Conception architecturale bioclimatique en rénovation Tables Rondes J'Habite la Terre Eco-rénovation et habitat Rénover et bâtir durable – La démarche J'Habite la Terre Conception architecturale bioclimatique en rénovation Présentation du 30 mars 2012 Eva Thiebaud – Bureau Thermidor – Ingénieur Énergie et Environnement

La Conception Bioclimatique Rénovation dans l'habitat 1/ Qu'est ce que le bien-être thermique ? 2/ Les bases de l'architecture bioclimatique 3/ Des parois performantes 4/ Techniques bioclimatiques spécifiques 5/ La ventilation 6/ Exemples Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Introduction : le Bioclimatisme L'énergie la plus écologique de toute est celle qu'on ne consomme pas : Sous nos climats tempérés, l'approche bioclimatique s'attache à minimiser en amont les besoins de chauffage pour les traiter en terme d'appoint seulement Division de 3 à 8 des besoins de chauffage : Existant de 150 à 450 kWhep/m2.an Réhabilitation basse énergie de 45 à 75 kWhep/m2.an Rafraîchissement des espaces de vie : sans objet sous nos climats. Bioclimatisme : Conception globale de l'habitat considéré comme un organisme vivant et réagissant avec lui. Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Introduction : l'Enjeu de la rénovation L'enjeu de la réhabilitation urbaine : La construction neuve ne représente chaque année que 1 à 2% des constructions (355 000 logements neufs en 2005 sur un parc de 30,6 millions de logements). Les bâtiments construits avant les premières réglementations thermiques représentent 58% du parc existant (Évaluation ANAH – Janvier 2008). L'habitat urbain représente 76% des logements (Source INSEE - 1er juillet 2004). Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Le bien-être thermique 1. L'équilibre thermique du corps humain 2. Les paramètres mesurables du confort thermique La température de l'air ambiant La température des parois La température résultante air/parois L'humidité relative de l'air Les mouvements d'air Les facteurs psychologiques et culturels Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Les bases de l'architecture bioclimatique 1. Le mode de vie bioclimatique 2. Principes de conception des espaces et des enveloppes Les différentes fonctions de l'enveloppe Composer avec le site Organisation des zones d'habitat selon l'ambiance thermique des espaces Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Les bases de l'architecture bioclimatique 3. Les ressources (lieux et climats) Connaissance du bâtiment existant La position du soleil Le rayonnement solaire La température Le vent L'humidité Influence des sols et de la végétation Influence de l'altitude et du relief Influence des masques solaires Le micro-climat urbain Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Les bases de l'architecture bioclimatique 4. Les outils Nature des surfaces avoisinantes : la réflexion Comportement des surfaces réceptrices Propriétés et performances thermiques des matériaux opaques Conductivité thermique : Propriété des matériaux à transmettre la chaleur par conduction λ (W/m.K) Capacité thermique : Aptitude des matériaux à stocker la chaleur ρC (Wh/m3.K) Effusivité thermique : Rapidité des matériaux à absorber les calories (sans se réchauffer). Ef ou b (W.h0,5/m2.K) Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Les bases de l'architecture bioclimatique Particularités thermiques des matériaux transparents Le facteur solaire g (% du flux énergétique) La déperdition énergétique U (W/m2.K) La transmission lumineuse τ (% de lumière solaire transmise) Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Des parois performantes Les parois opaques Propriétés et performances thermiques - Performances isolantes d'une paroi (U en W/m2.K) - Ponts thermiques - Défauts d'étanchéité à l'air des enveloppes Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Des parois performantes Les parois opaques Inertie thermique - Inertie , stratégie d'hiver, stratégie d'été - Choix de l'inertie en fonction de l'occupation des bâtiments - Où placer l'inertie ? Isoler pour l'hiver ou pour l'été ? Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Des parois performantes Les parois opaques Isolation et hygrothermique des parois - Facteur de diffusion de la vapeur d'eau μ (mu) μ air = 1 μ laine minérale = 1,1 / 1,8 μ pare-vapeu = infini - Résistance à la diffusion de vapeur Sd = μ × d (m) Migration de la vapeur d'eau : Sd intérieur plus élevé (facteur 5) que Sd extérieur. - La stratégie conventionnelle - La stratégie écologique - Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Des parois performantes Les parois opaques Fonctionnement hygrothermique d'un mur traditionnel Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Des parois performantes Les parois vitrées Choix de l'orientation des baies vitrées Dimensionnement des baies vitrées Optimisation des baies pour la thermique d'hiver Optimisation des baies pour le confort d'été Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Techniques bioclimatiques spécifiques Les murs capteurs accumulateurs Les serres bioclimatiques Les capteurs à air Les puits canadiens Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

La ventilation Principes de base : L'importance de la ventilation en rénovation Réduire les besoins de renouvellement de l'air Tempérer l'air ambiant Adapter les débits de ventilation aux besoins Rafraîchir par surventilation du bâtiment Vers une ventilation naturelle écologique Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

La solution technique universelle de Olivier Sidler (STU) Méthode simplifiée pour obtenir sans calcul au niveau national une consommation de 50 kWhep/m2.an dans le logement ancien. Murs et planchers bas R = 4,3 m2.K/W (15 cm d'isolant) Comble ou toiture R = 7,5 m2.K/W (30 cm d'isolant) Menuiseries bois triple vitrage telles que Uw < 1,1 W/m2.K Ventilation double flux, efficacité de 70% minimum Chaudière gaz à condensation ou chaudière fioul à haut rendement ou PAC sur air extrait ou chaudière à bois, rendement 70% minimum Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Exemple : La Maison des Marais Bâtiment existant : Ferme en meulière des années 1900 Architecte : Equateur. MOA : Conseil Général de l'Essonne. Année de réhabilitation : 2010 Création de locaux d'accueil du public, logistique et un logement du gardien. Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Exemple : La Maison des Marais Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Exemple : La Maison des Marais Organisation des zones d'habitat Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Exemple : La Maison des Marais Parois opaques - Isolation par l'extérieur 300 mm de laine de bois, habillée de bardages châtaignier et acier corten Parois vitrées - Menuiseries bois triple vitrage avec volets coulissants - Optimisation des apports solaires (chaleur et lumière) Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Exemple : La Maison des Marais Systèmes - Insert bois - Ventilation double-flux - Mise en oeuvre de panneaux photovoltaïques - Ballon ECS électrique Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Exemple : 4 logements à Vincelles Bâtiment existant : Bâtisse en pierre calcaire de Bourgogne Architecte : Deslandes Architecte MOA : Mairie de Vincelles Débur des travaux début 2012 Création d'une école (RdC) et de 4 logements (R+1 et R+2) Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Exemple : 4 logements à Vincelles Organisation des zones d'habitat Parois opaques Isolation intérieure 15 cm de laine minérale Isolation des rampants : Fibre de bois Parois vitrées Occultations solaires (R+1 : Volets en bois existants, Chiens assis : persiennes extérieures, Velux : Stores) Vérification du confort d'été par simulation thermique dynamique Systèmes Chaudière bois Ventilation hygroréglable type B Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Exemple : Logements à Saint Denis Bâtiment existant : Bâtiment en maçonnerie de briques pleines Architecte : Atelier Ramdam MOA : SCI Au Bon Coin DCE fin Avril 2012 Réhabilitation et Extension d'un bâtiment de logement Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

Exemple : Logements à Saint Denis Parois opaques Isolation intérieure 13 cm de ouate de cellulose Isolation sous toiture 30 cm de ouate de cellulose Ravalement enduit respirant (chaux hydraulique), après piquetage intégral de l’enduit ciment existant Parois vitrées Menuiseries bois double vitrage Protection solaire par conservation des volets existants Systèmes Chaudière gaz condensation – Système PowerPipe pour préchauffage ECS Ventilation hygroréglable type B Tables Rondes J'Habite la Terre - Conception Architecturale Bioclimatique

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