Maison bioclimatique
Une maison bioclimatique va utiliser à son avantage le climat et l'environnement et le pays du lieu où elle est bâtie, composer avec ce dernier et non se battre contre lui. C'est un bâtiment dans lequel le chauffage et la climatisation sont assurés en tirant le meilleur parti du rayonnement solaire, de l'inertie thermique des matériaux et du sol et de la circulation naturelle de l'air.
Cet objectif est atteint simplement par une orientation plein sud et par le biais de sa conception structurelle (avant tout compacte et en évitant le plain pied). Et non par la mise en oeuvre de matériaux dits "actifs" (capteur solaires de chauffage, pompe à chaleur, etc.).
La conception bioclimatique de l'habitat est appelée parfois bioclimatisme.
Sommaire
Description
L'architecture bioclimatique est une discipline de l'architecture qui recherche un équilibre entre la conception et la construction de l'habitat, son milieu (climat, environnement, etc.) et les modes et rythmes de vie des habitants.
L'architecture bioclimatique réduit les besoins vitaux afin d'éviter les chocs thermiques et de maintenir des températures constantes et agréables, tout en contrôlant l'hygrométrie. L'architecte bioclimatique cherche généralement aussi à favoriser l'éclairage naturel. Cette discipline est notamment utilisée pour la construction d'un bâtiment en démarche haute qualité environnementale (HQE)
Les options architecturales à prendre seront différentes selon le climat ou la latitude, le savoir-faire local, les besoins de ses habitants, voire même la culture humaine... De la même manière que la nature a besoin de sa bio-diversité, il n'existe donc pas de solution universelle pour l'habitat, et sa généralisation pose probablement le risque d'engendrer d'autres problèmes.
Dans un pays tempéré, une maison bioclimatique peut arriver à fournir plus des trois quarts de ses besoins de chauffage uniquement grâce au soleil. C'est ce qu'on appelle l'habitat solaire passif, utilisant l'architecture des bâtiments - orientation, murs, toits et fenêtres - pour capter les rayons du soleil.
Cas du climat tempéré en hémisphère Nord
Si le climat est relativement froid à certaines périodes de l'année, la maison bioclimatique ou climatique va être construite pour profiter d'apports solaires pour le chauffage, mais également être construite pour diminuer l'impact négatif des vents dominants et l'aménagement intérieur des pièces sera conçu en tenant compte des températures utiles de chaque pièce. Les pièces les plus froides seront situées au Nord pour faire des espaces thermiques tampons protecteurs. La partie sud, hébergera les pièces principales et sera en mesure d'accumuler naturellement l'énergie solaire, grâce à l'ajout systématique de matériaux de construction internes lourds apportant l'inertie thermique nécessaire à la stabilisation des températures et surtout à la capacité d'accumuler des calories solaires en hiver. Ces matériaux lourds permettront également de maintenir la fraicheur en été. Cette construction devra bénéficier d'une isolation externe ou répartie, et non interne. Elle doit être également performante avec des capacités supérieures aux normes en vigueur (notamment la réglementation thermique pour la construction de maisons RT2005 française).
Cependant, le soleil ne couvre pas tous les besoins de chauffage, mais les besoins résiduels sont si faibles qu'il devient alors très simple de fournir l'appoint par un moyen parfaitement renouvelable, peu complexe, et peu onéreux, généralement par de simples petits poêles à bois performants. Enfin, elle tirera profit également de la végétation environnante.
Une maison bioclimatique ou climatique réussie, très peu demandeuse en chauffage donc, vous allège du dilemme "quel type de chauffage ?" parce que la question du chauffage est intrinsèquement intégrée dans le gros œuvre, et n'est plus dans ce cas reléguée à la place d'un simple artifice de second œuvre comme c'est encore le cas dans la quasi-totalité des constructions encore à ce jour. Y compris dans bon nombre de maisons soi-disant performantes ou dites écologiques !
Elle peut être déclinée en une version climatique qui, elle, n'est pas aussi saine ou écologique que ne l'est la maison bioclimatique, mais qui, par contre, est tout aussi efficace au niveau de la réduction d'impacts énergétiques à l'usage, néanmoins elle engendre en générale une plus grosse consommation d'énergie grise pour la fabrication et la déconstruction (avec recyclage quand c'est possible) de ses matériaux et de plus forts risques sanitaires tant pour ses occupants que pour ses fabricants.
Les maisons bioclimatiques et climatiques sont aussi issues d'une démarche de "construction efficace". Ce type de construction a été développé en même temps que les maisons solaires (des années 70 à aujourd'hui).
Une autre catégorie de maison efficace énergétiquement, la maison passive, suit ces mêmes recommandations, et va même jusqu'à ne plus avoir besoin de système de chauffage. Le soleil, puis la chaleur corporelle des habitants et de leurs activités énergivores (hifi, matériel ménager, etc.) suffisent à maintenir le confort thermique hivernal nécessaire, sans oublier le confort estival (toujours sans matériel de climatisation électrique).
Cependant, si les premiers kWh économisés sont, financièrement parlant, relativement faciles à atteindre dans les maisons bioclimatique et climatique, les derniers kWh que permet d'économiser une maison passive requièrent, en 2009, de plus gros investissements financiers et intellectuels.
Les maisons passives bien qu'actuellement encore réalisées quasiment à partir de matériaux conventionnels non sains et à forte énergie grise de fabrication, sont des réalisations qui atteignent de très bons écobilans sur leurs analyses globales de cycle de vie, très bons, mais moins excellents que ceux des maisons bioclimatiques, et passives à partir de matériaux sains et naturels.
Grâce à l'effet positif du puits de carbone que représente le bois, une maison bioclimatique possédant une grosse proportion de ce matériau dans ses éléments constructifs* peut atteindre un bilan écologique supérieur à celui d'une maison passive (en matériaux conventionnels = non naturels), même si cette dernière n'a pas besoins d'engendrer des consommations énergétiques pour son confort thermique autres que celles fournies par les activités internes normales.
Cet effet très positif de l'utilisation de bois peu même permettre dans certains cas, d'avoir un bilan écologique positif, et donc permettre à l'habitat de "compenser" la totalité des énergies grise consommées (pour sa fabrication, son entretien, son démantèlement/éventuel recyclage), et même une partie de la pollution en terme de dérèglement climatique et de consommation énergétique d'autres secteurs, comme l'alimentation, les transports, etc.
* Il faut néanmoins faire encore attention aux raccourcis, car sous nos latitudes (France) le bois n'est pas pour autant un matériau à utiliser seul.
Types de maisons à faibles besoins énergétiques
- Les Maisons climatiques ne retiennent que l'influence du climat (se protégeant passivement de ses inconvénients et valorisant ses atouts) sans considération des matériaux utilisés, ni de l'environnement végétal ou souterrain.
- Les Maisons bioclimatiques utilisent le climat et se basent également sur l'utilisation d'arbres à feuilles caduques comme masques estivaux, d'éventuelles plantes grimpantes pour éviter que le soleil direct ne touche les murs en été. Elles utilisent aussi le sol environnant comme masse de stockage thermique via des puits canadiens ou des lits de gravier, et utilisent l'énergie-bois locale comme une solution de chauffage complémentaire. En somme, une maison bioclimatique utilise la vie comme une composante active des limitations de ses besoins en énergie et d'émission de gaz à effet de serre. Toutes n'utiliseront pas forcément des matériaux sains pour leur construction (voir "maisons saines"), pourtant le "bio" de "bioclimatique", en plus de faire référence à l'environnement vivant de la maison, fait aussi bien référence à l'usage de matériaux de construction et d'aménagement dit "bio", autrement appelés "sains". Voir chapitre "mise en garde" plus bas.
- Les Maisons passives se situent encore majoritairement dans les pays nord de l'Europe, la part du solaire passif est souvent plus faible dans leur conception que dans une maison passive de nos climats plus doux et ensoleillés. Ces maisons passives nordiques jouent avant tout sur une isolation extrême et non sur la capacité de rétention du solaire passif qu'offre l'inertie thermique. Elles sont donc parfaitement adaptées à leurs climats, ou les nuits prolongées rendent toute utilisation du solaire hivernal impossible et le masque végétal estival inutile, alors que la recherche d'inertie thermique est finalement plus logique dans des latitudes moyennes.
- Les Maisons "solaires" sont précurseures des maisons bioclimatiques. Nées dans les années 70, celles-ci n'utilisaient que le soleil direct comme solution d'économie d'énergie. La surchauffe estivale, l'inertie thermique et la sur-isolation y étaient souvent sous-évaluées, le calcul des brise-soleil estivaux souvent oubliés au profit de grandes serres inclinées à 70° et de vastes panneaux de chauffages solaires actifs, certaines devenaient des fours en été. La bioclimatique est en fait l'aboutissement de l'architecture solaire en gommant ses défauts de jeunesse. Il existe notamment en Allemagne des projets récents de maisons solaires "extrêmes", c'est un habitat fortement consommateur de technologies pointues, cherchant à atteindre le standard "positif".
- Les Maisons "positives" sont des maisons dont le bilan énergétique est positif, c'est-à-dire qui produisent plus d'énergie qu'elles n'en consomment. Trois cas possibles : immenses capteurs photovoltaïques sur le toit, ou maison hébergeant un chauffage solaire surdimensionné (solar tank) alimentant d'autres maisons, ou encore habitat hébergeant une chaufferie bois. Ceci n'est pas possible sans un très fort investissement initial.
- Les Maisons saines (dites maisons "bio") : la maison saine est avant tout une maison dont les matériaux (tous naturels) sont choisis pour leur faible impact supposé sur leurs habitants (par opposition aux maisons conventionnelles présupposées "malsaines"). Il vaut mieux séparer les concepts 'bioclimatique' et 'sain' car la dimension énergétique n'est que très peu prise en compte dans les maisons saines, dans lesquelles des concepts ésotériques peuvent entrer en ligne de compte : tracés régulateurs, feng-shui, ou encore d'autres aspects physiques avérés tels que la protection électromagnétique, le géomagnétisme. Certaines maisons saines peuvent être des gouffres énergétiques, inversement certaines maisons climatiques seront considérées comme "malsaines" et non écologiques par de nombreux tenants de l'habitat "sain"! Bien sûr les deux concepts peuvent être réunis et dans ce cas c'est ce que l'on nomme bioclimatique.
Mise en garde
Ces concepts de bioclimatique et climatique étant encore assez méconnus du grand public, généralement absent des événements commerciaux liés à l'habitat, et assez mal maîtrisés des rares personnes employant ces termes. De plus en plus de gens confondent ces conceptions architecturales avec les maisons solaires type actives (avec capteurs solaires), ou encore avec n'importe quelle maison construite plein Sud, mais sans inertie thermique interne pour augmenter le pourcentage de couverture solaire, mais aussi parfois de véritables usines à gaz inaccessibles au commun des mortels... des modèles décourageant, voir déroutant.
De plus, bon nombre de gens considèrent qu'un modèle de maison climatique adapté à des régions aux climats plus rigoureux ne peut être que mieux adapté à nos climats doux. Ceci est une grossière erreur, car une maison bois nordique extrêmement isolante (non par son bois qui est un piètre isolant il faut le dire, mais par des matériaux isolants rajoutés), et ne comportant quasiment pas d'inertie thermique, ne peut pas être adaptée à notre climat, tout simplement par ce que sous son climat d'origine (comme précédemment expliqué dans le cas des maisons passives nordiques), les hivers sont plus froids, car il n'y a quasiment pas de soleil à valoriser donc quasiment aucun besoin d'inertie thermique... Transposer un tel modèle de conception climatique dans un climat plus doux équivaut à se priver d'avance du potentiel solaire passif ( = juste avec les vitrages bien orientés et sans capteurs solaires spécifiques au confort thermique) de votre lieu d'implantation.
Au lieu de réduire le besoin de chauffage par 4 ou 5 par rapport à la réglementation en vigueur, une telle maison n'atteindra qu'à peine un coefficient de réduction de 2, et dans ce cas la question d'un chauffage central, voire d'un système de rafraîchissement, coûteux et dispendieux ne sera pas pour autant écartée!
Il faut aussi noter que contrairement à cette nouvelle mode qui est de dire et de croire que le bois massif propose une inertie thermique suffisante, ce dernier n'offre en réalité pas les capacités réelles suffisantes pour le dire. Cette erreur prend sa racine dans une confusion entre chaleur massique ( = quantité de chaleur absorbée par kg de matière pour 1 degré de température supérieure) et inertie thermique (Racine carrée du produit de la chaleur massique, de la densité, et de la conductivité thermique). Bref, cette mauvaise analyse est basée sur un raccourci hasardeux et dangereux. Le bois est un excellent puits de carbone, offre de très bonnes qualités structurelles, mais n'a pas toutes les vertus. Aussi, il est d'ailleurs environs 4 à 8 fois moins isolants qu'un véritable matériau isolant! Soit à peu près aussi "isolant" qu'un simple béton cellulaire.Le bois ne doit donc jamais être utilisé seul! Une construction bois doit au minimum comporter un véritable isolant en plus (posé à l'extérieur de préférence), ou au mieux, avec un véritable isolant + des véritables masses thermiques inertielles internes (sur les murs ou ailleurs, tant que leur surface est suffisante).
Autre matériaux très en vogue, les construction type monomur, bien qu'ayant des qualités que n'a pas la construction conventionnelle à base de parpaings plus isolation intérieure, est à scruter en détail avant de s'engager. Les modèles de brique actuellement les plus répandus (37 à 40 cm) offrent pour leur écrasante majorité, des qualité isolantes tout juste du niveau minimum de la norme française, parfois inférieure, surtout en situation réelle! dans une véritable démarche éco-citoyenne, la quantité non négligeable d'énergie grise injectée lors de la fabrication devrait être un peu mieux mise en avant! cette gamme de matériaux est loin d'avoir toutes les vertus qu'on lui concède, et force est de constater qu'il existe de bien meilleur et plus accessible (financièrement) compromis architecturaux et technique pour arriver à de la véritable performance énergétique globale. On peut presque en dire autant des bétons cellulaires qui eux sont peut être moins énergivores à la fabrication, mais causeront probablement plus de problèmes à leur démantèlement que les briques monomur qui elles, ne sont constituées que de terre.
On le voit très clairement, il faut faire attention à tous les paramètres, et surtout bien vérifier ses sources d'information (les plus indépendantes possible!), trouver les bons "alliés" (idem!), avant de se lancer dans un choix constructif ou de rénovation.
En nous basant sur l'unique question de l'effet de serre, nous savons qu'il faudrait réduire au moins par 4 nos émissions de gaz à effets de serre. Les constructions antécédentes aux normes thermiques ayant rarement autant de possibilités en terme de recherche de performance énergétique, il est donc important que les nouvelles constructions dépassent largement ce facteur 4 pour pouvoir compenser. Mais malheureusement, il n'y a pas que l'unique question de l'effet de serre, il y a aussi d'autres questions encore plus cruciales, telles que la course vers la panne énergétique globale, les inégalités nord/sud, mais aussi les tensions géopolitiques liées à la raréfaction des ressources énergétiques... Autant de motifs majeurs pour ne plus hésiter à remettre en question nos modes de construction de rénovation et d'utilisation de nos lieux de vie (et de passage).
Pour en revenir à la technique, l'isolation a donc ses limites que l'inertie thermique associée à un grand captage solaire passif peut repousser bien au-delà de ce que pense la majeure partie d'entre nous. Nous constatons de plus en plus souvent d'abus de langage autour du terme bioclimatique, orchestré la plupart du temps par les abus commerciaux de certaines sociétés profitant de l'opportunité écocitoyenne croissante pour maquiller leurs produits conventionnels de fausse éconologie. Les véritables conceptions décrites ici sur cette page sont avant tout basées sur une simplification logique, et une approche dite décroissante.
Afin de ne pas rater nos réelles cibles éconologiques collectives, à savoir de l'écologie économiquement accessible au plus grand nombre (voir à tous), tous ces concepts (climatique, bioclimatique ou passif) nécessitent un usage très vigilant en matière de terminologie, et il tient à chacun d'entre nous de ne pas contribuer à cette préjudiciable et peut être lamentable confusion des genres.
Voir aussi
Liens internes
Liens externes
- Forum Futura Sciences : Habitat Bioclimatique
- Maison bioclimatique et autoconstruction
- La Linotte - Une maison climatique en Isère.
- La maison solaire - dans le sud de la France par François Bougeault architecte.
- Maison bioclimatique - écologique, passive, et très peu coûteuse.
- Simulation de crédit d'impôt pour une maison bioclimatique
- Conception, naissance et vie d'une maison passive en région Lorraine, au pays des 3 frontières.
Bibliographie
- La maison des Négawatts : Thierry Salomon et Stephane Bedel pour une bonne initiation.. ISBN 2904082778
- Traité d'architecture et d'urbanisme bioclimatiques, Alain Liébard et André De Herde. ISBN 2281192903
- La conception bioclimatique, Jean-Pierre Oliva et Samuel Courgey. ISBN 2914717210
- Guide de l'architecture bioclimatique : Tomes 1 à 6, Alain Liébard et André De Herde. ISBN 2950168957
- "Le B.A-BA de l'habitat écologique", Sylvain Moréteau, éditions Rustica, 2009. ISBN 9782840388333
- Guide raisonné de la construction écologique, Bâtir-Sain. ISBN 9782952843706
- La Maison Écologique, un choix d'avenir, Pascal Greboval, Kristell Menez, Rustica Editions. ISBN 9782840388609
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