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Archive for avril 2013

DSC_7013.resizedJe suis en train de réaliser en commençant cet article que je n’ai pas encore vraiment parlé du bardage, à part pour les essais de peinture… Revenons donc un peu en arrière avant de décrire les cadres de fenêtres. Nous avons choisi de poser un bardage verticalement ; d’abord parce que ça nous plaît, ensuite parce que c’est ce qu’on trouve dans la région, et enfin parce que c’était imposé par les architectes des bâtiments de France… Il y a plusieurs manières de poser le bardage verticalement (avec couvre-joints, etc.) ; nous avons choisi de le poser avec recouvrement. La principale raison de ce choix est esthétique (ça se discute évidemment ;-)), mais ce type de pose permet aussi à priori de s’affranchir des problèmes de dilatation-rétractation du bois ; ça sera à vérifier en pratique…

Différents types de pose de bardage vertical

Différents types de pose de bardage vertical

La pose du bardage vertical impose des liteaux horizontaux ; il y avait là aussi un choix à faire : faire un contre-lattage des liteaux ou pas. La première solution consiste à poser les liteaux horizontalement directement sur les plaques de pare-pluie, en prenant le soin de laisser des espaces pour la circulation d’air, et en leur donnant une petite pente afin de ne pas retenir l’éventuelle eau qui passerait derrière le bardage ; au passage, cette option va contre les préconisations du fabricant de panneaux pare-pluie. La seconde option consistait à poser les premiers liteaux verticalement pour serrer les panneaux pare-pluie entre les montants d’ossature et les liteaux, et ensuite à mettre une deuxième rangée de liteaux horizontaux pour accueillir le bardage. Nous avons choisi la deuxième option, car elle permet de mieux tenir les plaques pare-pluie, et elle laisse une vraie lame d’air entre le mur et le bardage ; et plus le bardage respire, plus il dure… L’inconvénient de cette approche est que cela ajoute encore de l’épaisseur aux murs, et double le travail de pose des liteaux. Mais vu que l’ouvrier (moi en l’occurrence ;-)) n’est pas payé bien cher, on peut s’offrir ce luxe.

Lattage et contre-lattage pour la pose du bardage

Lattage et contre-lattage pour la pose du bardage

Petit détail : surtout, surtout, en posant le pare-pluie, repérer les montants d’ossature aussi précisément et aussi complètement que possible : une fois recouverts, difficile de visser les liteaux si on ne sais pas où sont les montants, notamment au niveau des croisements, des reprises après une barre horizontale ou du triangle du pignon.

La question d’après était : comment faire en sorte que les planches de bardage s’arrêtent proprement autour des ouvertures ? Ça faisait un bout de temps que cette question me taraudait ; la réponse est venue en allant visiter la maison en bois de Sébastien M. il y a quelques temps (merci encore !). La solution consiste à fixer des profils particuliers dans les coins afin que le bardage se reprenne dessus. Mais dans notre cas, avec le contre-lattage, il fallait prévoir 2 épaisseurs pour le profil. Après de rapides recherches, je n’ai rien trouvé de satisfaisant existant dans le commerce ; j’ai donc décidé de fabriquer les profils de coin.

Profil du coin des ouvertures

Profil du coin des ouvertures

Ce profil a été taillé à partir d’un madrier 8×23, coupé en 2 dans le sens de la longueur. J’ai la chance d’avoir accès à une toupie et de son maître menuisier, donc nous avons passé un peu de temps à tailler le profil ci-dessus : merci encore Bernard ! Un petit coup de défonceuse pour arrondir le coin, et le tour est joué ! En une demi-journée, nous avons fait les prototypes des encadrements pour les ouvertures du pignon Ouest. La qualité du bois (madrier de base en sapin, pour la charpente) n’est pas suffisante : il se fend, il n’est pas sec ; après un peu de recherches je pense qu’on va pouvoir trouver des madriers en sapin sec (destinées à la menuiserie) pour pas trop cher, mais je ne suis pas encore convaincu. A voir.

Profil du coin de bardage

Profil du coin de bardage dans la vraie vie

Je pensais que la pose des encadrements allait être compliquée… Finalement, j’ai trouvé le coup : il suffit de visser des petits tasseaux en alignement du tableau de la fenêtre pour caler l’encadrement, et ensuite de tailler à 45°, en commençant par l’élément horizontal au dessus de l’ouverture.

Cadre pour le bardage posé, avec la reprise du lattage dessus.

Cadre pour le bardage posé, avec la reprise du lattage dessus.

Allez, me voilà lancé : j’en profite pour dire 2 mots de l’intégration du toit de l’appenti sur le pignon Ouest. J’ai choisi de commencer par ce pignon, tout en sachant que c’était le plus compliqué à cause de l’appenti. Le (modeste) défi est de faire une jonction étanche entre le mur du pignon Ouest et le toit de l’appenti. En construction maçonnée, pas de problème : un bout de zinc, un solin en béton, et c’est parti. Mais sur du bois, pas de solin. En plus, on est à l’Ouest, du côté des vents dominants : il y a donc 100% de chances pour que ce pignon et ce toit prennent la pluie et le vent. En plus, il faut que la lame d’air du toit remonte sous le bardage pour le faire respirer… En d’autres mots, il faut soit une continuité de la lame d’air, soit une entrée d’air en bas du bardage au-dessus du toit, mais cette dernière solution me paraît compliquée esthétiquement. J’ai choisi de faire une étanchéité en 2 étapes : tout d’abord, en faisant remonter l’écran sous toiture contre le mur, le plus haut possible, sous le contre-lattage. Ensuite en mettant une bande de zinc qui passera sur les tuiles et sous le bardage.

Remontée de l'écran sous toiture sur le mur.

Remontée de l’écran sous toiture sur le mur.

Évidemment, cela oblige à commencer la couverture de l’appenti, alors que l’échafaudage est en place et nécessaire pour poser le bardage… Je veux dire : pour faire le toit, il faudrait démonter l’échafaudage, mais l’échafaudage est nécessaire pour poser le bardage, qui ne peut être posé qu’après le toit. Et bien sûr on ne peut plus échafauder une fois que le toit est fait ;-). Du coup j’ai choisi de commencer la couverture par le haut, ce qui est totalement anti-logique ; je suis bien conscient que je vais passer un sale moment pour glisser les 2 derniers rangs de tuiles pour me reprendre sous les rangs du haut, mais je n’ai pas trouvé de meilleure solution. Voilà pour le quart d’heure mal de tête.

Restent les appuis de fenêtre : cet élément est fondamental pour la pose du cadre de fenêtres et du bardage : il faut savoir exactement comment l’appui de fenêtre va s’intégrer avant de fixer quoi que ce soit. Côté choix technique, il y en a plusieurs : en béton, pierre taillée, métallique, pièce en bois. Nous voulions éviter le « dur » (pierre) pour les ouvertures autres que les portes, et la pièce de bois ne m’inspirait guère côté étanchéité à cause des phénomènes de rétractation dus au séchage du bois. Bref, nous avons opté pour des appuis en tôle galva, avec un modèle de profil un peu spécial que je détaillerai dans un autre article. L’avantage est que ça sera étanche et sans entretien ; l’inconvénient est que ça risque d’être bruyant sous la pluie. On verra bien. Ce qui est sûr, c’est que le profil des coins de bardage ont été taillés pour intégrer les appuis de fenêtre…

Dernier détail, tant que nous en sommes à la partie bardage / lattage : nous avons posé un grillage anti-rongeurs (ou anti-oiseaux ou je ne sais quoi) en partie haute du bardage aussi. Le grillage a été pris sous le contre-lattage, et repris sur le lattage final, juste sous le bardage. A noter que sous le triangle du pignon, en bordure des chevrons, nous avons décalé le lattage et le contre-lattage afin de laisser passer une lame d’air… Était-ce vraiment nécessaire ? Je ne sais pas trop, mais je veux que le bardage respire vraiment…

Grillage anti-rongeur en partie haute ; décalage du lattage et contre-lattage.

Grillage anti-rongeur en partie haute ; décalage du lattage et contre-lattage.

Jonction du grillage sur les pannes.

Jonction du grillage sur les pannes.

Finalement, nous avons passé pas mal de temps sur ce pignon, qui est d’ailleurs loin d’être terminé… C’est le pignon de tous les essais, de tous les prototypes, avec quelques défis spécifiques : ça prend du temps, pas mal de temps même. De bonnes grosses prises de tête (ok, j’aime ça), des solutions qui apparaissent au petit matin ou bien au cours d’une (re)lecture de bouquins ou d’articles… Les autres murs devraient être du gâteau après toutes ces expériences !

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thermometreDepuis le début de ce blog, je repousse cette échéance… Et puis là, je sens que c’est mûr : je me lance dans les calculs de dimensionnement du chauffage de la maison. Je dois dire que je ne suis pas un professionnel du domaine, mais j’aime bien la technique et comprendre ce qui se passe. Il y aura des erreurs dans ce qui suit ; cet article sera donc évolutif, d’autant plus que je suis sûr de ne pas pouvoir traiter tous les aspects d’une seule traite : je vais procéder par étapes. L’idée pour moi est de faire ces calculs manuellement (aidé d’un tableur quand même), histoire de comprendre les hypothèses et les choix qui se cachent derrière le résultat final. Quand j’ai réalisé que les calculs pour le label officiel PassivHaus allemand étaient faits à l’aide d’un gros tableau Excel, je me suis dit que je pourrais tenter les calculs à la main, pour voir. D’autant plus que dans ces logiciels, on est souvent bloqué par un détail x ou y : par exemple, il est impossible de faire un calcul PassivHaus si la maison n’a pas de VMC double flux… Et pour tout avouer, j’aime quand même tortiller les équations ;-). Âmes allergiques aux formules mathématiques ou aux données avec des unités à coucher dehors, vous pouvez zapper cet article !

Le principe de base de ce calcul est le suivant : nous voulons une température intérieure Tint ; la température extérieure est de Text. Vu que nous calculons les besoins en chauffage (et non pas en rafraîchissement), nous nous plaçons dans une hypothèse où Tint > Text. Il faudra donc apporter de l’énergie à la maison pour maintenir Tint constant. Quelle quantité d’énergie ? Il faudra tout simplement compenser les déperditions thermiques de la maison, c’est à dire les pertes de chaleur. Dans une maison thermiquement parfaite, sans déperditions de chaleur, il n’y aurait pas besoin d’apport de chauffage car Tint resterait constante quelle que soit Text ; mais dans la vraie vie, la maison n’est pas parfaite, et en plus des gens vivent dedans (!), entrent et sortent de la maison, ouvrent des fenêtres, etc.

Tout commence donc par le calcul des déperditions thermiques de la maison ; il y en a de plusieurs types, dans une première approximation : les déperditions statiques (liées aux murs, au toit, aux menuiseries et au plancher), et les déperditions liées au renouvellement d’air et aux fuites d’air dans la maison. Il y en a d’autres mais on va commencer par là.

Calcul des déperditions statiques de la maison :

Déperditions thermiques pour une maison mal isolée. (C) H.Nallet

Déperditions thermiques pour une maison mal isolée. © H.Nallet

Le schéma ci-dessus montre que bien souvent, la priorité pour rendre une maison plus performante énergétiquement est d’isoler le toit, puis les murs, et ensuite de s’occuper des fuites d’air (cheminée ouverte, etc.). Les fenêtres sont très loin derrière, et je constate que les vendeurs de fenêtres ont bien travaillé pour faire passer l’idée (fausse dans la plupart des cas) que la priorité est de changer les menuiseries. A budget égal, voire même souvent inférieur selon les cas, il est bien plus rentable de commencer par isoler le toit…

Nous verrons que dans une maison isolée les proportions ci-dessus sont significativement différentes. Les déperditions statiques se calculent avec la formule D = U x S, avec :

  • U : coefficient de transmission thermique, en W/m².K
  • S : surface de la paroi, en m²
  • D : déperdition thermique, en W/K : cela donne une puissance perdue par °K de différence de température entre l’intérieur et l’extérieur ; certaines sources expriment la déperdition thermique en Watts, et donc intègrent déjà la différence de température dans cette valeur.

Pour le calcul du paramètre U, c’est assez simple pour une maison neuve : les fabricants de matériaux isolants doivent indiquer soit le R (coefficient de résistance thermique, en m².K/W), soit le coefficient de conductivité thermique λ, exprimé en W/(m.K). La relation entre toutes ces valeurs est simple : R=e/λ, où e est l’épaisseur de l’isolant en m, et U=1/R.
Il suffit donc de connaître la nature des matériaux mis en œuvre ainsi que leur épaisseur et le tour est joué !

Pour les murs et le toit, j’avais déjà fait les calculs dans un article précédent ; je n’avais pas parlé du plancher : il méritera un article dédié. Voici le tableau récapitulatif :

Mursoltoit2 - 1

Il faut aussi tenir compte des fenêtres ; nous n’avons pas encore finalisé notre choix, mais dans tous les cas, le coefficient de transmission thermique des fenêtres Uw tournera autour de 1,6 W/m².K. Attention, il faut bien prendre le Uw (« w » comme « window », c’est à dire le coefficient global de la fenêtre, en tenant compte du vitrage, du dormant et du cadre, ainsi que des ponts thermiques), et non pas le Ug (« g » comme « glass », qui est le coefficient de transmission thermique du vitrage seulement) qui est bien meilleur que le Uw. Nous aurons l’occasion de revenir sur ce point dans l’article sur les menuiseries… Bref, cette valeur de 1,6 W/m².K correspond à une fenêtre classique de bonne qualité avec un double vitrage 4/16/4 argon. Ce n’est pas la panacée mais ça devrait faire son boulot.

Voici un premier résultat : Dstat = 81,46 W/K

Récapitulatif des déperditions thermiques statiques

Récapitulatif des déperditions thermiques statiques

Nous constatons que la répartition des pertes thermiques pour une maison bien isolée est vraiment différente de la répartition pour une maison non isolée. Pour que les fenêtres ne soient plus la principale source de déperditions, il faudrait avoir un Uw de 1W/m².K, ce qui impose quasiment le triple vitrage, encore très onéreux et qui pose d’autres problèmes, notamment de facteur solaire. Les résultats ci-dessus sont au-delà de ce qui est nécessaire pour la RT2012 ; l’isolation du toit atteint même les critères PassivHaus (valeur U < 0,15 W/m².K). Mais cela ne concerne que l’isolation ; il y a bien d’autres critères à respecter pour la conformité à ces normes.

Les calculs ci-dessus sont tout à fait approximatifs ; pour affiner, il faudrait prendre en compte plusieurs autres paramètres. D’un côté, on peut dire que les chiffres ci-dessus sont pessimistes car on ne prend pas en compte le gradient de température (la chaleur monte, et donc les pertes sont plus importantes par le haut du bâtiment : avantage pour une toiture bien isolée), ni le coefficient d’ajustement α d’isolation du plancher (le plancher n’étant pas en contact direct avec l’extérieur, le calcul du U doit être ajusté avec ce coefficient ; cependant dans le cas d’un vide sanitaire, le α est proche de 1), ni le fait que le pignon Ouest (vents dominants) soit protégé par l’appenti, etc. On peut aussi dire que les chiffres ci-dessus sont optimistes, car on n’a pas tenu compte des ponts thermiques ; dans une maison mal isolée, les ponts thermiques représentent 5% des pertes ; dans notre cas, les ponts thermiques sont limités au strict minimum, mais ils existent. Tout cela peut être intégré dans un logiciel de simulation thermique, pour avoir des résultats plus fins. Mais cette première approximation me suffit.

Calcul des déperditions de la maison liées aux échanges d’air :

La ventilation de la maison est un aspect critique du bien-être et de la santé ; certaines études montrent que l’air intérieur est souvent plus nocif que l’air extérieur (cf. observatoire de la qualité de l’air intérieur par exemple). Nous pourrions débattre de ce sujet pendant des heures ; disons simplement qu’il parait évident qu’il faille renouveler l’air intérieur de notre maison. C’est d’autant plus important que maintenant, pour atteindre de bonnes performances énergétiques, nous construisons des maisons étanches à l’air… Autre débat en vue…

Bref, le calcul de la déperdition thermique lié à l’échange d’air se fait avec la formule : Dair = 0,34 x V x N, où

  • Dair : Déperdition liée aux échanges d’air, en W/K (même remarque que pour le calcul précédent : la déperdition se calcule aussi parfois en Watts ; dans notre cas, il suffira de multiplier Dair par la différence de température pour obtenir une puissance en Watts)
  • 0,34 : coefficient lié à la capacité thermique massique de l’air et à sa masse volumique
  • N : nombre de changements d’air par heure
  • V : volume de l’habitation, en m3

Pour faire le calcul, il nous faut déterminer N, le nombre de renouvellements d’air par heure. Il y a matière à discuter à ce sujet, aussi… Apparemment, la ventilation en France est réglementée par l’arrêté du 14 mars 1982 ; ce texte impose un renouvellement d’air de 0,5 volume d’air / heure au minimum. A priori (je prends des pincettes car on trouve vraiment de tout et je n’ai pas pris le temps de creuser), cette valeur n’a pas été modifiée ni par la RT2005, ni par la RT 2012. On trouve aussi d’autres valeurs ici ou , notamment pour des locaux à usages collectifs. Je ne comprends pas comment on peut imposer un renouvellement d’air qui soit indépendant du nombre d’occupants dans la maison… Mais j’ai découvert qu’il existe une autre pratique : la règle des 30m3/heure/personne : il faut renouveler 30m3 d’air toutes les heures par personne. Là aussi, on peut discuter, quand on voit que le volume d’échange minimal imposé pour les locaux collectifs ne dépasse jamais 22m3/heure/occupant… Cela ne tient évidemment aucun compte des matériaux employés pour la construction : on traite de la même manière des maisons construites avec des matériaux bourrés de formaldéhydes et de peintures chimiques et des maisons construites avec des matériaux naturels. Bref, c’est tout bizarre. Selon les hypothèses retenues pour notre maison (310 m3), voici les résultats pour N x V :

  • 0,5 volume à l’heure = 155 m3/heure
  • 30 m3/heure/personne = 90 m3/heure
  • 22 m3/heure/personne = 66 m3/heure

Il y a un rapport de 1 à 2,5… (!) Pour le calcul je vais donc choisir une valeur intermédiaire : 90 m3/heure. Nous avons donc Dair = 0,34 x 90 = 30,6 W/K. Ce chiffre est à comparer avec les déperditions statiques (81,46 W/K) : les déperditions liées au renouvellement de l’air représentent donc 27% des déperditions totales (Dtotale = 30,6 + 81,46 = 112,06 W/K)… Non négligeable !

Pour bien faire, il faudrait tenir compte de beaucoup d’autres paramètres : ouvertures des portes et fenêtres, fuites d’air de la structure (minimes j’espère si j’arrive à poser le frein-vapeur correctement) ; à priori ces volumes sont négligeables par rapport aux 90 m3/heure ; je choisis donc pour l’instant de les inclure dans les 90 m3/heure.

Besoin en puissance de chauffage :

Tout ceci n’était qu’une introduction : voici maintenant les choses concrètes : de quelle puissance de chauffage avons-nous besoin pour la maison ? Pour cela, il suffit de se placer dans le cas le plus défavorable : disons que nous voulons 19°C à l’intérieur, et qu’il fait -15°C à l’extérieur (c’est vraiment un cas très extrême ici)… La différence de température est donc de 34°C ou 34°K (peu importe car c’est une différence de température : les degrés Kelvin ou Celsius ont le même pas). Et c’est ici que vient tout l’intérêt du puits canadien : au lieu de faire rentrer de l’air à -15°C dans la maison, on fera rentrer de l’air à 6°C environ : nous gagnons donc 21°(C ou K) pour les déperditions liées à l’échange d’air !

La puissance instantanée nécessaire dans ces conditions est donc : P = Dstat x (Tint – Text) + Dair x (Tint – Tpuits canadien)

P = 81,46×34+30,6×13= 3167 W

Il nous faudra donc un moyen de chauffage d’une puissance de 3167 W pour chauffer la maison, en prenant le cas le plus extrême. A noter que le puits canadien nous fait économiser 643 Watts (17% de puissance) dans ce cas extrême. Pas mal pour un bout de tuyau enterré !

Première approximation de la consommation d’énergie liée au chauffage à l’année :

Pour effectuer ce calcul, il faudrait ajouter la puissance nécessaire au chauffage tous les jours, avec la différence de température de chaque journée. Même si les données sont disponibles dans des bases statistiques, le calcul serait fastidieux. Pour simplifier, on utilise une valeur dédiée, le Degré Jour Unifié (DJU), qui représente la somme des (Text – Tref ) pendant la période de chauffe (d’Octobre à Juin) ; cette valeur est calculée pour Tref = 18°C, et moyennée sur 30 ans. Le DJU est bien sûr dépendant de la situation géographique ; pour donner une idée, le DJU de la Corse est de 1600, alors qu’il est de 3800 pour le Jura. Voici un tableau des DJU de la France, moyennés sur 30 ans. A Auxerre, le DJU base 18 est de 2753.

Voici la formule de calcul des besoins en énergie : B = (24 x G x V x DJU)/1000, avec :

  • B : besoins en énergie (KWh)
  • 24 et 1000 (coefficients de conversion : heures en jours, et Wh en KWh)
  • G : coefficient de déperdition volumique (W/(K.m3)) = Dtotale (W/K) / V (m3)

G=112,06/310 = 0,36 W.K-1.m-3

D’où une première approximation des besoins en énergie pour Auxerre (DJU = 2753) :

B = 24 x 0,36 x 310 x 2753 / 1000 = 7374 kWh.

Cette première approximation donne un chiffre très fortement majoré pour 2 raisons principales : nous n’avons pas pris en compte ni les apports solaires (une des bases de la conception bioclimatique) ni les apports du puits canadien. En effet, le DJU base 18 ne tient pas compte, pour Dair , du fait que la température approximative de l’air entrant dans la maison en hiver via le puits canadien est de 10°C au lieu de Text .

Deuxième approximation de la consommation d’énergie en chauffage en tenant compte des apports du puits canadien :

Nous entamons ici un chapitre assez conséquent… Si vous êtes lecteur et que vous êtes encore avec moi à ce stade de l’article, bravo ;-). Le principe du puits canadien est de faire rentrer de l’air à la température de la terre dans la maison (cf. article sur le puits canadien) ; disons qu’en moyenne, pour une première approximation, l’air rentre à 10°C (6°C l’hiver et 13°C l’été selon la nature des sols et la profondeur du puits). Du coup, quand on introduit les DJU dans le calcul, nous introduisons une erreur car l’air qui rentre dans la maison n’est plus à Text mais à Tpuits canadien ; le puits canadien préchauffe l’air de la maison. Pour corriger cette erreur, nous pouvons séparer les besoins énergétiques liés à la compensation des déperditions thermiques statiques du besoin énergétique lié à la compensation de la déperdition liée au renouvellement d’air. En clair, B = Bstat + Bair . Pour le calcul de Bstat , aucun problème, nous pouvons réutiliser la formule ci-dessus avec les DJU, par contre en prenant évidemment un coefficient de déperdition volumique lié uniquement aux déperditions statiques Gstat . Gstat = Dstat / V = 81,46/310 = 0,26 W.K-1.m-3 ; d’où Bstat = 24 x 0,26 x 310 x 2753 / 1000 = 5325,4 kWh. Notons au passage que 28% ((7374-5325,4)/7374) de l’énergie dépensée pour le chauffage sur une année est utilisée pour réchauffer l’air renouvelé quand on n’a pas système particulier pour réchauffer cet air, puits canadien ou VMC double flux par exemple… Voila pour la partie statique.

Pour la partie renouvellement d’air, il nous faut remplacer le DJU par autre chose qui prenne en compte la température de l’air entrant par le puits canadien. Pour faire ces calculs, nous allons prendre la méthode météo (la plus simple) pour calculer le DJU. Nous allons faire ces calculs sur l’année 2004 qui donne un DJU pour Auxerre de 2508, valeur assez proche de la valeur DJU30 base 18 utilisée ci-dessus (2753). Ce n’est pas idéal, mais ça nous donnera déjà une bonne idée. Les données brutes sont disponibles nationalement et gratuitement sur http://www.infoclimat.fr/ ; et voici pour Auxerre en 2004. J’ai copié tout ça dans un tableur, et après quelques formules pour le tri des données et la mise en forme, j’arrive au tableau suivant ; la colonne H donne le DJU base 18 pour l’année 2004 (Janvier-Juin et Octobre-Décembre). Pour connaître l’apport du puits canadien, il suffit à priori de remplacer la température extérieure (Text) par 10°C (Tpuits canadien) lorsque Text< Tpuits canadien . Mais il faut aussi tenir compte du rafraîchissement de l’air apporté par le puits canadien en inter-saison : quand Text > Tpuits canadien, il faut que le système de chauffage réchauffe cet air… Par exemple, quand il fait 15°C dehors, sans puits canadien le chauffage ne devrait réchauffer que 19-15=4°C, alors qu’avec le puits canadien il faut réchauffer 19-10=9°C.  C’est tout l’intérêt du système bypass du puits canadien, qui consiste à faire entrer l’air extérieur directement dans la maison en inter-saison, sans passer par le puits canadien. Le système de bypass était resté bien théorique pour moi lors de la conception du puits canadien ; je n’en ai d’ailleurs pas prévu. Mais je voulais voir ce que ça peut donner sur le papier, en terme de gain d’énergie. En construisant le tableau, je me suis rendu compte que les résultats dépendaient énormément des hypothèses prises pour la température de l’air du puits canadien ainsi que de la température de déclenchement du bypass… Il est donc important de garder à l’esprit que ces calculs ne sont que des approximations assez grossières qui commencent dès le calcul de la température moyenne dans une journée : dans le calcul, c’est (Tmax + Tmin)/2, mais dans la réalité la température moyenne de la journée est souvent bien différente, dans un sens ou dans l’autre… Voici les 2 fichiers de calcul : Tpuits canadien constante et Tpuits canadien variable. Et voici les résultats :

Gains apportés par le puits canadien

Gains apportés par le puits canadien

Voici le calcul de Bair, la quantité d’énergie de chauffage liée au renouvellement de l’air : Gair = Dair / V = 30,6/310 = 0,099 W.K-1.m-3 ; d’où Bair = 24 x 0,099 x 310 x 1916 / 1000 = 1455,4 kWh sans le bypasset Bair = 24 x 0,099 x 310 x 1376 / 1000 = 1013,5 kWh avec le bypass.

Conclusion partielle :

Il faut bien que cet article s’arrête à un moment ;-). Voici donc une première conclusion, qui ne tient pas compte d’un facteur très important : les apports solaires. Dans une maison de conception bioclimatique, ces apports devraient être conséquents ; je ferai ce calcul plus tard. Je garde donc bien à l’esprit que les chiffres ci-dessous sont des approximations pessimistes pour la consommation énergétique de la maison. Idéalement, il faudrait aussi tenir compte  de l’inertie de la maison, du déphasage des matériaux, de l’apport de chaleur lié à la cuisine, de l’âge du capitaine et de bien d’autres choses, mais on sort de l’exercice qui consistait à se faire une vague idée de la consommation énergétique à l’année.

Résumé des besoins en chauffage et de la consommation énergétique sans les apports solaires

Résumé des besoins en chauffage et de la consommation énergétique sans les apports solaires

Le puits canadien permet donc de gagner en gros (gardons à l’esprit que nous faisons des comparaisons un peu brutales vu que le DJU 30 était différent du DJU en 2004 à Auxerre) 17% de puissance de chauffage, et 16% de consommation d’énergie, si il est utilisé avec un bypass. Je crois que ça vaudrait le coup de calculer le DJU du puits canadien sur l’année (et non pas seulement sur la période de chauffe) et voir ce que le bypass peut apporter sur l’année… Après ces calculs, j’en suis à me demander si un puits canadien sans bypass a du sens en terme de gain d’énergie de chauffage… Sachant qu’il a toujours un sens l’été, pour le rafraîchissement de la maison, et en hiver pour les températures extrêmes  ! Vais-je ajouter un bypass finalement ? A mûrir…

Article à suivre, avec le calcul des apports solaires… (sans aucun engagement ;-)).

Pour aller plus loin :

Addendum du 21/05/2017 :

Et voici les fichiers de tableurs, suite à la question de Raja : (désolé, il m’a fallu convertir en .xls car je ne peux partager des .ods avec wordpress (en tous cas, la version que j’utilise)).

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DSC_6925.resizedEn ce début de printemps, nous avons profité de la première montée de sève pour faire un grand rangement sur le chantier et le préparer pour les prochaines étapes. Il était quasiment impossible de circuler à l’intérieur de la maison, que ce soit au rez-de-chaussée ou à l’étage, pour cause de stockage de matériaux : la maison a été le seul abri disponible pendant l’hiver.

Idéalement, si nous avions pu avoir un petit abri pour stocker le bois, ça nous aurait bien simplifié la vie : nous passons beaucoup de temps à déplacer les objets, et surtout à enjamber les obstacles. Je me suis même demandé si je n’allais pas construire un abri rapidos… Mais la grange arrive, il n’y a plus que quelques mois à tenir. Je me suis rendu compte que le stockage du bois sous des bâches, ça ne marche pas : le bois moisit. Heureusement il ne s’agissait que de petites quantités, mais c’est une bonne leçon : l’abri doit protéger de la pluie directe, mais doit aussi laisser circuler l’air ! Du coup j’ai aménagé un abri de récup’ (un cadre qui servait à conditionner les gouttières chez le marchand de matériaux), et nous y avons stocké tout le bois (1/2 chevrons, lattes et liteaux) qui était soit dehors, soit à l’intérieur de la maison. De même pour les dernières barres d’ossature secondaire (barres de 6m de long) : nous les avons sorties de la maison pour faire de la place et les avons stockées sur un support calé « bien de niveau » (je n’ai pas l’impression que cette expression soit correcte en Français, mais je ne trouve pas mieux) pour éviter qu’elles ne se vrillent.

L’idée générale était de débarrasser le rez de chaussée afin d’aménager une plate-forme de travail qui nous permettra à la fois de peindre le bardage et de travailler avec la circulaire sur table pour remplir les 2 façades d’isolant. Un peu de rangement, quelques plaques d’OSB (18mm car il y a 48cm entre les madriers du plancher bois), et le tour est joué ! Un vrai dance-floor est maintenant disponible !

La piste de danse

La piste de danse

Rhaa ça fait du bien un peu de rangement ! Nous pouvons maintenant traverser la maison du nord au sud sans risque, et la plate-forme nous donne une meilleure idée du volume habitable au rez de chaussée…

Stockage des barres d'ossature

Stockage des barres d’ossature

Tout est prêt pour les prochaines étapes : nous pourrons même faire plusieurs ateliers en parallèle : peinture du bardage, remplissage des murs restants, isolation et fermeture de la moitié Ouest du plancher bas… Si vous ne savez pas quoi faire pendant les prochaines semaines… 😉

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DSCN9763.resizedEntre 2 averses, le remplissage des murs continue ! La semaine dernière a été clémente avec nous : nous avons pu bien avancer. Cette étape de la construction est vraiment impressionnante : les murs apparaissent petit à petit ; la pluie et le vent ne rentrent plus (au moins par l’ouest ;-)), la lumière se fait de plus en plus tamisée : le cocon se tisse ! C’est vraiment agréable à faire, et on peut mesurer le progrès heure après heure : une grande étape !

Le pignon Ouest est un peu le prototype, le mur-test pour le remplissage. C’est en même temps le mur le plus compliqué car le toit de l’appenti se raccorde sur le mur. Je reviendrai en détail sur cet aspect dans un article dédié je pense. En tant que prototype, je me pose aussi très concrètement les questions des coins de bardage, des encadrements de fenêtres, des appuis de fenêtre, des traversées de gaines électriques, des éventuels conduits d’évacuation d’air : bref, tout ce qui touche à la finition des murs. Du coup, ce pignon prend beaucoup de temps : je teste un peu tout, nous fabriquons des prototypes de coin de bardage, d’appuis de fenêtres, etc. Là aussi, j’espère que je prendrai le temps de faire des articles dédiés.

Le triangle du pignon est aussi un peu long à traiter, car il y a beaucoup de découpes, et la double ossature ne facilite pas les choses pour placer la laine de bois. Par contre, une chose est maintenant certaine : il faut absolument croiser les panneaux de fibre de bois (et donc l’ossature), car les coins des premiers et derniers panneaux sont systématiquement déformés à cause du conditionnement :

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Coins déformés par le conditionnement : il faut absolument croiser les couches d’isolant !

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Un autre exemple

OK, on peut toujours bourrer les trous avec des chutes, mais ça crée d’autres trous sur la largeur ou la longueur : ce n’est pas idéal. A la décharge du fabriquant, j’ai stocké les palettes pendant environ 3 mois avant de les utiliser : ce n’est peut-être pas prévu pour. Il faudrait pouvoir vérifier si le phénomène se reproduit sur des palettes qui ont été stockées moins longtemps. Peut-être une leçon de cette expérience ? Bref, je suis bien content d’avoir fait une ossature croisée, même si c’était plus fastidieux à réaliser.

Côté découpes, je travaille toujours avec une scie circulaire sur banc, mais je me suis acheté un vrai masque (à cartouches)… Pour l’angle à 40° (en fait plus souvent à 50°, l’angle complémentaire), je me suis fait une petite table de correspondance pour les tailles usuelles : si je veux couper un panneau de fibre de bois de 575mm de large (en fait il en fait 570 au max, voire plutôt 565mm) avec un angle de 40°, je mesure 570 x tan 40°= 478mm en hauteur. L’angle est ainsi très précis (beaucoup plus qu’avec un rapporteur à mon goût), et ça va vite.

Trigo - 2

Les découpes pour le triangle du pignon

Les découpes pour le triangle du pignon

Au final, ça va assez vite, mis à part les aller-retour entre l’échafaudage et la table à découper. La découpe du pare-pluie a été une autre paire de manches… Il a fallu faire les découpes pour les pannes, et prévoir suffisamment de dégagement pour enclencher les rainures-languettes. Un vrai casse-tête, surtout en arrivant dans le haut du triangle. Du coup, mes premières impressions concernant le Steico Universal sont confirmées : je me suis bien planté. Franchement, je ne sais pas à quelle utilisation ce produit est destiné, mais ce n’est vraiment pas fait pour être manipulé : c’est beaucoup trop fragile. Et encore, je pense être plutôt précautionneux, même si je ne suis pas dans des conditions idéales. J’ose imaginer ce que ça peut donner en conditions d’entreprise, où les ouvriers du bâtiment ne sont pas censés manipuler de la dentelle ;-). Bref, si c’était à refaire, je prendrais soit de l’agepan DWD, même si le SD est un peu moins bon (0,18m au lieu de 0,11m pour le Steico Universal, cf. article précédent), soit carrément un film sous-toiture perspirant si je n’avais pas besoin d’avoir un mur en « dur » psychologiquement. Une bonne leçon du chantier !

En partie haute du triangle, j’ai posé le grillage anti-rongeurs pour protéger le couloir d’air qui existera entre le bardage et le pare-pluie. Heureusement, le charpentier avait pensé à positionner les chevrons en fonction de l’extérieur du mur. Ainsi, le chevron qui est juste avant le chevron de rive, mais qui fait aussi partie du débord de toit en rive, affleure juste avec le pare-pluie, ce qui permet de mettre un liteau 27 x 40mm pour refermer le pare-pluie proprement sur la charpente, et tenir en même temps le grillage anti-rongeurs.

POse du grillage anti-rongeurs et du liteau 27x40mm pour fermer le haut du pare-pluie contre le chevron

Pose du grillage anti-rongeurs et du liteau 27x40mm pour fermer le haut du pare-pluie contre le chevron

J’ai aussi collé le liteau 27×40 sur le pare-pluie avec une colle cartouche pas très naturelle…

Alors dans le chapitre des fausses bonnes idées, je me faisais du souci pour passer le frein vapeur derrière les fermes par l’intérieur, vu qu’il n’y a que 7cm entre l’isolant et les fermes. J’avais donc essayé de poser le frein vapeur avant l’isolant, ce qui paraissait plus facile car je pouvais accéder par l’extérieur du mur (qui n’avait pas encore d’isolant). En fait, non seulement c’est vraiment pénible à faire (le plancher haut n’est pas fait car pas à l’abri, du coup il est difficile de poser une échelle ou un escabeau à l’intérieur), mais en plus le frein vapeur a été plutôt maltraité pendant la pose de l’isolant : il faudra peut-être que je change ce lé d’Intello car il a l’air abîmé. Une bonne perte de temps, mais un bon test sur ce qu’il na faut pas faire 😉

Voilà donc pour le pignon Ouest, qui est maintenant presque terminé ! Nous avons enchaîné avec l’aide de Fred le pignon Est : en une journée, toute la partie basse du pignon a été fermée. Merci encore Fred !

Pignon Est - vue de l'intérieur

Pignon Est – vue de l’intérieur

Pignon Est à la pause déjeuner

Pignon Est à la pause déjeuner

Pignon Est en fin de journée, avant le bâchage.

Pignon Est en fin de journée, avant le bâchage.

Il y a quelques jours, j’ai craqué : j’ai dévalisé le magasin de bricolage de ses bâches : j’ai maintenant de quoi faire tout le tour de la maison : les murs avanceront quelle que soit la météo. Bâcher prend un temps fou (surtout tout seul), aussi j’essaie autant que possible de poser les bâches de manière à ce qu’elles soient ouvrables facilement pour travailler en dessous : le problème se pose surtout pour les pignons, où la bâche se trouve entre l’échafaudage et le mur, empêchant ainsi de travailler sur le mur. Quand je pense à la manière dont j’avais fixé les bâches la première fois, je rigole bien. Je les fixe maintenant avec des morceaux de liteaux d’une cinquantaine de cm, avec 2 vis : c’est facilement démontable, et la pression des vis fait que la bâche est serrée entre le liteau et le bois : cela tient fort et évite le déchirement. Oubliés les œillets, les clous, les lattes clouées : ça ne marche pas.

Il y a encore pas mal de travail pour les murs, mais je constate que maintenant que c’est rôdé, ça va vite, et c’est toujours aussi plaisant… A suivre !

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