Comment concevoir un bâtiment à haute efficacité énergétique

Les bâtiments à haute efficacité énergétique (nouvelles constructions ou bâtiments existants rénovés) peuvent être définis comme des bâtiments conçus pour réduire de manière significative les besoins en énergie pour le chauffage et le refroidissement, indépendamment de l’énergie et des équipements qui seront choisis pour chauffer ou refroidir le bâtiment.

Dans cet article nous étudierons ce qu’est un bâtiment à énergie positive, les solutions passives et actives à mettre en place pour créer un bâtiment énergie positive et les réglementations à respecter.

Définition d’un bâtiment à énergie positive

La conception de bâtiments à haute efficacité énergétique implique la construction ou la modernisation de bâtiments capables d’optimiser l’énergie qui leur est fournie, ou qu’ils créent, en prenant des mesures pour réduire les pertes d’énergie. Les bâtiments à haut rendement énergétique sont moins coûteux à exploiter, plus confortables pour l’utilisateur et plus respectueux de l’environnement. 

On peut identifier plusieurs caractéristiques du bâtiment à haute efficacité énergétique :

• La conception bioclimatique : le bâtiment optimise au maximum les conditions de son lieu d’implantation, à travers sa forme, son orientation, ses protections solaires ou encore son système photovoltaïque.
• Une enveloppe de bâtiment performante : isolation complète, vitrages et fenêtres performants, construction étanche à l’air, évitement des ponts thermiques.
• Un système de Ventilation Mécanique Contrôlé (VMC) à haut rendement : isolation mécanique, récupération de chaleur.

Beaucoup de facteurs ont un effet sur le rendement énergétique du bâtiment. Des facteurs externes, souvent difficiles à contrôler, comme l’augmentation rapide et globale de la consommation d’énergie en raison de l’accroissement de la population et d’une urbanisation de plus en plus importante.

Cependant, le constructeur peut avoir un impact sur l’efficacité énergétique du bâtiment à travers :

• Des solutions passives : architecture, système de chauffage et choix de la VMC.
• Des solutions actives : systèmes intelligents permettant une forte réduction de la consommation énergétique d’un local ou d’un immeuble.

Nous allons étudier ces deux catégories de solutions et identifier les champs d’action du constructeur.

Solutions passives

L’architecture du bâtiment

Idéalement, le bâtiment à énergie positive possède une architecture bioclimatique. La conception bioclimatique tient compte des conditions climatiques et environnementales pour contribuer au confort thermique et visuel à l’intérieur du bâtiment. La conception bioclimatique prend en compte le climat local pour utiliser au mieux l’énergie solaire et les autres sources d’énergie environnementales.

On fera notamment attention à l’enveloppe extérieure du bâtiment et à ses ouvertures afin de protéger le bâtiment de la chaleur solaire, particulièrement en été mais également en hiver. Des systèmes solaires thermique et photovoltaïque capturent les rayons du soleil, permettant d’éclairer et de chauffer le bâtiment. En été, le bâtiment sera protégé du soleil grâce à l’ombrage mais en parallèle par le choix de matériaux appropriés pour l’enveloppe du bâtiment – par exemple en choisissant des couleurs réfléchissantes.

Isolation thermique – systèmes de chauffage

L’isolation thermique est une technologie accessible, peu coûteuse; qui permettra à l’architecte, au constructeur et à l’utilisateur final d’économiser de l’énergie, de réaliser des économies et de réduire les émissions du bâtiment. Une isolation efficace garantit l’efficacité énergétique de chaque pièce du bâtiment. 

L’objectif de l’isolation sera de réduire les pertes d’énergie des installations techniques du bâtiment. L’isolation est un enjeu important pour chaque bâtiment, indépendamment de la région dans laquelle vous vous trouvez. Durant l’hiver, celle-ci peut permettre de maintenir le bâtiment à une température idéale pour l’utilisateur, et  donc limiter les besoins en chauffage. En été, les systèmes d’isolation empêchent la chaleur de pénétrer et réduisent le besoin de climatisation. Couplée à une VMC performante,une importante résistance thermique du bâtiment permettra de réaliser de grandes économies et aura un impact positif sur l’environnement.

Systèmes de VMC performants

La ventilation est très importante dans un bâtiment à haute efficacité énergétique. Celle-ci doit permettre  :

• D’assurer un confort thermique de l’occupant, toutes saisons confondues.
• De filtrer l’air entrant et un renouvellement de la qualité d’air intérieur.
• Un confort acoustique pour ses occupants.
• D’éliminer les contaminants particulaires, gazeux ou biocontaminants ayant un effet négatif sur la santé de l’utilisateur.

La ventilation aide également à contrôler l’humidité, qui peut entraîner la formation de moisissures et des dommages structurels. Dans un bâtiment neuf, nous vous conseillons d’opter pour un système de VMC Double Flux afin de répondre aux enjeux environnementaux, de réaliser à long terme des économies et d’assurer un confort thermique et acoustique optimal pour l’utilisateur final.

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Solutions actives

Beaucoup de bâtiments commerciaux sont aujourd’hui équipés de systèmes intelligents, permettant de les qualifier de Smart Building (ou bâtiment intelligent). Le principe du bâtiment intelligent est de collecter divers informations afin d’automatiser le chauffage, l’éclairage, la climatisation, la fermeture ou l’ouverture des fenêtres, ou encore la sécurité. Les bâtiments intelligents centralisent et connectent divers sous-systèmes, qui fonctionnent généralement de manière indépendante, de sorte que ces systèmes puissent partager des informations pour optimiser la performance totale du bâtiment.

Les bâtiments intelligents n’ont pas qu’un contrôle de l’intérieur : ils réagissent aux évènements extérieurs afin d’optimiser au maximum le confort de l’utilisateur final. Les lois Grenelle 1 et Grenelle 2 ont contribué à la construction de bâtiments gaspillant moins d’énergie, et les Smart Buildings sont très souvent basse consommation.

Les avantages d’un bâtiment intelligent sont nombreux :

• Coûts de chauffage et climatisation réduits : le coût du chauffage et de climatisation d’un bâtiment entier peut être très élevé, et investir dans une technologie intelligente peut permettre de réaliser des économies conséquentes sur les coûts énergétiques.
• Impact environnemental positif : le bâtiment intelligent optimise sa consommation d’énergie, et le moins d’énergie est consommée, le meilleur ce sera pour l’environnement. Une technologie qui va dans le sens de la loi RE2020.
• Confort de l’utilisateur final : l’occupant du bâtiment, que ce soit un bâtiment professionnel ou résidentiel, bénéficie d’un confort optimisé 
• Augmentation de la valeur du bâtiment : un building possédant un système intelligent performant verra sa valeur augmenter, dans le cadre d’une vente ou d’une construction.

Réglementations sur les bâtiments à haute efficacité énergétique

Pour en savoir plus sur les bâtiments à haute efficacité énergétique, nous vous recommandons de vous référer aux lois et réglementations suivantes :

Lois Grenelles

Les lois Grenelle 1 et Grenelle 2  prévoient les actions à mettre en place afin de faciliter la transition écologique en définissant notamment les normes de construction du bâtiment.

RT 2012

La loi RT 2012 (Réglementation Thermique 2012) est entrée en vigueur début 2013 et a entraîné un changement radical dans les exigences de performance énergétique des bâtiments.

La norme exige que les nouveaux travaux de construction atteignent une performance énergétique trois fois supérieure à la norme existante. Désormais, les bâtiments résidentiels devront avoir une consommation d’énergie primaire inférieure à 50 kWh/m²/an, contre 150 kWh/m²/an selon la réglementation RT2005.

RE 2020

La loi RE 2020 est la suite logique de la loi RT 2012 et apporte des changements majeurs, notamment par rapport à la mesure de la performance environnementale du bâtiment. La méthode de calcul de la performance énergétique inclut désormais la performance bioclimatique du bâtiment, renforçant l’importance du coefficient Bbio. 

Directive européenne sur l’efficacité énergétique des bâtiments

L’Union européenne fixe des exigences minimales afin d’assurer la performance énergétique des bâtiments des membres de l’UE. Une directive européenne à consulter ici.