Constructions passives norvégiennes

mardi 9 février 2010

L’abondance n’autorise pas le gâchis

Il n’y a pas si longtemps, rares étaient les norvégiens qui, derrière eux, en sortant d’une pièce, éteignaient la lumière. L’énergie hydro-électrique à bon marché associée aux ressources du pétrole autorisait la négligence. Cette (mauvaise) habitude est-elle en passe de se perdre ?

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La maison passive de Haugen
La maison passive est construite en bois massif

Inspirée des initiatives allemandes, la maison passive de Haugen, [1] qui réduit la consommation d’énergie électrique de 50 à 90 % pour le chauffage, est un signe des temps : avant même que des normes norvégiennes soient officiellement établies, un projet pilote a vu le jour, faisant passer la consommation annuelle de 23500 à 2820 kWh/an sur une surface de près de 240 m2.

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La maison passive de Haugen
Une fois construite la maison répond aux critères retenus pour l’appellation "maison passive"

Cette consommation électrique se répartit en 2 postes : le chauffage et l’éclairage : pour mériter le qualificatif de "maison passive ", la consommation d’énergie électrique doit être inférieure à 80 kWh /m2/an [2]. Elle est pour la maison passive de Haugen de 65kWh/m2/an dont 14 kWh/m2/an pour l’éclairage comprenant 4 kWh/m2/an récupérée sur le soleil.

Un miracle est toujours possible

Ce miracle est dû à 2 principes : bien isoler la maison pour éviter autant que possible les pertes de chaleur et la récupérer soit sur le soleil soit sur les eaux usées (Douche et vaisselles).

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Isolation : bois et laine de verre
Pour des chutes de neige importantes, une bonne isolation (papier bitumé,laine verre) est la clef d’économies substantielles d’énergie

Le soleil mis à contribution

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Panneaux solaires pour "maison passive"
La "maison passive" est orientée pour capter un maximum de chaleur solaire

A la fois sur le toit et le balcon, des panneaux judicieusement orientés par rapport au soleil captent la chaleur Les capteurs solaires au balcon qui sert essentiellement au réchauffement des eaux usées. De la même manière, l’éclairage économise l’énergie par simple disposition des ouvertures au sud et à l’ouest. L’hiver, par temps ensoleillé aux fenêtres, un thermostat réagit sur le chauffage intérieur. L’été, au contraire, des volets modèrent l’exposition au soleil (et la température) de l’intérieur de la maison. Certaines pièces intérieures (Jardin d’hiver, terrasse couverte) à la "maison passive" sont, d’autre part, concues sans chauffage. La bonne isolation permet alors de maintenir la température à 17-19 C alors que la température intérieure est supérieure à 20 C quelque soit la rigueur du froid extérieur (la température en dehors de la maison peut, pour de courtes périodes, atteindre -25 C ). Atteindre un tel confort nécessite une consommation d’électricité pour le chauffage de la maison ainsi qu’une bonne ventilation pour optimiser la circulation d’air chaud.

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Récupération de la chaleur des eaux usées
Les eaux de vaisselle et de la douche sont recyclées pour récupérer leur chaleur résiduelle

Sur la figure ci-dessus, les eaux usées encore chaudes (en bleu) des sanitaires ou de la cuisine échangent leur chaleur dans un réservoir d’eau qui, ainsi, se réchauffe.

L’enfer est dans les détails

La récupération de l’énergie s’accompagne d’une économie méticuleuse. Régulée jusque dans les détails, la circulation de la chaleur profite d’une isolation à l’Argon très soignée.

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Triple vitrage isolant
Isolation à l’argon entre les vitres
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Bois massif de la construction
La construction en bois massif nécessite une isolation extérieure

De même, la construction en bois massif assemblée et non collée, laissant circuler l’humidité, n’est isolée qu’extérieurement.

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Les poignées de portes non isolées
Peut-être les fermetures des portes pourront-elles à l’avenir être thermiquement plus étanches

Simple amélioration possible : les fermetures des portes ou fenêtres, non thermiquement isolées, cesseront d’être une source de déperdition d’énergie.

Pas si chères que les maisons écologiques

Associées aux habitations écologiques, les "maisons passives" risquent de subir les préjugés liés aux coûts élévé du respect de l’environnement. La réalité financière des "maisons passives" leur est pourtant très favorable. Pour une réduction d’un tiers de la consommation énergétique, (de 47 kWh/nm2/an à 15 kWh/m2/an), le prix d’une construction passive, toutes choses étant égales d’ailleurs, ne serait majoré que de 3,5 % du coût global.

Des perfectionnements combinés

Tant au niveau du financement (banque locale) qu’à celui de la recherche technique, la maison passive de Haugen se caractérise non pas comme il est de coutume pour les innovations par une audace provoquant un saut technologique mais par une intégration poussée de techniques très performantes.

De la maison à l’école passive de Marienlyst

Le nouveau concept de construction passive vaut également pour l’école de Marienlyst [3] dont l’achèvement est prévu fin 2010.

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Ecole de Marienlyst : chauffage
L’école est chauffée par circulation d’eau chaude dans le sol béton

Aux 5% des 27.768.354,52 € [4] de coûts supplémentaires pour économiser l’énergie [5], 249.002,24 € [6]sont alloués à l’isolation et 995.979,32 € [7] à l’automation.

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Triple vitrage isolant
Les murs épais (0,35 m) et le triple vitrage assure une isolation optimale

Comme à la maison passive de Haugen, l’énergie doit être disponible quand et où le besoin se fait sentir en quantité suffisante pour créer une ambiance chaleureuse dans les locaux de l’école.
Pour ce faire, on adjoint aux installations prévues pour 6500 m2 de l’école, les régulations nécessaires. Au chauffage par le sol, on ajoute une ventilation régulée sur demande de la quantité d’air nécessaire.
Imaginons la température dans l’école en été, avec la chaleur dissípée par les ordinateurs et l’éclairage sans oublier les autres sources d’énergie ! Les normes des constructions passives interdit l’utilisation de la climatisation. Pour obtenir une température agréable et supportable au sein de l’école, on envoie de l’eau fraîche dans l’installation de chauffage. La fraîcheur d’eau est régulée par la température interne du bâtiment.

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La ventilation assure une circulation d’air convenable
Des économies d’énergie sont réalisées par ventilation de l’école

De même, la consommation de lumière est régulée automatiquement.
Le chauffage lui-même, assuré par des panneaux solaires et par biomasse est fourni l’été par l’installation centrale de chauffage des 12.200 m2 de la piscine alimentant l’école par des pompes à chaleur.

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Raccordement aux installations thermales
L’école de Marienlyst est raccordée aux installations thermales de Drammen

Cette recirculation de la chaleur, tenant compte des émissions de Co2 ( [8] limite la consommation d’énergie de l’école passive de Marienlyst à 75 kwh/m2. (voir norme Enova)

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Amphithéatre en construction
A coté des petites salles, l’école dispose d’un amphi

La nouveauté du concept de construction passive semble suivre la vague de constructions scolaires pour une pédagogie par objectif. Aux petites alles aménagées à Marienlyst pour la résolution de problèmes bien spécifiques en petits groupes, des amphithéatres classiques sont réservés à des enseignements magistraux de disciplines indépendantes des questions posées (ex. Mathématiques, Physique, Chimie etc). En cas de besoin, les salles de classe de taille normale peuvent être divisées en 2 salles pour la pédagogie en petits groupes.

Les efforts énergétiques récompensés

Satisfaisant les critères de construction passive, l’école de Marienlyst a bénéficié des subventions de l’Etat dans le cadre des projets pilotes nationaux. Marienlyst est le premier établissement du pays à être bâti selon les normes de construction passive.
En 2009, d’autre part, l’Etat norvégien avait attribué des subventions à des institutions publiques d’autres catégories (bàtiments administratifs, hopitaux et maisons de retraite etc )qui ont fait des efforts pour réduire la consommation d’énergie Ces efforts se caractérisent par la contruction ou la transformation de vieux bâtiments en dessous des normes définies par le Département des Bâtiment et des Travaux Publics qui, par exemple, est de 130 kW/m2/an pour les établissements scolaires.

* Rédaction commune : JF Doucet Ing Diplomé, AT Kodila, Ingénieur TP.

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Norme ENOVA
Normes de consommation énergétique des bâtiments

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Architectes


[1Je remercie Mr A T Kodila de m’avoir invité à l’inauguration du Centre de Compétence d’Economie d’Energie du Bâtiment le 8 fév 2010 à Haugen Saueveien 34 B

[2norme Enova

[3Je remercie Mr AT Kodila, ingénieur TP de m’avoir invité à la visite commentée du chantier le 4 Mars 20010

[4soit 223 millions de NOK Mars 2010

[5soit 1.388.417 € soit 11.150.916,60 NOK Mars 2010

[6soit 2 millions NOK Mars 2010

[7soit 8 millions NOK Mars 2010

[8Electricité : émission de Co2 = 357 g CO2/kWh ; Energie fossile : émission de CO2= 270 g Co2/kWh