Bâtiment à énergie positive

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Maison passive à Darmstadt, en Allemagne.
Maison passive à Darmstadt, en Allemagne.

Un bâtiment à énergie positive ou plus généralement une construction à énergie positive (une route, un pont, etc.) est une construction qui produit plus d’énergie (électricité, chaleur) qu’elle n’en consomme pour son fonctionnement.

Dans le cas d’un bâtiment, les toits, les murs, voire les fenêtres [1], peuvent être mis à profit pour accumuler et restituer de la chaleur ou produire de l’électricité.

C’est généralement un bâtiment passif très performant et fortement équipé en moyens de production d'énergie par rapport à ses besoins en énergie.

Sommaire

[modifier] Historique du concept

La construction à énergie positive constitue une rupture technologique et conceptuelle, dans les mouvances architecturale de la HQE (années 1990) et plus particulièrement dans la lignée de la construction passive développée dans les années 1970, mais formalisée en 1988 par le Pr Bo Adamson de l’université de Lund, (Suède) et Wolfgang Feist (Institut fur Wohnen und Umwelt / Institute for Housing and the Environment [2]). Parmi les premières références, on peut citer la maison Hölken, à Freiburg-im-Beisgau, une maison totalement autonome en énergie datant de 1994 [3]. Le concept a aussi été décliné en réalisations économiquement viables par l'architecte Rolf Disch sous la forme de Plusenergiehaus et Solarsiedlung ("maison à énergie positive" et "quartier solaire") [4].

[modifier] Principes

La conception d’un habitat à énergie positive reprend généralement les grands principes de la maison passive en y ajoutant des éléments de productions d'énergie :

  1. Isolation thermique renforcée, fenêtres de grande qualité
  2. Suppression des ponts thermiques
  3. Excellente étanchéité à l’air
  4. Forte limitation des déperditions thermiques par renouvellement d'air via une ventilation double flux avec récupération de chaleur sur air vicié
  5. Captation optimale de l’énergie solaire de manière passive
  6. Protections solaires et dispositifs de rafraîchissement passif
  7. Limitation des consommations d’énergie des appareils ménagers
  8. Equipement en moyens de production d'énergie (capteurs photovoltaïque, capteur solaire thermique, aérogénérateur, etc.)

L'énergie excédentaire est généralement injectée sur des réseaux électrique ou de chaleur, privés ou publics.

[modifier] Enjeux

Le secteur du bâtiment est pour l’Union européenne le premier consommateur d’énergie primaire (40% de l’énergie totale consommée) devant les transports (30%) et l’industrie (30%). Il est responsable de plus de 40% des émissions totales de CO2. Les économies d’énergie sont un enjeu économique et écologique majeur pour ce secteur. Selon l’Ademe, en france et pour chaque ménage, atteindre le "Facteur 4" représente un « montant d’investissement compris entre 15 000 et 30 000 euros à réaliser avant 2050 »[5]. Des solution du type bâtiment à énergie positive permettent d’espérer pouvoir doublement rentabiliser ce type d’investissement.

Les maisons passives (et plus rarement « à énergie positive ») qui existent déjà par milliers en Allemagne et Suisse montrent que les solutions techniques existent. Reste à les généraliser pour tenir l’objectif du facteur 4, ou du facteur 9 (diviser par 9 les consommation pour un service équivalent) ...alors que le prix du pétrole et de l’énergie devraient inéluctablement augmenter (Cf. manque de pétrole, manque d’uranium à partir de 2024 selon l’AIEA).

Une Directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments vise à réduire leur consommation énergétique de 22% d’ici 2010. Les gisements d’économie sont importants mais moindres dans le bâtiment ancien. Un bâtiment neuf à énergie positive peut compenser les pertes de quelques bâtiments anciens périphériques moins bien isolés et moins performants.

[modifier] Le solaire passif

Pour valoriser le potentiel fourni par le soleil en hiver, au printemps et en automne, il est nécessaire de capter sa chaleur, la stocker et la restituer. L’énergie solaire est captée par les parties vitrées de la maison. Ces vitrages isolants sont dimensionnés selon l’orientation du bâtiment : 40 à 60 % de surface vitrée sur la façade sud, 10 à 15 % au nord, et moins de 20% sur les façades est et ouest. L’énergie solaire, qui pénètre via les fenêtres, est stockée à l’intérieur par des matériaux à forte inertie. La chaleur accumulée dans le bâtiment doit être restituée dans la pièce par convection et rayonnement, avec un étalement dans le temps. Afin d’éviter l’inconfort occasionné par les surchauffes en été, l’ensoleillement direct des façades est maîtrisé grâce à des protections solaires constructives (auvent, pare-soleil, persienne…) et à des vitrages avec un facteur solaire suffisant pour limiter les apports énergétiques. Ces mesures constructives peuvent être complétées par des stores et une protection végétale.

[modifier] Coût

Il existe un surcoût initial d’au moins 10 % par rapport à une construction traditionnelle [réf. nécessaire] ; ce surcoût est d’autant plus élevé qu’on visera une production excédentaire importante (surtout si elle est totalement photovoltaïque). Aux conditions actuelle de rachat de l’électricité en Europe de l’Ouest, l’investisseur est supposé pouvoir rentrer dans ses frais en 10 à 20 ans grâce aux économies d’énergie réalisées et à la vente de l’énergie excédentaire.

[modifier] Autres freins

Un des freins est le manque d’artisans qualifiés, d’architectes formés à ces standards et la hausse des coûts entrainée par une demande qui dépasse l’offre.

Pour diminuer la consommation énergétique des bâtiments de 22% d’ici 2010 en Europe, une Directive performance énergétique des bâtiments (EPBD) est en cours de transposition en 2007 dans les droits nationaux, elle pourrait éventuellement encourager la formation.

Des études sont en cours pour mieux cerner les impacts de ce concept en terme économique, énergétique et environnemental, améliorer son efficacité, favoriser la diffusion (En France, programme de recherche PREBAT).

[modifier] Critiques

La production excédentaire d'énergie véhicule une image positive de haute qualité environnementale mais n'impose pas nécessairement de qualité environnementale ni sociale (matériaux utilisés (toxicité, provenance), santé et sécurité au travail, traitement des ouvriers ). Ce type de solution peut sembler difficilement généralisable car nécessitant un surinvestissement initial important.

[modifier] Notes et références

  1. ↑ Panneau CSTB Des fenêtres à énergie positive
  2. ↑ (de) Site de l’Institut für Wohnen und Umwelt.
  3. ↑ (de) Présentation de la maison.
  4. ↑ (de) [www.plusenergiehaus.de Site de Rolf Disch]
  5. ↑ Source : Mme Papalardo, présidente de l’ADEME, discours d’introduction de la journée « vers des bâtiments à énergie positive » (26 septembre 2006) Discours

[modifier] Voir aussi

[modifier] Liens externes

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