Table des matières]
  
−
[[Catégorie:Hygiène]]
+
[[Catégorie:Construction écologique]]
−
[[Catégorie:Produit de nettoyage]]
 

Version du 8 décembre 2006 à 04:46

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Thème Se loger

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Catégorie:Se loger

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 conventionelle - une température ambiante agréable sans l'application conventionnelle d'un chauffage.

Qu'est qu'une maison passive?

Norme énergétique

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.

La norme fixe également des exigences minima 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 sur-isolation. La limite de cette démarche est son coût, car les grandes épaisseurs d'isolants et les vitrages performants ne sont pas bon marché.

Enfin, puisque les besoins sont diminués, la part des apports internes due 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).

Principe de fonction

Principe I: réduire les pertes de chaleur au minimum

  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.
  1. 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 ou puits provençal) qui préchauffe en hiver et pré rafraîchi 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, 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 ventilation permet donc d'empêcher l'accumulation d'éléments toxiques dans l'air qui rendraient l'intérieur particulièrement malsain.

Dans la plupart des maisons passives, l'air extérieur est au préalable préchauffé dans un échangeur à chaleur air/sol (un puits canadien ou puits provençal). Ensuite cet air préchauffé se réchauffe à nouveau dans le récupérateur de chaleur qui extrait la chaleur de l'air sortant (un avantage majeur de l'échangeur air/sol est qu'il assure une température > 0°C à l'entrée du récupérateur air/air et évite totalement le risque de givrage). 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).

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 poêle à bois, radiateur ou chauffage par le sol) n'est pas nécessaire.

Principe II: Maximiser les gains de chaleur

Le réchauffement général a lieu passivement:

  • l'utilisation du chauffage solaire passif au travers des fenêtres ou des façades de verre;
  • la chaleur perdue des appareils électriques et l'habitant.

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.

Avantages

  • Conservation de la valeur 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 toutefois entre 5 et 10 ans pour rentabiliser le surcoût du départ.
  • Écologique: protection des ressources, émission réduite de CO2.

Les quatre piliers du standard « maison passive »

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.

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 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 ».


Premier pilier: L'isolation thermique

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.

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 (maison à ossature bois, ou briques monomur par ex) 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, 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).

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 ».

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.

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 1cm 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

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.

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.

Quatrième pilier: Les ponts thermiques et l'étanchéité à l'air

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 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 moisissures, acariens et problèmes d'humidité fulgurant ! La solution est une ventilation décentralisée (plusieurs petits ventilateurs interchangeables) qui évite les défaillances simultanées.

Peut-on autoconstruire une maison passive ?

Une maison passive est une construction de haute technologie 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). 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 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

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 monitorage 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.

Voir aussi

Webographie

Bibliographie

Guide raisonné de la construction écologique (fournisseurs - vitrages, fenêtres, ventilation double flux, isolation, etc pour la Passivhaus) Table des matières

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