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Archive for the ‘Isolation’ Category

DSCN0407.resizedNous avons déjà parlé chauffage (cf. article), et bioclimatisme (ici) ; voici un ajout à ces chapitres, avec le mur de briques de terre crue. C’est un petit bout de mur, un tout petit bout de mur, situé juste derrière le poêle… Mais il va avoir son importance pour le confort dans la maison !

Un des problèmes rencontrés dans les maisons bois, c’est l’absence d’inertie : le bois est un isolant, et ne stocke pas la chaleur (ni la fraîcheur, d’ailleurs). La conséquence est que la température à l’intérieur d’une telle maison n’est pas très stable : elle varie beaucoup au cours de la journée, de la nuit. L’idée est donc d’apporter de la masse dans la maison, et pour nous ça sera fait principalement de 2 manières : avec un mur de masse, et avec une grosse dalle.

Le mur de masse est situé entre le poêle et la salle de bains : il servira de radiateur pour cette pièce qui est censée être la plus chaude de la maison. Il collectera une partie de la chaleur émise par le poêle, la stockera et la restituera petit à petit ; en plus de chauffer la salle de bains, il apportera un peu d’inertie à la maison.

Nous avions prévu les fondations adaptées sous ce mur (cf. article) afin que cette masse puisse être soutenue correctement. Même si le mur n’est pas aussi important que prévu (je n’ai pas encore bien compris pourquoi, mais il fait la moitié de ce qui était prévu : il y a eu tellement d’ajustements depuis le dessin des plans que le mur a perdu 90cm de longueur ;-)), il pèsera quand même un peu moins d’une tonne.

Les briques de terre crue

Les briques de terre crue

Restait la question cruciale : quel matériau pour faire ce mur de masse ? Dès le départ, c’était clair : des briques de terre crue. J’avais même prévu de les faire moi-même, et nous avions stocké de la terre lors des fondations… Le temps avançant, j’ai renoncé à les fabriquer, et quand j’ai commencé à regarder le prix des BTC (Briques de Terre Crue), je suis tombé de ma chaise. Je me suis alors mis à regarder d’un peu plus près les propriétés des différents matériaux en terme de « masse »… Là, on revient à la bible de Samuel Courgey et feu Jean-Pierre Oliva (cf. bibliographie), qui nous dit que le paramètre important pour l’inertie est la capacité thermique d’un matériau, notée ρC, exprimée en Wh.m-3.K-1. Plus la capacité thermique du matériau sera grande, plus l’inertie sera grande, puisque l’inertie (exprimée en Wh.m-2.K-1) = capacité thermique x épaisseur de matériau. Voici la capacité thermique de quelques matériaux, toujours selon le bouquin référencé ci-dessus :

  • Brique de terre crue de 20cm : I = 157 Wh.m-2.K-1
  • Briques de terre cuite de 20cm : I = 140 Wh.m-2.K-1
  • Mur de béton de 20 cm : I = 128 Wh.m-2.K-1
  • Béton cellulaire de 20cm : I = 24 Wh.m-2.K-1

C’est rigolo, non ? Un mur de béton sera 20% moins performant qu’un mur de brique de terre crue pour l’inertie… Je m’étais dit qu’un mur de béton de chaux banché ferait l’affaire pour le mur de masse, mais en voyant ce résultat, j’ai changé d’avis : avoir un radiateur 20% plus efficace dans la salle de bains, et 20% d’inertie en plus pour ce mur, ça pouvait changer beaucoup de choses… Du coup, retour à la case départ : pas de doute, la terre crue est le top du top. J’ai fini par trouver des BTC abordables chez Argilus, avec de plus des dimensions qui n’intéressaient, puisqu’elles faisaient 15 cm de large.

Pour la mise en œuvre du mur, rien de bien sorcier, et pourtant nous avons passé du temps… Pour commencer, la porte de la salle de bains vient directement contre le mur de BTC ; il fallait donc un appui pour le chambranle, et en même temps quelque chose pour protéger les coins des BTC lors des passages répétés par cette porte. Nous avons donc fait usiner une planche de vieux chêne : une rainure de la largeur d’une brique permet d’encastrer le mur de BTC dans cette pièce de bois, et ainsi d’assurer une finition nickel. De l’autre côté du mur, nous avons fait la même chose, mais cette fois-ci nous l’avons faite nous-même… Merci encore Pierrot pour la planche de chêne sèche !

Pièce de chêne sec pour arrêter le mur de BTC (vue de dessus) ; on aperçoit les gaines qui passent dans l'épaisseur du mur

Pièce de chêne sec pour arrêter le mur de BTC (vue de dessus) ; on voit les gaines qui passent dans l’épaisseur du mur

Ce mur de BTC accueille les interrupteurs de la salle de bains ; il fallait donc passer quelques gaines à l’intérieur du mur. Il a suffi de découper les briques à la circulaire pour faire la réserve pour les gaines. Attention, la lame de la circulaire ne survivra pas à ce traitement (prendre une vieille lame !), et vos poumons non plus si vous ne branchez pas un aspirateur sur la circulaire ;-). Le mortier pour assembler les briques est un mélange tout prêt de sable et d’argile, super agréable à travailler ! Les mains peuvent participer directement sans risque de brûlure… Pour le reste, c’est de la maçonnerie classique. Ah, si, nous avons taillé une latte de bois pour aligner les briques entre les 2 planches de chêne : c’était super pratique !

Découpe dans la BTC pour la réserve des gaines électriques

Découpe dans la BTC pour la réserve des gaines électriques

Pour commencer le mur, nous sommes partis sur une planche à coffrage sèche de 27mm d’épaisseur, histoire de répartir la charge du mur sur toute la surface en contact avec le sol ; le sol étant fait à ce jour de plaques d’OSB, je voulais m’assurer que le socle du mur soit solidaire, en une seule pièce.

Départ du mur en BTC

Départ du mur en BTC

Il aura fallu une bonne semaine à deux pour monter ce mur, tout compris (avec l’usinage de la planche de chêne sec)…

Le mur, presque terminé...

Le mur, presque terminé…

Maintenant,nous pouvons (enfin !) poser le plafond de la salle de bains, et commencer les cloisons de l’étage !

Addendum du 19/12/14 :

Après quelques semaines de chauffe (cf. article), je peux tirer quelques conclusions sur ce mur en briques de terre crue (BTC). Le poêle actuel n’est pas le définitif, et il est plutôt mal positionné car loin du mur de BTC ; j’étais un peu déçu de constater que les briques restaient froides au toucher même après une journée complète de chauffe. Du coup, j’ai empilé des BTC non utilisées autour du poêle, en laissant juste l’espace d’une lame d’air derrière, pour se rapprocher le plus possible de la configuration finale. Après de nouveau quelques jours de chauffe, je constate que les BTC qui se trouvent derrière le poêle ne sont toujours pas chaudes, ni même vraiment tièdes. Il faut bien que je me rende à l’évidence : j’ai été un peu optimiste de vouloir chauffer la salle de bains avec ce mur de masse. Bien sûr, le poêle n’est pas en contact avec le mur de masse, contrairement au poêle de masse qui lui sera en contact avec les BTC (si nous choisissons cette option). Mais c’est encore un pari ; et si une chose est sûre, c’est que nous ne voulons pas avoir froid dans la salle de bains… Je suis bien content d’avoir pu faire des tests en amont ! Du coup, une décision est prise : notre poêle aura obligatoirement un bouilleur, au moins pour alimenter un radiateur dans la salle de bains. Et là, le deuxième effet kisscool tombe : rhaa, il nous faudra de l’électricité pour nous chauffer (pour alimenter le circulateur)… La bonne nouvelle, c’est que nous pourrons en profiter pour chauffer le ballon d’eau chaude. Ça ouvre un gros chapitre… A suivre !

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DSC_5709.resizedLe mois de mars est déjà derrière nous… Magnifique mois de mars ! Malgré les appels incessants à travailler dehors (que nous avons d’ailleurs écoutés 😉 ), nous avons réussi à terminer la pose du frein-vapeur ! Après la lecture du bouquin d’Emmanuel Carcano (cf. bibliographie), je m’attendais à ce que cette étape soit beaucoup plus compliquée, voire fastidieuse. Finalement ça n’a pas été le cas !

La partie la plus délicate a été la pose du frein-vapeur sur les pignons à l’étage, derrière les fermes. Nous voulions garder la charpente complètement apparente à l’étage ; j’ai pendant un moment regretté cette coquetterie. Il y a en effet très peu de place entre les fermes et le mur ; j’ai d’ailleurs dû mettre des tasseaux plus petits (27×40 au lieu de 40×60) pour laisser assez de place pour glisser les plaques de fermacell. Les conséquences seront à la fois pour la pose du fermacell (moins de largeur de tasseaux pour les raccords) et aussi pour les prises électriques (boîtiers de 40mm d’épaisseur au lieu de 50mm) ; nous verrons ça en temps voulu ;-). Finalement, il s’agissait plus de peur que d’une réelle difficulté : au final ça s’est très bien passé ! Ça me rappelle d’ailleurs cette courte vidéo qui me fait encore dresser les poils des bras (to dare = oser). Le passage difficile était le l’intégration du frein vapeur autour des pannes intermédiaires : il y a très peu de place pour manœuvrer. La solution a été de préparer le frein vapeur au sol en ajoutant une pièce qui fait le tour de la panne et de la pré-découper. Il ne restait qu’à mettre la colle, poser le tout et visser les tasseaux. Évidemment, nous avons trouvé la bonne méthode qu’à la fin, lors de l’intégration de la dernière panne… Comme quoi rien ne replace l’expérience !

Passage délicat au niveau des pannes intermédiaires (ici au coin supérieur droit de la fenêtre)

Passage délicat au niveau des pannes intermédiaires (ici au coin supérieur droit de la fenêtre)

En tout, il n’aura fallu « que » 8 jours à 2 pour poser le frein vapeur sur toute la maison, en incluant les quelques passages de câble et d’évacuation d’air. La pose des manchettes d’étanchéité n’a d’ailleurs pas posé de problème : c’est très bien fait.

Manchette d'étanchéité pour gaine électrique

Manchette d’étanchéité pour gaine électrique

Manchette d'étanchéité pour le conduit d'extraction d'air (diam. 100mm)

Manchette d’étanchéité pour le conduit d’extraction d’air (diam. 100mm)

Je n’ai évidemment pas encore de réel recul sur cette approche de frein-vapeur, mais plusieurs choses m’ont titillé pendant cette étape de la construction… Je crois que ça a commencé par le mode d’emploi en allemand (tout le matos est allemand), et cet imprimé « X500 Effekt » sur chaque lé de frein vapeur. Vous savez ce que c’est, vous, le X500 effekt ? Ben moi non plus, mais l’effet que ça me fait est le suivant : j’ai l’impression que mes murs sont devenus de gigantesques panneaux publicitaires pour quelque chose dont je n’ai rien à faire. Que ce soit X500 Effekt ou bien L312 Effekt, franchement, comme dirait Chirac, « ça m’en touche une sans faire bouger l’autre ». Ensuite, les accessoires… Nous avons déjà parlé des manchettes, il reste la colle (Orcon) et les rouleaux de ruban adhésif. Pour la colle, elle vaut 2 fois plus cher qu’une colle classée A+ (le meilleur classement toxicité), et je n’a toujours pas compris son avantage. Le fabriquant annonce une colle « étanche à l’air », mais je serais curieux de savoir quelles colles en cartouche ne sont pas étanches à l’air… Du coup, une fois la première commande épuisée, je me suis rabattu sur du masti-colle de base (A+, quand même), qui a très bien fait le boulot. A noter que j’ai utilisé la colle à la fois pour faire les raccords avec les autres surfaces que le frein vapeur (poutres, menuiseries, OSB, etc.), mais j’ai aussi utilisé de la colle pour raccorder les lés entre eux… J’ai en effet une confiance toute relative en ces rubans adhésifs qui font la jonction entre les lés. Que deviendront-ils dans 20 ans ? Même si le matos est allemand et utilisé depuis bien longtemps outre-Rhin, j’ai encore ce doute : du coup, deux précautions valent mieux qu’une : la colle vient compléter le ruban adhésif. Ce qui nous amène au ruban adhésif. Alors là, c’est carrément hors de prix. Minimum une quinzaine d’Euros le rouleau (de 30m en général), et on en use pas mal, à la fois pour les jonctions entre lés, mais aussi pour les raccords aux huisseries ou pour réparer un éventuel trou dans le frein-vapeur. Il y a beaucoup de rubans adhésifs différents (on m’en a vendu 4 sortes, mais il y en a plus d’une douzaine disponibles, dans une seule marque…), et il m’a été difficile de savoir lequel utiliser pour quelle application. A la fin, je me retrouve avec presque une dizaine de rouleaux non utilisés… Je me rends compte avec le recul que je n’ai pas été super bien conseillé : en commandant les manchettes sur Internet (exactement 2 fois moins cher que chez le revendeur), j’ai reçu un dépliant détaillant les usages des différents rubans adhésifs (depuis j’ai aussi trouvé ça)… J’aurais aimé avoir ça il y a quelques mois. Je n’ai certainement pas été assez vigilant, c’est sûr ; mais il y a autre chose qui me titille, que j’ai encore du mal à formuler clairement, mais qui tourne autour de « est-ce que que tout cela est réellement nécessaire ? »…

Nous verrons bien à l’usage ; les premières années de vie dans la maison nous diront beaucoup sur la pertinence de ces choix ! Pour l’instant, cette étape est terminée, et cela nous ouvre les portes pour l’étape suivante : l’électricité et la pose du fermacell…

 

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Frein vapeur (1)

DSCN0232.resizedFrein vapeur… kesako ? Mais qu’est-ce que c’est que ce truc ? Comme son nom l’indique, la fonction principale du frein vapeur est de freiner la vapeur, ou plus précisément de réguler la migration de l’humidité à travers les parois extérieures de la maison. Concrètement, il s’agit de poser une membrane (ça ressemble à une bâche) à l’intérieur de la maison, sur tous les murs extérieurs. Nous avons déjà touché du bout des doigts ce sujet dans un article précédent ; aussi je vais zoomer uniquement sur la partie frein-vapeur, à la fois d’un point de vue théorique, mais aussi en pratique, car concrètement, nous sommes en train de le poser…

En théorie…

Dans une maison, comme à l’extérieur, il y a de l’humidité dans l’air. A l’intérieur, cette humidité est renforcée par l’activité humaine : respiration, cuisine, douches, etc. Le taux d’humidité doit être ni trop grand (air humide), ni trop faible (air sec) pour que la maison soit confortable, y compris d’un point de vue thermique : à une température d’air identique, nous ressentirons plus ou moins le froid selon qu’il y a beaucoup d’humidité ou pas. C’est une des raisons pour lesquelles il est important de réguler l’humidité à l’intérieur d’un habitat. Il y a un siècle, cela se faisait naturellement à travers les murs (quand ils étaient faits de pierre et de mortier type chaux ou terre) et à travers toutes les fuites d’air de la maison (fenêtres, toitures, jonctions diverses, etc.). Avec l’apparition du ciment en Europe après-guerre, beaucoup de problèmes se sont posés pour la gestion de l’humidité, car le ciment bloque l’humidité. Un bon vieil enduit extérieur en ciment va bloquer l’humidité… notamment dans les murs, dégradant ainsi la construction de l’intérieur ; on voit souvent du salpêtre dans ces habitations, d’ailleurs. La VMC est arrivée pour veiller à ce que l’air intérieur (et son humidité associée) soit renouvelé ; il y a même des VMC dites « hydro-régulées », qui se déclenchent selon le taux d’humidité de l’air. De nouveaux défis sont ensuite apparus avec l’apparition des maisons à haute performance thermique et leurs techniques de construction ; jusqu’ici, rien de bien neuf sous le soleil.

Tout petit aparté théorique : plus l’air est chaud, plus il va pouvoir stocker de vapeur d’eau (ou d’humidité) ; nous connaissons tous le phénomène de condensation, quand de l’air chaud arrive sur une surface froide, la vapeur d’eau présente dans l’air redevient liquide au contact de la surface froide. C’est le principe utilisé dans un alambic par exemple pour récupérer l’alcool sous forme liquide après qu’il ait été évaporé. Quand on prend une masse d’air avec un taux d’humidité donné (je parle à pression constante, pour simplifier), si on fait chuter la température de cette masse d’air, à un moment, la vapeur d’eau va redevenir liquide, sous forme de micro-gouttelettes (c’est le principe de formation du brouillard) ; la température la plus basse à laquelle cette masse d’air est soumise avant que sa vapeur d’eau ne redevienne liquide est appelée point de rosée.

Tout ça pour quoi ? Eh bien c’est simple : la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur va être importante l’hiver, disons d’une vingtaine de degrés. La température va descendre graduellement au fur et à mesure qu’on traverse un mur extérieur, disons de 19°C à l’intérieur à 0°C à l’extérieur. Si on ne prend pas de précaution particulière, très souvent, le point de rosée se situera à l’intérieur du mur, selon le taux d’humidité de l’air ; mais comme nous avons vu que l’activité humaine produisait beaucoup d’humidité, ça se produira très, très souvent. Et concrètement, cela veut dire qu’il y aura de l’eau sous forme liquide à l’intérieur des murs. C’est gênant avec des murs « en dur » (salpêtre et autre), mais c’est carrément problématique avec des murs en matériaux naturels (fibre de bois, chanvre, paille, ouate de cellulose, etc.), car l’isolant peut pourrir. Une solution à ce problème pourrait être d’arrêter les activités humaines à l’intérieur de la maison (ie. abandonner sa maison) ; une autre pourrait être de ne pas avoir de différence de température entre l’intérieur et l’extérieur (ie. une maison ouverte). Il y a eu beaucoup d’intermédiaires presque aussi radicaux dans l’histoire de la construction : oui, c’est sûr, dans une maison en béton de ciment, il faut une sacrée VMC pour réguler l’humidité de l’air. Dans les maisons à hautes performances énergétiques, et notamment les maisons passives, nous ne sommes pas loin de cet extrême, puisque nous recherchons des maisons étanches à l’air, afin de garder les calories à l’intérieur. C’est d’ailleurs la deuxième fonction du frein vapeur : réaliser une étanchéité à l’air de la maison. Toute la subtilité vient du fait qu’une maison peut être étanche à l’air, mais laisser passer l’humidité. C’est le principe du gore-tex par exemple, qui fait office de coupe-vent tout en laissant évacuer la transpiration.

En résumé, le frein vapeur, c’est une énorme membrane gore-tex posée à l’intérieur de la maison, sur les murs extérieurs. Je réalise que j’aurais dû commencer par là, en évitant tout ce baratin ;-). Évidemment, techniquement, tout cela se mesure : le sd (exprimé en m) permet de mesurer la résistance à la diffusion de la vapeur d’eau d’un matériau donné ; il y a plus de détails à ce sujet dans un article précédent. Dernière question : et pourquoi doit-on faire des maisons étanches à l’air ? Eh ben pasque c’est la loi. La RT 2012 impose un niveau d’étanchéité à l’air, niveau qui se mesure et pour lesquels les entreprises sont responsables avec obligation de résultat… Un métier d’avenir ? Avocat spécialisé dans la construction.

Maintenant que l’idée du point de rosée est plus claire, je fais un tout petit aparté : la tentation d’allumer le poêle dans la maison depuis qu’elle est hors d’eau / hors d’air est grande : rien de tel qu’une petite flambée sympa pour rendre les travaux encore plus agréables… Mais voilà, c’est sans compter sur le point de rosée… Si je chauffe l’air dans la maison, je vais concentrer plus de vapeur d’eau dans l’air (notamment avec toute la transpiration et l’huile de coude déployées pour faire les travaux), et cette vapeur va redevenir liquide à l’intérieur des murs en fibre de bois : pas cool. Cela se simule très bien sur http://www.uparoi.net : il suffit de choisir la constitution du mur, et on voit où la condensation se forme. Dans notre cas, c’est très clair :

SimuPointdeRoséeSi j’allume le poêle, il y aura en théorie de l’eau sur la surface intérieure du pare-pluie, contre l’isolant. Bref, la mouise. Nous devons donc encore attendre un peu avant la première flambée ; cela dit il fait suffisamment chaud à l’intérieur pour bosser dans de bonnes conditions !

En pratique…

En pratique, il s’agit de poser un film (une espèce de bâche) contre l’isolant à l’intérieur de la maison. Le frein-vapeur que nous avons choisi se présente sous forme de rouleau de 1,5m de large. Ça parait tout simple, mais en pratique y a plusieurs défis pour la pose du frein-vapeur…

Le premier défi se pose dès la conception de la construction : si le frein-vapeur doit être traversé par une ribambelle de trucs, alors son efficacité va être fortement entamée… Nous avons choisi de faire passer toute l’électricité à l’intérieur du frein-vapeur, afin de ne pas le percer pour chaque prise de courant ou éclairage. OK, il existe des boîtiers d’encastrement électriques étanches, OK, il existe des passe-gaines étanches, mais tout cela est cher, et délicat à mettre en œuvre (selon moi). Nous n’aurons à gérer que les départs électriques vers les prises et éclairages extérieurs, soit 7 gaines. Idem pour la ventilation : nous n’aurons à gérer que 2 départs de 100mm. Rien d’autre que ces 9 éléments ne viendra traverser le frein vapeur.

Le second défi est le raccord du frein-vapeur au bâti : plafond, sol, menuiseries, etc. Il faut que ces raccords soient étanches à l’air. Nous avons choisi de coller le frein vapeur aux autres éléments du bâti, et à chaque endroit collé de poser une latte vissée afin de serrer le frein-vapeur contre le bâti. Pour les menuiseries, nous avons collé le frein-vapeur aux dormants, et les avons en plus scotchés avec un adhésif spécialisé.

Le dernier défi concerne l’ossature qui vient recouvrir le frein vapeur ; cette ossature va accueillir les plaques de plaquage et doit donc être dans le même plan. Nous avons choisi des tasseaux de 40x40mm en périphérie (sol, plafond, coins), et des demi-chevrons (60x40mm) au milieu. Pourquoi du 6×4 ? Ça peut paraître un peu surdimensionné, mais 40mm de vide entre le frein-vapeur et le plaquage, ça permet d’utiliser des boîtiers électriques d’encastrement de 50mm. Quant aux 60mm de large, ça permet de rattraper la différence d’écartement des montants d’ossature secondaire… Les plaques de plaquage font 600mm de large, et donc leurs supports doivent être écartés de 600mm d’axe à axe ; or, les plaques d’isolant font 575mm de large, moins le cm réglementaire de compression, donc 565mm; cela ajouté aux 45mm d’épaisseur du bois d’ossature, ça fait 610mm et non pas 600mm… D’où encore une raison de plus de dépasser la recommandation officielle de compression de 10mm et de la passer à 20mm (cf. ici et )… Bref, il fallait rattraper 1cm sur certains montants d’ossature, d’où une largeur plus importante des tasseaux. Nous avons acheté tout ce bois directement en scierie, en même temps que les planches de peuplier (cf. article précédent), et l’avons payé du coup presque 2 fois moins cher que chez le marchand de matériaux.

Concrètement, pour poser le frein vapeur, nous coupons le tasseau du haut à la bonne taille, coupons les lés de frein-vapeur en comptant 7cm de retour en bas et en haut, et fixons les 2 ensemble à l’aide d’agrafes. Nous posons un filet de colle sur le plafond (les poutres dans notre cas) et sur le tasseau (sur les agrafes), et posons le tout un peu comme un rideau.

Nous fixons le frein-vapeur sur le tasseau du haut

Nous fixons le frein-vapeur sur le tasseau du haut

Ensuite nous fixons le tasseau de haut sur le plafond, comme une tringle à rideau

Ensuite nous fixons le tasseau de haut sur le plafond, comme une tringle à rideau

Ensuite nous posons le tasseau du bas, en prenant bien soin de laisser des parties libres pour passer les gaines électriques qui viendront du sol (réservations).

Réservation pour le passage des gaines électriques au sol

Réservation pour le passage des gaines électriques au sol

L’étape suivante est de poser 2 tasseaux-repère les plus écartés possible, de les caler au même niveau que les tasseaux haut et bas, et de poser les suivants à la règle, en prenant appui sur ces 2 tasseaux-repère. C’est rigolo à faire, mais à 2 seulement ; c’est le genre d’opération où 1+1 ≠ 2… Il faut jouer un peu du rabot ou de cales à certains endroits, mais globalement, ça se passe bien ! Les raccords avec les menuiseries ne sont pas si compliqués que ça : j’ai choisi de coller en plus de l’adhésif spécial, notamment à cause des coins difficiles à vraiment couvrir.

Raccord avec la menuiserie : le frein-vapeur dépasse du tasseau ; il est collé sous le tasseau.

Raccord avec la menuiserie : le frein-vapeur dépasse du tasseau ; il est collé sous le tasseau.

Raccord de menuiserie terminé : le frein-vapeur est collé, en plus de l'adhésif spécialisé

Raccord de menuiserie terminé : le frein-vapeur est collé, en plus de l’adhésif spécialisé

Les lés de frein vapeur sont collés entre eux avec colle + adhésif spécial ; seul l’adhésif est nécessaire selon le constructeur, mais là encore, je ne sais pas vraiment combien de temps il va tenir, leur scotch à 20€ le rouleau : un filet de colle ne coûte pas cher et me rassure.

Vue d'ensemble du frein-vapeur du mur nord

Vue d’ensemble du frein-vapeur du mur nord

Rien de bien compliqué, tout compte fait, mais c’est un travail plutôt minutieux… J’appréhende un peu les pignons à l’étage, où nous devrons travailler derrière les fermes… En tous cas le rez-de-chaussée est un bon échauffement !

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DSCN0212.resizedJe regarde dans les archives et je me rends compte que nous avions commencé le plancher du rez de chaussée en… mai 2013 ! Il était difficile de le continuer sans avoir les murs extérieurs terminés : à chaque averse un peu sérieuse, l’OSB prenait un peu l’eau, eau qui pouvait certainement s’infiltrer dans les rainures pour toucher l’isolant des caissons… Bref, ce chantier était en stand-by depuis un moment, le temps de terminer le hors d’eau / hors d’air.

Le travail était déjà rôdé : découpe de plaques d’OSB pour faire le fond des caissons entre les madriers (cf. article précédent), chaulage, placement de l’isolant et fermeture des caisson avec des grandes plaques d’OSB. Nous avons pu utiliser les chutes de fibre de bois (y compris la poussière de découpe) dans la deuxième travée : cela a permis de faire un grand coup de vide à l’étage ! Je stockais ces sacs poubelles remplis depuis un bon bout de temps ; il y avait aussi des bons tas de fibre de bois de toute forme, notamment les chutes des découpes en triangle des pignons. Bref : tout ça a pu resservir, et j’en suis plutôt fier, même si la mise en œuvre un un peu longue (tétris grandeur nature).

Pour le reste, nous avons finalement utilisé de la ouate de cellulose, en vrac, non insufflée. La ouate de cellulose a été un peu bousculée ces derniers temps en tant que matériau (cf. la discussion à propos du précédent article), mais je ne regrette pas du tout notre choix : c’est facile et agréable à mettre en œuvre, pas cher, performant (sur le papier, ah-ah), et en plus c’est un matériau recyclé. Après avoir passé un peu de temps à sélectionner la marque (sans sels d’ammonium), nous avons reçu les sacs (de 12,5 kg, il faut environ 3 sacs par m3). La ouate étant compressée dans les sacs, il faut la décompacter.

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Sac de ouate de cellulose, à l’ouverture : la ouate est compactée

Nous avons fait ce décompactage avec un mélangeur à peinture monté sur une perceuse, dans une poubelle de 100l ; attention, masque obligatoire ! Nous avions investi dans 2 bons masques à cartouche lors du ponçage de l’ossature principale, eh bien ils ont été encore une fois bien utiles… Il faut décompacter jusqu’à ce que la consistance soit comme… des œufs en neige. Avec l’expérience, nous réduisions dans un premier temps les grosses mottes à la main, avant d’utiliser le mélangeur.

Décompactage de la ouate avec un mélangeur à peinture

Décompactage de la ouate avec un mélangeur à peinture

Ce principe était OK pour nous vu que nous n’avions pas beaucoup de volume à traiter et que nous devions le faire au fur et à mesure de la construction des caissons ; mais pour les gros volumes, la machine à ouate est indispensable je pense…

Nous avons déposé la ouate en vrac dans les caissons, sans insuffler : pour les surfaces horizontales, il n’est pas indispensable d’insuffler sous pression. Le tassement de la ouate non insufflée, selon les fabricants, varie entre 10 et 20% en gros (je vous laisse taper dans votre moteur de recherche préféré, une marque a repris les caractéristiques techniques de tous ses concurrents) : pour une épaisseur horizontale de 20cm, nous perdrons donc 2cm d’épaisseur à terme, ce qui me va. Sur des surfaces verticales ou en rampant, c’est une toute autre histoire, évidemment… Nous avons laissé un petit bombé de 5cm environ dans les caissons, sans tasser ; juste avant de refermer, nous avons saupoudré un peu de chaux histoire de décourager des bestioles (parano ?).

Remplissage des caissons, travée par travée

Remplissage des caissons, travée par travée

Le dernier carré !

Le dernier carré !

Il aura fallu presque 2 semaines pour faire les 60m² ; le plus long étant de déplacer tout le bazar d’une travée à l’autre ;-). La gestion du passage des différents tuyaux a été aussi un peu sportive : évacuations, arrivées et départs électriques, arrivées et départs d’eau, fourreaux pour le téléphone.

Pour les évacuations, nos tuyaux sont encore en PVC CR8 diamètre 125 : nous avons découpé des trous dans l’OSB en laissant 5-7 mm de vide autour du tuyaux ; ce vide a été comblé avec de la mousse isolante pour tuyaux d’eau (fourreaux en polyuréthane j’imagine), plutôt dense, mais souple. L’idée est de laisser de la souplesse entre le tuyau (rigide) et le plancher (lui aussi rigide), afin que tout puisse travailler tranquillement sans altérer les tuyaux d’évacuation. Un petit coup de masti-colle pour faire un joint étanche entre le tuyau et l’OSB (nécessaire pour couler la chape), et le tour est joué ! Nous avons procédé de même pour les tuyaux d’eau en PE ; par contre, vu la rigidité des tuyaux, nous en avons bavé pour les organiser et les faire passer au travers de l’OSB. Pour l’électricité, ça a été aussi galère pour l’organisation des différents fourreaux, mais c’était plus cool pour les contraintes mécaniques : un fourreau ne risque pas de casser… Le puits canadien a demandé un déplacement d’une soixantaine de cm pour tenir compte du changement de sens de montée de l’escalier (plus feng-hui)… Eh bien creuser le sol à la pelle et à la pioche entre des travées de 40 cm, ça donne une bonne suée… Dire qu’il y en a qui payent pour faire de la muscu dans des clubs de gym ;-). La dernière difficulté a été de positionner les tuyaux du chauffage solaire, en PE pré-isolé… C’est raide comme tout, ces trucs là.

Le bazar des tuyaux d'eau à organiser... On paperçoit les gaines électriques.

Le bazar des tuyaux d’eau à organiser… On aperçoit les gaines électriques et les fourreaux de réservation.

Finalement, à part cette gestion des tuyaux et gaines, ça a été un pur plaisir ! Juste avant de fermer le fond du dernier caisson, nous avons été surpris de sentir le vent venir du vide sanitaire : il semblerait que les cours anglaises fonctionnent parfaitement !

Dernier trou sur le vide sanitaire : ça souffle fort ! (OK, c'est un jour de vent, mais ça veut dire que l'aération fonctionne...)

Dernier trou sur le vide sanitaire : ça souffle fort ! (OK, c’est un jour de vent, mais ça veut dire que l’aération fonctionne…)

Nous voilà donc avec un plateau nickel sur tout le rez-de chaussée… Avec 20cm d’isolation au plancher, nous pourrons nous balader pieds nus sans problème… En attendant, c’est hyper confortable de pouvoir se déplacer sur cette surface sans risquer l’accident (chute entre 2 madriers) : c’est même carrément reposant ! Sans compter le bonheur de pouvoir travailler à l’intérieur par tous temps… C’est plus que bienvenu en ce moment !

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Prochaine étape : le plancher de l’étage !

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DSC_9708.resizedLever de rideau sur la façade Est… Ça fait du bien de ne plus voir ces bâches cacher cette surface de mur ! En fait, ce pignon devient le premier mur extérieur de la maison terminé… Certes, il faut encore passer la deuxième couche de peinture, mais le plus gros est fait. L’échafaudage déguise encore ce pignon, mais il doit rester là tant que la deuxième couche de peinture n’est pas passée et que le zinc de rive n’est pas posé… Nous avons donc pu commencer le bardage de la façade nord il y a quelques semaines (il y a un bon décalage maintenant entre le blog et la réalité du chantier ;-)). Avec Bernard, la machine est rodée : ça avance vite et bien !

Façade sud lattée et contre-lattée... On aperçoit le seuil de porte coulé.

Façade nord lattée et contre-lattée… On aperçoit le seuil de porte coulé.

Rien à signaler de spécial pour cette façade : nous avons d’abord posé les coins de bardage autour des ouvertures (2h/ouverture à une personne en gros), puis latté et contre-latté. Ah, si : pour cette façade, j’ai pensé à poser un liteau sous les fenêtres afin de pouvoir poser les crochets de volets… J’avais simplement oublié de le faire pour les 2 pignons, et un jour, en pensant aux volets, je me suis dit qu’il manquait quelque chose… J’improviserai le moment venu.

Viennent ensuite les premières planches de bardage : nous avons calé tout le bardage sur la porte d’entrée afin que les planches soient symétriques de chaque côté de la porte d’entrée. Pour les autres ouvertures, ça tombera comme ça tombera, j’ai renoncé à faire des plans du bardage pour les autres façades : nous nous adaptons au fur et à mesure. Avant de commencer à barder, il a fallu couler le seuil de porte de la porte d’entrée. Nous avions fait un prototype du côté de l’appenti à bois, donc ça a été plus rapide : nous avons repris les pièces du coffrage (les 2 portes sont aux mêmes dimensions), et nous avons coulé le seuil de porte avec du ciment blanc assez gras, mélangé à de la fibre afin de l’armer. En coulant, nous avons mis quelques vis ici et là (quelquefois avec des morceaux de grillage entre 2 vis) afin que le seuil soit bien ancré à la maison et qu’il ne bascule pas sous le poids… Il se peut bien qu’à un moment donné on passe des choses lourdes par ici : autant que ça tienne. Je réalise en écrivant que je n’ai pas pris de photos pour cette partie… Le photographe aussi est un peu à la rue… Il faudra que j’en parle au patron, il commence à y avoir du laisser-aller dans cette équipe ;-).

Zoom sur la première partie du bardage nord : il est "calé" sur la porte d'entrée.

Zoom sur la première partie du bardage nord : il est « calé » sur la porte d’entrée.

Vue d'ensemble sur la première partie du bardage nord.

Vue d’ensemble sur la première partie du bardage nord.

Une fois le bardage de la façade nord commencé, nous avons pu poser le coin nord-Est du bardage, et raccorder ainsi les bardages Est et Nord… Il fallait que je sache comment la dernière planche du bardage nord allait arriver sur le coin avant de le poser : si c’était une planche inférieure, il fallait faire une feuillure ; si c’était une planche supérieure, on pouvait poser le coin tel quel.

Profil du coin de bardage. Les feuillures n'existent pas forcément, en fonction de la planche de bardage qui recouvre le coin.

Profil du coin de bardage. Les feuillures n’existent pas forcément, en fonction de la planche de bardage qui recouvre le coin.

Les 4 coins de la maison ont été taillés à partir de madriers 8×23 ; il a fallu les couper en deux, puis les raboter pour atteindre les cotes voulues. Un grand merci au charpentier pour le prêt du matériel ! Un petit coup de défonceuse pour faire un coin arrondi et le tour est joué. La partie la plus délicate (mais la plus sympa) a été de découper le bas du coin de bardage en biseau pour faire une goutte d’eau (en fait, pour éviter que l’eau qui s’écoule le long de la pièce de bois ne remonte par capillarité sous la pièce). En fait, c’est un double biseau, puisque nous sommes en coin… Rigolo comme prise de tête 3D.

"Double biseau" sur le coin de bardage

« Double biseau » sur le coin de bardage

Coin de bardage posé

Coin de bardage posé

J’en profite pour faire un zoom sur le décalage du bardage : j’en avais parlé dans un article précédent, mais après plusieurs tentatives j’avais renoncé à faire un schéma : voici donc quelques photos qui en disent plus long qu’un schéma absent 😉 :

Décalage des lattes : la partie supérieure est plus épaisse de 18mm (l'épaisseur du bardage)

Décalage des lattes : la partie supérieure est plus épaisse de 18mm (l’épaisseur du bardage)

Zoom sur le décalage du bardage

Zoom sur le décalage du bardage

La pose du coin de bardage nous a permis de fermer la partie nord du pignon Est… Ça prend forme ! Il ne reste que la jonction avec la façade sud à fermer… Nous avons donc décidé d’enchaîner sur le remplissage du mur de la façade sud !

Remplissage de la façade sud avec les panneaux de fibre de bois

Remplissage de la façade sud avec les panneaux de fibre de bois

Là encore, rien de nouveau : découpe des panneaux de fibre de bois (et pas des doigts… je ne supporte plus le bruit de cette machine), puis découpe et pose des panneaux de pare-pluie. En une journée et demi, à deux, on pose la totalité de la fibre de bois et 2/3 des panneaux pare-pluie…

Les panneaux pare-pluie sur la façade sud.

Les panneaux pare-pluie sur la façade sud.

Le remplissage du mur de la façade sud nous permet de couler l’appui de la baie vitrée… En début de semaine le fabricant a appelé : il est prêt à poser… Nous, pas vraiment ;-).

Nous nous rapprochons petit à petit du « hors d’eau hors d’air »… Dans quelques semaines, nous seront prêts à accueillir les portes, fenêtres et baie vitrée… Là, ça sera un gros changement. Mais d’ici là, il reste quelques planches de bardage à poser ! 😉

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DSCN9849.resizedPetit flash-back sur la semaine dernière : la pluie nous a invité à avancer sur le plancher du rez-de chaussée, bien à l’abri. Nous avons eu la chance d’accueillir Bob et sa famille pendant 2 jours : avec sa ceinture noire en travaux en tous genres (entre autres), Bob apporte une aide précieuse au chantier à chacun de ses passages… Merci encore ! Et merci pour ce temps passé tous ensemble… Nous avons donc décidé de commencer à isoler et fermer le plancher du rez-de-chaussée. A l’épisode précédent, nous avions posé les madriers et les tasseaux afin de pouvoir créer des caissons pouvant accueillir l’isolant dans l’épaisseur du plancher.

Je n’avais pas encore décidé quel type d’isolant mettre dans les caissons du plancher : je penchais plutôt vers de la ouate de cellulose, efficace, facile à poser, et pas chère. Jusqu’au jour où, en visite chez notre charpentier, je vois des énormes sacs de chute de panneaux de fibre de bois. Je me posais la question du recyclage des panneaux de fibre de bois (nous en avons pas mal), et du coup je lui pose la question : « Que faites-vous de ces chutes ? ». Il me répond que ça passe à la déchetterie. Puis il ajoute avec un œil brillant : « Si c’était pour moi, je les utiliserais pour isoler dans des caissons ; mais pour l’entreprise c’est trop de main d’œuvre. Les voulez-vous ? Ça me débarrasse. ». Ni une ni deux, nous nous retrouvons avec 15 énormes sacs de chute de fibre de bois dans la maison.

Les sacs de chute de fibre de bois

Les sacs de chute de fibre de bois

J’aime bien l’idée de valoriser ces chutes qui étaient destinées à la déchetterie : on fait d’une pierre 2 coups ! OK, il faut s’attendre à passer un peu de temps à placer toutes ces chutes, mais ça a vraiment du sens… En plus la fibre de bois est vraiment performante d’un point de vue thermique et acoustique ! Elle le sera un peu moins en petits morceaux pas très homogènes, mais elle fera son job quoiqu’il arrive.

Toujours au chapitre de la conception, je me demandais depuis le début quoi mettre pour fermer les caissons : agepan ? OSB ? Quelle partie du caisson doit être perspirante ? Le haut ou le bas ? Si c’est le haut, vu qu’il y aura une dalle chaux sur une partie de la surface, il faudra un film étanche pour couler la chape et ne pas mouiller l’isolant, donc on perdra la perspirance. Si c’est en bas, que dire des remontées d’humidité provenant du vide sanitaire ? Dilemme… Du coup, j’ai tranché : OSB en haut et en bas, et on perd la perspirance sur le plancher, sauf à travers les parties basses des madriers.

Nous avons commencé par fermer la partie basse des caissons avec des bandes de plaques d’OSB qui s’emboîtent entre elles ; nous avons ensuite passé de la chaux pure pour boucher les espaces entre les madriers et l’OSB, ainsi qu’entre les plaques d’OSB : cela dissuadera les petites bêtes de venir s’incruster dans le plancher. Nous avons aussi chaulé le sol sous le plancher pour les mêmes raisons.

Création des caissons du plancher et chaulage

Création des caissons du plancher et chaulage

Il a suffi ensuite de bourrer les caissons ainsi formés avec les chutes de panneaux de fibre de bois ; un tétris grandeur nature, en quelque sorte ;-). Petit jeu de patience !

Les caissons sont remplis : on peut les fermer

Les caissons sont remplis : on peut les fermer

Dernière étape : la fermeture des caissons : ça y est, notre plancher est là !

Au total nous avons mis 1 jour et demi pour faire à peu près 10m², y compris le démarrage toujours un peu plus lent… Le salon est prêt : on peut poser les canapés !

Le plancher du salon est terminé

Le plancher du salon est terminé

Nous attendons maintenant les prochaines chutes pour faire une nouvelle travée ; ce sera la travail parfait en cas de mauvais temps !

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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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