Construire une Maison Éco-Énergétique

Concevoir et construire une maison éco-énergétique conforme aux multiples considérations auxquelles font face les constructeurs peut être un défi. Cependant, nous pensons chez InterNACHI qu’il est possible de rendre n’importe quel type de logement dépendant pour le chauffage et la climatisation de quantités minimales d’énergie tout en étant confortable. De nos jours, il est bien plus facile de demander à son architecte et son constructeur d’utiliser des méthodes de conception et de construction plus performantes. Même s’il existe diverses options pour la conception d’une telle maison, elles ont toutes en commun certains aspects : une valeur R élevée, une enveloppe thermique étanche, une ventilation contrôlée et des factures de chauffage et de climatisation réduites.

Certains projets coûtent plus cher à construire que d’autres, mais leur construction nerequiert pas un budget élevé. Grâce aux avancées technologiques récentes dans le domaine des composants de bâtiment, des techniques de construction, ainsi que du système de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVCA), toutes les idées les plus modernes visant à faire des économies d’énergie peuvent être intégrées aux plans de conception de tous types de maisons sans sacrifier confort, santé ou esthétique. Vous trouverez ci-dessous une discussion sur les principaux éléments requis pour la conception et le mode de construction des maisons éco-énergétiques.

L’Enveloppe Thermique

Une « enveloppe thermique » est tout dans une maison servant à protéger l’espace habitable des éléments extérieurs. Cela inclut les murs et les toitures, l’isolation, les fenêtres, les portes, les revêtements, le calfeutrement et les pare-air et pare-vapeur. Les éléments spécifiques à prendre en compte sont décrits ci-dessous.

Les Murs et les Toitures

De nos jours, il existe plusieurs alternatives aux murs et aux toitures traditionnels avec structure en bois (poteaux de bois) et elles gagnent en popularité. Cela comprend :

• Optimum Value Engineering (OVE)
  Cette méthode consiste à utiliser du bois uniquement lorsque cela est nécessaire, permettant de réduire les coûts liés à l’utilisation du bois et de garder plus de place pour l’isolant. Cependant, la qualité du travail doit être de premier ordre puisqu’il ne doit pas y avoir d’erreurs de construction dans ce cas.
• Les Panneaux de Construction Isolant (SIP)
  Il s’agit généralement de panneaux de contreplaqué ou de panneaux à copeaux orientés laminés autour de carton mousse au centre. L’épaisseur de la mousse est comprise entre 102 mm et 203 mm (4 et 8 pouces). Du fait que les SIP servent à la fois d’ossature et d’isolant, la construction est bien plus rapide que le OVE ou que son ancien équivalent, les poteaux de bois. De même, la qualité des travaux est souvent supérieure puisque les travailleurs ont moins la possibilité de faire des erreurs. 
• Le Coffrage en Béton Isolant (ICF)
  Il s’agit souvent de deux couches de panneaux en mousse extrudés (un à l’intérieur de la maison et l’autre à l’extérieur de la maison) qui sert de moule au béton armé central. C’est la méthode la plus rapide et la moins risquée en terme d’erreurs de construction. De tels bâtiments sont aussi très solides et dépassent facilement les exigences légales relatives aux zones sujettes aux tornades et aux ouragans.

L’Isolation

Une maison éco-énergétique a des valeurs R d’isolation bien plus élevées que ce qui est requis par la règlementation locale du bâtiment. Par exemple, dans l’état de New York, on peut trouver dans une maison typique de l’isolant en fibre de verre R-11 dans les murs extérieurs et R-19 dans le plafond,sporadiquement installé, tandis que les planchers et les murs de fondation peuvent ne pas être isolés du tout. L’isolation d’une maison similaire mais bien conçue et bien construite sera de l’ordre de R-20 à R-30 pour les murs (y compris les fondations) et de R-50 à R-70 pour les plafonds. Les nattes ou arceaux de fibres de verre, la cellulose par pulvérisation ou l’isolant en mousse qui sont correctement installés vont totalement remplir les creux dans les murs.

Les Pare-Air et Pare-Vapeur

Il s’agit de deux choses qui, parfois, remplissent la même fonction. La manière de les concevoir et de les installer dépend en grande partie du climat et de la méthode de construction choisie. Peu importe où l’on construit, la condensation due à la vapeur d’eau pose un risque majeur à la structure de la maison. Lorsque le climat est froid, les différences de pression peuvent pousser l’air intérieur chaud et humide vers les murs extérieurs et les greniers. En se refroidissant l’air se condense. L’inverse se produit lorsque le climat est humide. L’air extérieur humide qui pénètre dans les murs vers les cavités plus fraiches se condense pour se transformer en eau liquide. C’est la raison pour laquelle certains vieux bâtiments dans le sud des États-Unis qui ont désormais la climatisation souffrent de problèmes de moisissure et de pourriture du bois.

Peu importe le climat, il faut minimiser les effets de la migration de la vapeur d’eau grâce à une enveloppe thermique minutieusement conçue et des pratiques de construction saines. Toute vapeur d’eau qui a réussi à pénétrer dans les murs ou le grenier doit pouvoir sortir de nouveau. Certaines méthodes de construction et certains climats se prêtent à l’échappée de la vapeur d’eau vers l’extérieur. D’autres favorisent l’entrée vers l’intérieur du logement afin que le système de ventilation de la maison puisse s’en occuper.

Les cloisons sèches étanches et le système simple du vide sanitaire comme pare-vapeur sont d’autres moyens de contrôler le mouvement de l’air et de la vapeur d’eau dans les bâtiments résidentiels. Ces méthodes reposent sur l’installation,à l’intérieur, comme barrière principale, de matériaux laminés quasi étanches à l’air, tels que des cloisons-sèches et des plaques de plâtre, et de carton mousse et/ou de contreplaqué soigneusement scellé à l’extérieur.

Les Fondations et les Dalles

Les murs et dalles de fondation doivent être au moins aussi bien isolés que les murs de l’espace habitable. Lorsque les fondations ne sont pas isolées, il y aura un impact négatif sur la consommation d’énergie et le confort, particulièrement si la famille utilise le rez-de-chaussée de la maison comme espace de vie. De plus, les appareils qui fournissent indirectement de la chaleur, tels que les chauffe-eau, les lave-linge, les sécheuses ou les congélateurs, sont souvent au sous-sol. Si les murs de fondation et le sol du sous-sol sont bien isolés, ces appareils peuvent aider à chauffer la maison.

Les Fenêtres

Une maison typique perd plus de 25% de sa chaleur via les fenêtres. Les fenêtres modernes isolent moins qu’un mur, ainsi, souvent, les maisons éco-énergétiques situées dans un climat dominé par l’utilisation du chauffage, doivent avoir peu de fenêtres orientées vers le nord, l’est et l’ouest. En règle générale, la superficie des fenêtres ne doit pas dépasser 8% à 9% de la superficie du sol, à moins que des techniques solaires passives soient correctement utilisées. Si tel est le cas, il est recommandé que la superficie des fenêtres donnant au sud de la maison soit augmentée pour atteindre 12% par rapport à la superficie du sol. Dans les climats où la climatisation est requise, le coefficient de gain solaire des fenêtres orientées vers l’est, l’ouest et le sud doit être faible (elles servent à bloquer le gain de chaleur solaire). Un avant-toit bien conçu pour des fenêtres orientées vers le sud permet d’éviter une surchauffe pendant l’été dans la plupart des régions continentales des États-Unis. Au minimum, des fenêtres homologuées Energy-Star (ou un équivalent) doivent être utilisées en fonction des normes régionales climatiques Energy Star.

En général, les fenêtres les mieux scellées sont à battant et à auvent, puisqu’elles se ferment plus hermétiquement que les fenêtres coulissantes.Il faut éviter les fenêtres dont le cadre est en métal, particulièrement lorsque le climat est froid. Scellez toujours le pare-air/vapeur mural pour qu’il soit hermétique le long du bord du cadre de la fenêtre afin d’éviter que l’air et la vapeur ne puisse entrer dans les cavités du mur.

L’Étanchéité

Pour qu’une enveloppe thermique soit bien construite, l’isolation et l’étanchéité doivent être précis et rigoureux. Les fuites d’air doivent être scellées dans l’enveloppe thermique afin de réduire significativement la perte d’énergie. Une bonne étanchéité à elle seule peut réduire la facture d’électricité de 50% par rapport à d’autres maisons du même type et du même âge. Lorsque les maisons sont construites de cette manière, elles sont si éco-énergétique qu’il est difficile de définir la dimension correcte du système de chauffage/climatisation. Toute règle générale quant aux dimensions du système est souvent erronée, pouvant conduire à surdimensionner et à un gaspillage. 

La Ventilation Contrôlée

Puisqu’une maison éco-énergétique est hermétiquement scellée, il est important et relativement simple de ventiler le bâtiment de manière contrôlée. Une ventilation mécanique contrôlée du bâtiment permet de réduire l’infiltration d’humidité et donc les risques pour la santé liés aux polluants de l’air intérieur. Ceci permet aussi de rendre l’atmosphère plus confortable et de réduire les risques de dommages structurels à cause d’une accumulation excessive d’humidité.

Un système de ventilation correctement conçu est important pour d’autres raisons. Les appareils, tels que les chaudières, les chauffe-eau, les sécheuses et les ventilateurs d’évacuation des salles de bain et des cuisines évacuent l’air vicié de la maison, il est donc plus facile de dépressuriser une maison hermétique, si tout le reste est ignoré.  Les appareils à tirage naturel, tels que les chauffe-eau, les poêles à bois et les chaudières peuvent être refoulés par les ventilateurs d’évacuation, ce qui peut conduire à une accumulation mortelle de gaz toxiques dans la maison.Pour cette raison, il vaut mieux n’utiliser que des appareils de chauffage à combustion hermétique lorsque cela est possible et apporter de l’air d’appoint pour les autres appareils qui expulsent l’air du bâtiment.

Les ventilateurs récupérateur de chaleur (VRC) et les ventilateurs à récupération d’énergie (VRE) sont de plus en plus utilisés pour une ventilation contrôlée dans les maisons étanches. Ces appareils récupèrent environ 80% de l’énergie provenant de l’air vicié et transmettent cette énergie à l’air frais entrant à l’aide d’un échangeur de chaleur à l’intérieur de l’appareil. Ils sont généralement connectés au système central à air pulsé, mais ils peuvent avoir leur propre réseau de conduites.

D’autres appareils de ventilation peuvent être utilisés avec un ventilateur d’évacuation, tels que des évents qui traversent le mur et/ou « à égouttement ». Cependant, leur fonctionnement est plus cher et ils sont moins faciles à utiliser puisqu’ils n’ont pas de fonction de récupération d’énergie pour le pré conditionnement de l’air entrant. L’air entrant qui est inconfortable peut poser un sérieux problème si la maison se trouve dans un climat nordique et peut créer des problèmes d’humidité dans les climats humides. Ce type de stratégie pour la ventilation n’est recommandé que si le climat est tempéré ou peu humide.

Exigences en matière de Chauffage et de Climatisation

Les maisons qui incorporent les éléments mentionnés ci-dessus ne nécessiteront qu’un petit système de chauffage (généralement, moins de 50 000 BTU par heure, même lorsque le climat est très froid). Certaines maisons n’ont rien de plus que le soleil comme source de chaleur principale. Les chauffages auxiliaires que l’on trouve couramment sont des chauffages par rayonnement dans les planchers via un chauffe-eau au gaz traditionnel, des petites chaudières, des fours ou des pompes à chaleur électriques. De plus, les appareils que l’on trouve couramment qui libèrent de la chaleur résiduelle peuvent contribuer de manière significative aux exigences de chauffage de telles maisons. Il existe d’autres options, comme les poêles en maçonnerie, à granules et à bois, mais il faut les faire fonctionner avec prudence afin d’éviter un refoulement.

S’il faut utiliser un climatiseur, une petite unité (6 000 BTU par heure) peut être suffisante. Parfois on utilise seulement un grand ventilateur puis l’air frais de la soirée suffit à rafraichir la maison. Le matin, la maison reste fermée et elle est confortable jusqu’au soir.

Commencer un Projet

Les maisons qui incorporent les éléments ci-dessus présentent de nombreux avantages. Elles sont plus confortables puisque l’isolation supplémentaire fait que la température des murs intérieurs reste plus stable. L’humidité intérieure est mieux contrôlée et les courants d’air sont réduits. Un pare-vapeur/air hermétique réduit la possibilité d’infiltration d’humidité et d’air à travers les murs. De telles maisons sont très silencieuses grâce à l’isolant supplémentaire et à la solidité de la construction.

Il y a des inconvénients potentiels. Elles peuvent coûter plus cher et être plus longues à construire que les maisons traditionnelles, particulièrement si le maître d’œuvre et les entrepreneurs ne sont pas familiers avec ces dispositifs permettant des économies d’énergie. Même si la structure ne diffère que peu d’une maison traditionnelle, le maître d’œuvre et les entrepreneurs risquent de refuser de dévier de l’ordinaire. Ils ont peut être besoin d’être éduqués et formés s’ils n’ont aucune expérience avec ces mode de construction. Du fait que certains modes de construction nécessitent des murs plus épais qu’une maison normale, il est possible qu’il faille une fondation plus large pour aboutir au même espace habitable.

Avant de démarrer un projet de construction d’habitation, évaluez attentivement le site et son climat pour déterminer la conception et l’orientation optimale. Vous souhaiterez peut être apprendre à utiliser certains logiciels sur l’énergie qui sont là pour vous aider. Préparez un plan de conception qui offre des niveaux d’isolation, de flux d’humidité et d’esthétique adéquats. Les décisions quant aux fenêtres, aux portes et aux appareils de CVCA adéquats sont essentielles à une conception efficace en termes d’énergie. Évaluez aussi le coût, la facilité de construction, les limitations du maître d’œuvre et le respect au code du bâtiment. Certains plans sont faciles à construire, alors que d’autres peuvent s’avérer complexes et donc plus onéreux.

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