Un système à base de béton pour une maison énergie positive à inertie

A Annecy, une maison énergie positive à inertie vient de sortir de terre. Fruit d'une alliance entre un constructeur de maisons individuelles et un industriel béton, le système constructif choisi repose sur un double mur béton.

Développée par Chamois Constructeurs et l'industriel ciment béton Vicat, cette maison énergie positive à inertie d'environ 165 m2 et à un étage doit répondre aux exigences de qualité environnementale, performance économique et confort pour ses occupants. Exigences obtenues grâce à la mise au point d'un système constructif doté d'un double mur béton, associé à des équipements qui permettent de produire assez d'énergie pour couvrir et surpasser la consommation des occupants.
Le choix du béton comme matériau de construction principal lui confère en outre une grande inertie et une excellente performance en matière de perméabilité à l'air.
L'objectif est bien entendu de tirer le meilleur parti de ce matériau et de ses qualités.

Une inertie intérieure de 250 tonnes

Le béton a en effet été choisi pour ses grandes capacités thermiques.
Grâce à une très bonne inertie thermique, ce matériau dispose d'une excellente faculté à absorber, stocker et restituer l'énergie (chaleur ou fraîcheur) se situant, en général, dans les murs et les planchers d'un bâtiment. Ainsi, son bâti en béton permet à la maison de bénéficier d'une inertie intérieure de 250 tonnes. Cette inertie rend les écarts de température quasi nuls, été comme hiver, ce qui permet aux occupants de faire des économies d'énergie et de bénéficier d'un grand confort. Elle est favorisée par la structure double mur qui met directement le béton en contact avec le milieu intérieur. Mise au point par Chamois Constructeurs, cette technique du double mur composée d'un mur intérieur de 15 cm, d'une isolation de 20 cm et de 15 cm d'agglomérés béton (50 cm au total), permet aussi de supprimer les ponts thermiques grâce à la pose en continu de l'isolant, qui peut ainsi courir des fondations au faitage. En utilisant de manière adéquate des matériaux tels que la laine de verre couplée à des blocs béton (agglo), la mise en place de systèmes d'isolation performants limite la déperdition d'énergie.
Par ailleurs, la conception de la maison repose sur un principe bioclimatique. Les sources d'énergie extérieures sont optimisées pour générer des apports énergétiques gratuits. Ainsi, les baies vitrées les plus grandes sont orientées vers le sud pour récupérer un maximum d'énergie solaire passive. La maison est aussi équipée d'un double toit de montagne, c'est-à-dire qu'une lame d'air se trouve sous les tuiles pour assurer une plus grande isolation.

Des équipements performants

Ces performances principalement liées au bâti sont obtenues également grâce aux équipements : pose de panneaux photovoltaïques exposés plein sud et de capteurs thermiques pour l'eau chaude sanitaire intégrés aux fenêtres du toit. Pour rafraîchir la dalle sans consommation d'énergie autre que la pompe de circulation, la géothermie naturelle est utilisée. Le renouvellement d'air est assuré par une VMC double flux. Quant au chauffage, le constructeur propose deux systèmes : une pompe à chaleur ou une chaudière à gaz à condensation.
Avec cette maison énergie positive à inertie qui a reçu les labels Minergie et Effinergie, Chamois Constructeurs et Vicat anticipent la réglementation thermique de 2020 (RT 2020) qui vise à généraliser les bâtiments à énergie positive et à avoir, dès 2014, au moins un tiers des bâtiments neufs à basse consommation (BBC) ou à énergie positive.

FOCUS

Béton : un matériau à grande inertie thermique

L'inertie thermique est liée à la capacité d'un matériau à accumuler de la chaleur en hiver et de la fraîcheur en été, et de la restituer lentement. Cette régulation naturelle de la température à l'intérieur de la maison permet aux occupants de diminuer leur consommation d'énergie, et ainsi leur facture énergétique et leurs émissions de CO2, et procure un confort important.
Tous les matériaux ne possèdent pas la même faculté thermique. Plus la capacité thermique est importante, plus le matériau pourra stocker de l'énergie (chaleur ou fraîcheur).
Le béton est l'un des matériaux qui présente la plus grande capacité thermique : elle est estimée entre 2 400 et 2 610 Kilojoules par m3 et par degré (KJ/ m3.K). A titre de comparaison, elle est deux fois et demi supérieure à celle du bois de charpente (960 KJ/m3.K) et quatre fois supérieure à celle de la terre cuite (630 KJ/ m3.K). Les matériaux, tels que le béton, qui disposent d'une forte capacité thermique, sont qualifiés de matériaux à inertie lourde.

 

Une maison à énergie positive

Pour réaliser cette maison, Chamois Constructeurs s'est associé avec Vicat, l'ADEME, EDF ENR, Gaz de France, l'Institut National de l'Energie Solaire, le Centre National de la Recherche Scientifique, le Commissariat à l'Energie Atomique et Prioriterre (Centre d'Information et de Conseil Énergie, Eau, Consommation).

Radier en béton

Le système de fondation est un radier en béton Vicat porté sur murs périphériques et mur de refend avec isolation posée sous radier afin de conserver au maximum l'inertie de la dalle béton. Avant le coulage des fondations, un réseau de circulation d'eau est mis en place dans le fond afin de permettre un rafraîchissement du plancher l'été en free-cooling. Ce procédé consiste à refroidir un bâtiment par circulation d'eau en utilisant les frigories du sol..

Isolant sous radier

Mise en place de deux couches croisées d'isolant sous radier avec damage préalable de la sous-couche en gravier. Le radier est ensuite ferraillé et les sorties de canalisation traversant les deux couches d'isolant sont calfeutrées par une mousse expansée.

Double mur béton

L'association « inertie-isolation » apporte un grand confort aux occupants de la maison. Ce confort est obtenu avec une température constante, été comme hiver, par un système double mur à forte épaisseur puisque les façades sont composées d'un mur intérieur de 15 cm, d'une isolation de 20 cm et de 15 cm d'agglomérés béton : soit 50 cm au total.

Couverture sur-ventilée

Une couverture sur-ventilée est mise en place, c'est-à-dire que l'espace sous les tuiles est de 77 millimètres, contre 44 habituellement.

Vitrages double et triple

Seules les fenêtres des façades de la face nord sont à triple vitrage mais les menuiseries situées au sud sont équipées de double vitrage pour mieux bénéficier des apports solaires.

Détails constructifs

Les fenêtres, les portes et l'intersection des planchers avec les murs sont responsables de la majorité des déperditions d'énergie. Afin d'éviter ces déperditions, Chamois Constructeurs a mis au point des techniques de construction qui permettent de supprimer ces ponts thermiques. L'isolant est continu depuis les fondations jusqu'au faitage grâce à la technique du double mur. Ainsi, en utilisant de manière adéquate des matériaux tels que la laine de verre couplée à des blocs béton (agglo), la mise en place de systèmes d'isolation performants limite la déperdition d'énergie.