Groupe de travail habitat vert de l’agenda 21





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ECONOMIES D’ENERGIE ET DEVELOPPEMENT DURABLE

GROUPE DE TRAVAIL « HABITAT VERT «  DE L’AGENDA 21

VEYRIER DU LAC

LES ELEMENTS A CONNAITRE

POUR NE PAS SE TROMPER
PREAMBULE

La crise pétrolière des années 1970 a permis, à l’époque, de prendre conscience des limites de l’approvisionnement des pays riches en charbon, pétrole, gaz naturel .et donc de réfléchir sur « comment économiser l’énergie ».

Les recherches menées dans les années 1980, par les laboratoires publics et privés (EDF, GDF, IFP, CSTB, Saint Gobain etc.), avec l’appui et la volonté des Pouvoirs Publics de l’époque ont abouti à développer les techniques économes en énergie : isolation, ventilation maîtrisée, chaudière à haut rendement, pompe à chaleur, géothermie, solaire passif et actif, biomasse ; de nombreuses réalisation ont été faites entre 1980 et 1990.

A partir de 1990, les prix des énergies ayant chuté, ces techniques, coûteuses en investissement, sont tombées dans l’oubli et les acteurs de la construction des bâtiments, n’ont pas cru bon de continuer à les proposer.

Aujourd’hui, la démarche environnementale, écologique, la peur d’un réchauffement climatique dû à l’homme, la peur de voir disparaître les sources classiques d’énergie, etc., ont remis sur le devant de la scène ces techniques et les Pouvoirs Publics estiment qu’il est urgent de les mettre en œuvre.
Ce document a pour prétention de mettre à la disposition de chacun les éléments permettant de choisir les bonnes solutions d’économie d’énergie.

I l n’a pas la prétention de donner la solution à un cas particulier et ne répond pas à la question : »comment économiser l’énergie dans mon bâtiment, ma maison etc. ».

En effet, seul un professionnel : architecte, ingénieur conseil, bureau d’étude, technicien du bâtiment, installateur etc., est à même de trouver la solution adaptée à un local particulier.

Mais, avec ce document, chacun pourra mieux comprendre et mieux discuter avec les professionnels du bâtiment. Il donne quelques ordres de grandeur de prix de matériels (valeur à début 2010) ; ils ne sont là qu’à titre indicatif et ne sauraient pouvoir être opposés à des devis réels pour une installation précise.

Enfin, il contient des paragraphes concernant des idées reçues : elles n’engagent que son auteur.

PLAN DU DOCUMENT :
CH1 : LES PRINCIPES D’UN BATIMENT BIOCLIMATIQUE :

Construire ou adapter, à Veyrier, un habitat (ou local) raisonnable.

CH2 : LES MATERIELS ECONOMES EN ENERGIE :

Isolation-vitrages- ventilation double flux -chaudières à condensation (haut rendement)- pompes à chaleur – solaire passif – géothermie –

CH3 : LE SOLAIRE ACTIF

CH4 : LES CRITERES DE CHOIX : locaux neufs ; locaux anciens

CH5 : LA CLIMATISATION
CH6 : ANNEXES :

-les rendements : qu’est ce ?

-pourquoi chauffer et refroidir un local ?

-fonctionnement d’un réseau électrique ; compatibilité

avec le solaire actif et l’éolien.

-les idées reçues.

- les schémas
CHAPITRE 1

LES GRANDS PRINCIPES BIOCLIMATIQUES APPLICABLES AUX BATIMENTS

Ils sont définis par la démarche Haute Qualité Energétique.

1-1 Limiter les déperditions des locaux par :

° L’ISOLATION THERMIQUE : traiter les murs, les ponts thermiques, les toitures, les fenêtres, les portes.

°MAITRISER LA VENTILATION DES PIECES : quelle quantité

maximale d’air neuf (air extérieur) à faire entrer dans chaque pièce.

° AMELIORER LES PERFORMANCES DES MATERIELS DE CHAUFFAGE : chaudières à haut rendement ou à condensation, pompes à chaleur, géothermie, solaire passif, etc.

°ORIENTER correctement les locaux par rapport à l’ensoleillement, le vent etc.
°Récemment, sous l’impulsion des Pouvoirs Publics, un nouveau concept est apparu : fabriquer de l’électricité (solaire-éolien –microcentrales) et la revendre aux producteurs d’énergie (EDF …) à un prix 3 à 6 fois plus élevé que le prix de revient du producteur.
1-2 Construire un habitat raisonnable à Veyrier :

Si ,80% des Français rêvent d’une maison individuelle, ce qui est réalisé à Veyrier ; est-ce bien raisonnable ?

On peut penser, et quelques pays comme la Suisse, s’y engagent, que des alternatives s’imposeront : maisons jumelées ou en bandes, habitat individuel groupé, restructuration de l’habitat existant avec, par exemple, le remplissage des espaces vides en centre village par des maisons accolées horizontalement ou verticalement ; limitation de la dimension des jardins ; regroupement du lieu de travail et du lieu de vie pour les professions libérales ou autres.
Tout cela, en vue de limiter les consommations d’énergie, maintenir l’environnement non bâti, assurer plus de proximité humaine et plus d’espaces verts communs, moins de gaspillage.
Alors que faire, à Veyrier, pour construire (ou rénover) un local écologiquement raisonnable ?

1-21 Intégrer le local ou la maison au site :

-en enterrant partiellement le local dans les pentes du terrain.

-en tenant compte et en respectant : la topographie, les accès, les vues, l’ensoleillement, les vents dominants.

-En fait, retrouver le bon sens de nos ancêtres : un bel exemple est la conception du hameau de Chavoires, mais aujourd’hui on construit à l’opposé. Ajoutons qu’entre l’enchevêtrement des maisons d’un hameau ancien et la dispersion des maisons aujourd’hui, il y a un juste milieu à trouver pour concilier, économie et agrément.

Exemple du terrain en pente :


1-22 Concevoir une enveloppe, par nature, économe en énergie :

-une forme de maison avec un toit plat est plus économe en énergie qu’avec un toit en double pente .Le toit plat est celui qui a la plus petite surface et permet une isolation originale par culture de plantes couvre terre ou pose de panneaux solaires ; à Veyrier les toits en pente étant de mise , on cherchera une forme qui minimise leur surface en tenant compte des contraintes climatiques et règlements .

-mettre les ouvertures au soleil du matin et de l’après midi

-enterrer cave et garage pour ne pas les chauffer

-une toiture en cuivre est plus efficace qu’une toiture en tuiles car elle a une bonne étanchéité à l’air ; de même pour une toiture végétalisée. (très développé dans le Voralberg autrichien)

-un plancher ou plafond massif a une forte inertie qui lui permet de stocker le chaud et le frais ; donc de réguler la température de l’air.

1-23 Concevoir ou modifier l’habitat pour qu’il s’adapte facilement aux modifications des besoins dans le temps :

Par exemple, la maison, ou le logement, construit ou rénové par un couple avec 2 enfants doit pouvoir, lorsque ces 2 derniers seront partis, se transformer en 2 logements, dont un pour étudiant, personne seule, aide à domicile etc.

1-24 Etre confortable l’hiver et l’été au moindre coût :

Veyrier se caractérise par des journées d’hiver soit froides sans soleil soit chaudes avec le soleil et des journées d’été avec de fortes chaleurs.

L’optimisation énergétique y est un défi facile à relever en associant :

-installation thermique performante, enveloppe (murs et toit) très isolées et contrôle de l’air ; or on ne développe pas assez cette maîtrise de l’air ; nous verrons au § 2-2 comment faire.

-un objectif de maison ou local ayant une consommation énergétique inférieure ou égale à 15 kWh/m2 et par an est possible à coût d’investissement très élevé. (Voir description §3-2 nota)

-un objectif de 40 à50 kWh/m2 et par an est possible à coût raisonnable.

Il suffit de combiner astucieusement les techniques décrites plus loin.

1-25 Préserver la santé des occupants :

-utilisation de matériaux neutres, faciles à produire localement. (Faire venir du pin de Norvège est une aberration)

-ventilation maîtrisée tenant compte de la pollution de l’air par les particules (circulation dense de la route dans Veyrier)

1-26 Maîtriser l’eau :
-récupération de l’eau de pluie pour arroser le jardin : 2 cuves de 3000 litres permettent l’arrosage et l’alimentation des WC

-végétaliser les toitures.

. -empêcher les ruissellements d’eau provenant des terrasses et chemins d’accès d’aller au lac sans traitement.

1-27 Autres dispositions :

Le bâti et l’environnement pourront être modifiés pour tenir compte des convictions écologiques de chacun (règles de vie, matériaux, exposition à des risques etc.) .Ils ne sont pas traités ici.
LES CHAPITRES SUIVANTS présentent les techniques très économes en énergie : dans un souci de clarté, les explications ont été simplifiées ; les nombres arrondis etc. sans dénaturer la réalité afin de ne pas noyer le lecteur dans un jargon pseudo-scientifique .Les valeurs et coûts annoncées (établis début 2010) sont indicatifs .Ils ne sauraient pouvoir être opposés à une étude réelle d’un cas précis.

CHAPITRE 2 : LES MATERIELS ECONOMES EN ENERGIE
2-1 L’ISOLATION THERMIQUE

Dans les locaux neufs et les locaux anciens, elle est la première mesure à prendre.

La technique étant bien connue, ce § ne traite que des éléments nécessaires pour un bon choix.
-Quelle épaisseur choisir ?

Au delà de 35 à 40 centimètres d’épaisseur, on

ne gagne plus en termes d’efficacité énergétique



Une bonne préconisation, dans notre climat, est une épaisseur de 10 à 15 cm pour les murs verticaux et de 25 cm pour la toiture.

Si on recherche une maison à consommation minimum, il faudra retenir 25 cm pour les murs et 30 cm pour le toit.

(ces valeurs sont des minimum acceptables)

- Traitement de l’habitat existant :

Des murs et combles mal isolées génèrent jusqu’à 30% de déperditions d’énergie.

-Comment supprimer ces pertes ?

Deux techniques sont disponibles :

- Pour les combles : Soit isoler le plancher pour les combles perdus avec un isolant rigide ou poudreux ; on retiendra un coût de 40 à 45€ /m2 pose comprise si les combles ne sont pas accessibles ; 10 à15€/m2 s’il suffit de dérouler un isolant sur un plancher accessible.

Soit isoler sous la toiture pour les combles utilisables avec un isolant genre laine de verre ou roche ; on retiendra un coût de 60 à 70 €/m2 pose comprise.

- Pour les murs, l’isolation par l’extérieur est la plus intéressante (en neuf comme dans l’existant) car :

Elle évite les pertes de surface habitable (isolation par l’intérieur, compter de 4 à 6 m2 de perte pour une surface de 80 à 120 m2 habitable)

Elle se réalise sans aucune gène pour l’habitant et intègre le ravalement de la façade.

Elle supprime les ponts thermiques.

Pour les techniques de pose sur les murs, on retiendra la pose collée pour les locaux neufs et ceux soumis à de forts vents. La pose par fixation sur des profilés, rails pvc, en habitat existant .La pose par fixation traversante lorsque le mur n’est pas plan.

On pose, en général, 4 couches : l’isolant contre le mur - un sous enduit –une armature de maintien-une finition. (Voir schéma ci-dessous.)
Mais, isoler les murs et le toit ne suffisent pas ; il faut traiter les ponts thermiques, qui leur sont liés ; ils peuvent représenter jusqu’à 15% des déperditions. On les détecte ave une caméra thermique infrarouge.

Exemple de pont thermique

Le té dans le rond est un pont thermique :





Exemple de pont traité

Isolation par l’extérieur : principe et réalisation isolation par

l’intérieur







Pour les maisons en bois, la pose des madriers assemblés en queue d’aronde

minimise les ponts thermiques.

Pour les combles une pose de l’isolant en deux couches croisées supprime les ponts.
-Quels matériaux isolants choisir ?

La laine de verre est facile d’utilisation et la moins chère, mais certains la contestent (intoxication des oiseaux, fibres irritantes, etc.)

La laine de roche a les mêmes qualités sans les inconvénients ; c’est une valeur sûre qui dure très longtemps.

Si l’on craint ces matériaux, des isolants organiques tels que laine animale, paille, etc. sont efficaces mais leur tenue à long terme,   face à l’humidité, aux rongeurs, insectes et moisissures, est mal connue.
Quant aux ouvrants (vitrages et portes ) ils sont responsables de 10 à15% des déperditions ; pour y remédier, il apparaît que le double vitrage est la solution la plus répandue ; en tout cas elle est le minimum indispensable ; compte tenu de notre climat, on peut estimer que le triple vitrage sera plus efficace ; ces vitrages étant bien connus, nous n’en dirons pas plus ; mais notons qu’ils doivent répondre aux certifications : CSTB /CEKAL /ACOTHERM /NF /FCBA(bois) pour assurer une excellente qualité .
2-2 LA VENTILATION DOUBLE FLUX :

Peu connue, elle est cependant la deuxième meilleure façon de faire des économies d’énergie .Elle est adaptée aux locaux neufs mais difficile à mettre en œuvre dans l’habitat existant

L’air neuf (air extérieur filtré ou non) est introduit dans chaque pièce principale (séjour, chambres etc.) par une gaine d’insufflation ; l’air vicié issu de ces pièces est extrait dans les pièces techniques (cuisine, salle de bains etc.) par une gaine d’extraction ; ces 2 gaines sont raccordées à un ventilateur et un échangeur thermique sur le toit ou dans les combles.

L’échangeur thermique (récupérateur de chaleur) transfère la chaleur contenue dans l’air vicié à 20° à l’air extérieur neuf froid qu’il réchauffe.

Le schéma ci-après en explique les principes :


Puits canadien

Nota : le taux de renouvèlement d’air en cuisine, WC, sdb, doit être de 0 ,8 à 1 volume/heure ; un taux inférieur conduira à des moisissures et condensations sur les murs. 1 volume /heure signifie que la ventilation doit permettre de changer le volume d’air d’une pièce en une heure : pour une cuisine de volume 25m3 (surface 10m2 hauteur sous plafond 2,5m), les 25m3 d’air doivent être changés chaque heure par la ventilation.

On accordera une grande importance au traitement acoustique des gaines (pièges à son) et au réglage de la vitesse de l’air à des valeurs faibles pour le confort des occupants.

L’été l’échangeur est arrêté.

On peut la combiner avec le puits canadien : ce dernier consiste à enfouir horizontalement dans le sol à 1,5 mètres de profondeur, en général sous la maison, deux tubes de diamètre 20 cm et de longueur 20 mètres ;

A cette profondeur, le sol est à une température de 10°C en hiver et de 14°C en été (environ)

On fait passer l’air neuf qui va être insufflé dans le logement par ces 2 tubes : ainsi l’hiver il entre à 0°C et se préchauffe dans les tubes avant de passer dans l’échangeur ; l’été, il entre à 30°C et se rafraichit avant d’être insufflé dans le logement, l’échangeur étant arrêté.

Le puits canadien est simplement raccordé à l’entrée d’air neuf avant le ventilateur ; Comme il augmente fortement le prix d’installation de la ventilation, on le réservera pour les locaux à très basse consommation énergétique ou pour faire du rafraichissement d’été.

On peut aussi combiner la ventilation double flux avec un climatiseur placé à coté de l’échangeur pour l’été.

Enfin, on peut raccorder à la gaine d’extraction, une chaudière à gaz (vmc gaz)
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