L`influence des réglementations thermiques sur la conception

Mémoire de master
Janvier 2013
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Directeurs de mémoire
Jean-François Blassel
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L’influence des réglementations
thermiques sur la conception
architecturale : le logement social en
France 2000-2012
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Directeurs de mémoire
Jean-François Blassel
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Mémoire de master
Matières à penser
Janvier 2013
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Audrey Rocher
1.1
Le tournant confirmé par la RT 2005
13
1.1.1 Confort d’été : Tic et méthode ThE
13
1.1.2 Méthode ThC
15
1.1.3 Les lacunes de la RT 2005
16
RT 2012, une obligation de résultats plus sévère mais attentive à l’architecture
1.2.1 Un objectif absolu en opposition au relatif de la RT 2005
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17
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1.2.2 Le calcul de Cep
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1.2.3 La Tic et le confort d’été
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Clichy-sous-Bois : un exemple de réalisation courante dans le cadre de la RT
2005
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1.3.3 Complexité du projet et des normes : la nécessité d’une stratégie
27
2.
Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
33
2.1
Stratégie de l’extension des logements : KOZ, Les Nids, Courbevoie, RT 2005
35
2.1.1 Un jeu d’ombres maîtrisé pour le confort d’été et d’hiver
35
2.1.2 Un minimum de moyens pour un rendement énergétique maximum
39
2.1.3 Une réussite basée sur la démarche bioclimatique
39
Stratégie de la façade habitée : deux exemples pour le partiel et l’ensemble
La façade habitée partiellement : Manuelle Gautrand, Solaris, Renne, RT 2000
43
43
2.2.2 La démarche HQE comme ligne directrice
49
2.2.3 Une réussite due à l’association du climat avec sa solution locale appropriée
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2.2.1 L’oriel ou la loggia pour le confort thermique d’été et d’hiver
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RT 2005
55
2.2.5 Le jardin d’hiver pour le confort thermique en toutes saisons
55
2.2.6 Une attention particulière aux dispositifs techniques mis en œuvre
59
2.2.7 Une réussite due à l’association du climat avec sa solution globale appropriée
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1.3.2 Deux types d’inerties thermiques
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2.2.4 Façade habitée dans son ensemble : Tania Concko, Saône Park, Lyon Confluence,
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1.3.1 Des apports énergétiques inégaux compensés en plan
2.2
2.3
Stratégie de la compacité : Pascal Gontier, 17 logements passage Fréquel, Paris,
RT 2012
63
2.3.1 Le confort d’été et d’hiver fortement contraints par le site
63
2.3.2 Une technicité élevée
69
2.3.3 Une réussite associée aux équipements techniques et à la démarche
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bioclimatique
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Des réglementations thermiques de plus en plus sévères et complexes
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1.
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Introduction
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Confrontation des stratégies de l’extension et de la compacité
77
77
3.1.2 Bénéfices d’une solution par rapport à l’autre
77
3.1.3 Conclusion sur ces deux stratégies
78
79
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3.2.1 Des sites spécifiques, différents de ceux de l’extension et de la compacité
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3.2.2 Bénéfices de cette stratégie par rapport aux autres
81
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Annexes
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90
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Bibliographie
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Lexique des abréviations
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Conclusion
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3.2.3 Conclusion sur l’ensemble des stratégies
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La stratégie des façades habitées partiellement et dans leur ensemble face aux
deux précédentes
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3.1.1 A chaque stratégie son site
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Confrontation des différentes stratégies entre elles
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3.
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Introduction
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L’Europe est le seul continent possédant une grande diversité de normes
énergétiques : BREAM au Royaume-Uni, DGNB en Allemagne ou encore LEED.
Pourtant, c’est en France que celles-ci sont les plus présentes et complexes. En
effet, les autres normes européennes regroupent tous les aspects du
développement durable en une seule norme tandis qu’en France, elles sont
séparées en deux catégories : la qualité environnementale avec la HQE et l’énergie
avec la réglementation thermique.
Déjà marquée par un contexte normatif sévère depuis la RT 2000, c’est avec la
mise en place progressive de la réglementation thermique 20121 que le contexte
normatif français se durcit.
La France est inscrite dans cette démarche normative depuis 1974. Pourtant, c’est
seulement à partir des années 2000 que la production architecturale est la plus
affectée par celle-ci.
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Malgré une longue série de normes mises en places, celles-ci sont rarement faciles
à comprendre. De plus, le consensus mou qui s’articule autour de ces textes
n’entend pas rendre les choses plus accessibles. Depuis texte officiel de la RT 2005
jusqu’à celui de la RT 2012, celui-ci s’est même allongé sans se simplifier2.
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La difficulté pour les architectes est de composer avec ces contraintes. En effet,
depuis 2000, la production de bâtiments est soumise à ces normes à travers
plusieurs catégories énergétiques. Il ne s’agit plus seulement de traiter
l’enveloppe comme il s’agissait auparavant. Tous les postes concernés sont en
relation directe avec les choix de conception architecturale. Il est impossible de
négliger la norme. Elle transparait dans les choix de conception.
La réglementation thermique ajoute un poids supplémentaire et complexifie la
conception. Cette complexité est d’autant plus marquante dans le logement
1 La RT 2012 est déjà en vigueur pour les constructions neuves situées en zone ANRU et ce,
depuis le 28 octobre 2011. Voir le Journal officiel de la République française, « Caractéristiques
thermiques et exigences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties
nouvelles de bâtiments », Arrêté du 27 octobre 2010
2 La RT 2005 comprend un document de 200 pages de calculs pour la méthode ThCE tandis que
la RT 2012 en comprend 1377 pour la méthode ThBCE.
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L’étude du logement social est particulièrement intéressante puisqu’il s’agit de la
catégorie de construction la plus contrainte par les normes, que ce soit par la
réglementation thermique, l’accessibilité, la sécurité incendie, etc. La
réglementation thermique est cependant celle qui affecte la totalité du bâtiment.
De plus, les problèmes posés par cette norme ne peuvent pas être réglés grâce à
l’installation de coûteux équipements, c’est la conception architecturale qui doit
changer et s’adapter.
On peut dès lors se demander comment les réglementations thermiques
influencent-elles la conception architecturale dans le logement social en France.
Pour aborder cette question, nous nous intéresserons d’abord au contexte
normatif actuel (RT 2005) et futur, afin de bien saisir leurs enjeux et leurs critères.
Puis, nous analyserons trois stratégies retenues face à la réglementation
thermique en vigueur à l’époque de chaque projet. Elles seront chacune illustrées
par un bâtiment.
Enfin, nous comparerons ces stratégies et leurs enseignements afin d’en
déterminer les bénéfices et les points faibles qui devraient être pris en compte
dans la cadre de la RT 2020.
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social. Pourtant, la production de ce type de logement augmente sous la pression
gouvernementale ces dernières années avec un pic relevé en 20103.
3 Entre 1978 et 2003, 50000 logements sociaux on été construits par an, depuis 2004,100.000
par an, en 2010, 131509. Chiffres publiés par Benoist Apparu, secrétaire d’Etat au logement.
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Des réglementations thermiques de
plus en plus sévères et complexes
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La première réglementation thermique est apparue en France en 19744. Elle est la
réponse directe au premier choc pétrolier de 1973.
Cependant, malgré une longue histoire, c’est seulement à la suite des accords de
Rio que la France s’engage à mettre en place une réglementation thermique
efficace. En effet, l’application de cette norme est vérifiée par des contrôleurs
agréés ayant le pouvoir de sanctionner les responsables du projet par une
amende5. La France s’engage même à renouveler cette même réglementation
thermique tous les 5 ans6 afin de réduire significativement les consommations
énergétiques des bâtiments.
La RT 20007 annonce une vraie progression dans la réduction des consommations
d’énergies dans le bâtiment. Pour la première fois, elle va porter sur quatre postes
de consommation d’énergie : chauffage, eau chaude sanitaire, éclairage,
ventilation.
La réglementation s’applique à tous les bâtiments neufs. La seule dérogation
possible à la norme reste les bâtiments bénéficiant d’une réglementation spéciale
et de conditions particulières (local de refroidissement, bâtiments agricoles…).
Selon nos estimations, cette nouvelle RT vise à réduire de 20% les consommations
énergétiques des bâtiments par rapport à l’ancienne RT 19888.
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La RT 2005 n’introduit pas de grand changement par rapport à la RT 2000. Elle est
simplement plus vigilante sur certains postes à cause de l’accentuation de la crise
énergétique. En effet, la France est particulièrement concernée par ce sujet
4 Voir l’historique des normes et leurs explications respectives en Annexe 1 et 2
5 Le non respect de la réglementation thermique est considéré comme un délit passible de
sanctions pénales dont une amende de 45000 euros portée à 75000 euros et de 6 mois
d’emprisonnement en cas de récidive. http://www.legifrance.gouv.fr.
De plus, lors de contrôle par les experts, les documents attestant la validité de la
réglementation thermique doivent être fournis. Ces contrôles restent cependant
anecdotiques et ne concernent que 10% des réalisations effectuées dans le cadre de la
réglementation thermique. http://logement.gouv.fr
6 http://www.ademe.fr/htdocs/actualite/dossier/climat/EdS_3.html
7 La RT 2000 ne faisant pas l’objet d’une partie, voir les détails en annexe 3 et 4
8 Etude comparative personnelle depuis les exigences demandées dans chacune des
réglementations thermiques 1988 et 2000. Annexe 3
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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Scénario conventionnel sur un jour de
la semaine représentatif des besoins de
chauffage et refroidissement.
Les scénarii présentés dans la méthode de
calcul ThCE sont principalement utilisés pour
les besoins de chauffage et de refroidissement.
Toutefois, ces données sont également
exploitées dans le cadre du calcul de la Tic.
Les variations présentées ainsi que la période
d’occupation sont toujours prises en compte afin
d’obtenir des coefficients les plus justes possible.
De plus, les valeurs Tic ne sont jamais définies
sur les périodes de vacances. Celles-ci sont
toujours écartées des calculs car on considère
que les occupants ne sont pas présents dans le
bâtiment.
Par ailleurs, la Tic, bien que prise en compte est
en réalité très peu décrite dans la méthode de
calcul ThE. Le document lui même ne consacre
que peu de description à ce coefficient malgré
son inévitable importance.
Source du graphique : CSTB, Méthode de calcul THBCE
2012, 2012, p.20.
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puisqu’elle importe une grande partie des énergies consommées. « Très
préoccupée par la sécurité des approvisionnements, la commission européenne a
lancé un débat en publiant en novembre 2000 un livre vert sur le sujet (…)
L’union européenne importe 50% de ses besoins énergétiques et cette
dépendance pourrait atteindre 70% d’ici 2030. A partir de cette réflexion sur la
sécurité des approvisionnements, lancée en 2000, on peut dire qu’émerge, sinon
une politique européenne de l’énergie, du moins une vision européenne de
l’énergie»9
Face à ce constat, la RT 2005, encore actuelle, mise en place depuis le 1er
septembre 2006, abaisse encore les plafonds de consommations. Cette réduction
est effectuée à hauteur de 15% par rapport aux valeurs références de la RT 200010.
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Des réglementations thermiques de plus en plus sévères et complexes
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Il s’agit en réalité du début d’une nouvelle série de normes toujours plus précises
sur les objectifs à atteindre, dans le sens où elles n’ont jamais été aussi pointues et
exigentes concernant l’obligation de résultats en l’espace de quelques années. La
norme est d’autant plus mal vécue par les architectes, les maitres d’ouvrage et les
ingénieurs tant elle contraint les choix de conception architecturale, les budgets
et complexifie le projet.
Le tournant confirmé par la RT 2005
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1.1.1Confort d’été : Tic et méthode ThE
La RT 2005 confirme les cinq objectifs principaux énoncés par la RT 200011 et
impose des objectifs sans imposer une marche à suivre pour y parvenir. Il n’y a pas
de méthode propre, ni même de matériaux plus appropriés que d’autre comme
on pourrait être tentés de le croire.
La RT 2005 s’appuie sur la méthode de calcul ThCE12. Elle a pour objet le calcul
réglementaire du des coefficients Cep et Tic13. Il est important de comprendre que
ce calcul ne donne pas les consommations réelles. Les données utilisées d’entrée
sont issues des éléments descriptifs du bâtiment et de ses équipements. La RT
2005 s’appuie sur une méthode de calcul regroupant trois entités :
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- ThConsommation pour la consommation d’énergie primaire. Il s’agit d’une valeur
exprimée en kWh/m2/SHONRT14 Elle prend en compte les consommations de
chauffage, ventilation, eau chaude sanitaire et éclairage.
- ThEnergie permet de déterminer la Tic en °C ou température intérieure
conventionnelle. Elle est la valeur essentielle du confort d’été. La Tic représente la
température opérationnelle (c’est à dire qu’elle correspond à la sensation de
l’occupant) maximale horaire en période d’occupation pour un jour chaud d’été
9 Jean Marie Chevalier, Les grandes batailles de l’énergie, Paris, Gallimard, 2004, p.69
10 Direction générale de l’urbanisme, de l’habitat et des transports, « Réglementation
thermique 2005, des bâtiments confortables et performants », 09 octobre 2006, p.1
11 Voir Annexe 3 sur la RT 2000
12 Voir le lexique des abréviations
13 Ibid
14 Les surfaces prises en compte par la SHONRT sont illustrées en annexe 4
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1. Les trois zones climatiques d’hiver
Ces trois zones correspondent pour chacune d’elle
à une valeur référence de consommation d’énergie
primaire référence ou Cepref à ne pas dépasser. La
valeur obtenue lors du calcul de Cep du projet est
à comparer à cette valeur. Toutefois, la valeur tient
également compte de l’altitude du bâtiment ainsi
que de sa surface.
Cartes issues de http://www.rt-batiment.fr. Ce site
présente toutes les actualités des réglementations
thermiques d’après les informations officielles.
2
2. Les quatres zones climatiques d’été
Ces zones sont utilisées pour déterminer la Tic.
La Ticref à laquelle il faut comparer la valeur
obtenue pour le bâtiment tient compte de
deux facteurs :
- Le facteur solaire de référence pour les parois
opaques.
- Le facteur solaire de transmission lumineuse
défini dans un tableau donné dans les règles
de calculs de la RT 2005.
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conventionnel, associé à une période chaude représentative. La méthode de
calcul ThE pour la Tic utilise des données d’occupation de d’usage. Ces données
sont de deux ordres : le premier se situe à l’échelle du bâtiment tandis que le
deuxième est spécifique aux pièces. Il s’agit de scénarii temporels horraires
représentant les comportements des occupants d’un bâtiment15. Dans cette
représentation, l’unité de base est la semaine.
- Th bât pour les déperditions diverses, telles que celles dues aux ponts
thermiques, aux baies, aux portes…
Dans la RT 2005 toutes les déperditions sont mesurées séparément et ensuite
regroupées sous le nom de Ubât16
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Des réglementations thermiques de plus en plus sévères et complexes
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Tic et ThE
Le confort d’été est symbolisé par la valeur Tic. Cette valeur tient compte de la
zone climatique du bâtiment, son inertie thermique, son ratio d’ouverture des
baies, la protection solaire de celles-ci ainsi que l’exposition au bruit.
Dans la RT 2005, il existe 4 zones climatiques. Et trois grandes classes d’exposition
au bruit : BR1 (calme), BR2 et BR317. « La détermination du classement BR
s’effectue baie par baie en appliquant l’annexe 2 de l’arrêté RT 2005 en fonction
de la distance « d » entre la façade étudiée et l’infrastructure et de la vue d’une
infrastructure depuis la vue d’une baie »18
Ce critère a pour objectif de définir les possibilités d’ouvertures des baies durant
la nuit ou encore le matin dans le cadre de la ventilation naturelle.
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1.1.2 Méthode ThC
Il s’agit de la méthode utilisée pour calculer les dépenses énergétiques pour
chacun des quatre postes (chauffage, ECS, ventilation, éclairage).
On peut toutefois souligner un problème principal avec cette méthode utilisée
dans la RT 2005 : elle ne tient pas compte des consommations d’énergies dues au
refroidissement des bâtiments climatisés. Si cette donnée ne concerne que peu
de bâtiment d’habitation, elle est en revanche incontournable pour le tertiaire.
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Pour obtenir la valeur finale Cep du bâtiment en kWh/m2SHONRT/an, la valeur C
obtenue à la suite du calcul ThC doit être multipliée par un coefficient prédéfini
en fonction de l’énergie utilisée. La consommation est calculée en énergie
primaire et non en énergie finale car cette dernière prend en compte les pertes
énergétiques dues à la production et lors du transport vers le lieu de
consommation.
15 Le calcul de la Tic est inchangé depuis la RT 2000. Pour plus de détails sur son calcul, voir
CSTB, Méthode de calcul THBCE 2012, 2012, p.1158
16 Arrêté du 29 novembre 2000 relatif aux caractéristiques thermiques des bâtiments nouveaux
et des parties nouvelles de bâtiments, art. 31 et suivants.
Consultable sur http://www.legifrance.gouv.fr
17 Réglementation thermique 2000, préambule, fiche d’application, classement au bruit d’une
baie : BR1-BR2-BR3
18 « Réglementation thermique 2005, classe d’exposition au bruit d’une baie et isolement
acoustique de façade, fiche d’application, classement au bruit d’une baie : BR1-BR2-BR3 »
16
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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Lorsque la valeur Cep bât est obtenue, il suffit de la comparer à la valeur Cepmax
relative pour attester la conformité du bâtiment à la norme20.
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Les différents facteurs : Eprimaire = n x Efinale
Electricité : n=2 ,58
Autre
: n=119
L’électricité est l’énergie qui possède le coefficient le plus pénalisant puisque la
quantité d’énergie nécessaire à sa production est la plus importante parmi les
énergies répertoriées. De plus son acheminement vers les bâtiments n’est
toujours pas optimisé et induit donc des pertes énergétiques.
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1.1.3 Les lacunes de la RT 2005
Malgré les ambitions affichées, la réglementation thermique actuelle souffre
encore de défauts. En premier lieu, elle est complexe et assez difficile d’accès car
elle comporte une multitude de décrets venant s’ajouter au texte de loi officiel. En
dehors de cet aspect, elle possède un trop grand panel de garde-fous et de
mesures à respecter comme par exemple tous les coefficients de déperditions
thermiques en fonction du type de parois, notés Ubât21.
La méthode de calcul de la RT 2005 paraît problématique selon ces observations :
toutes les valeurs sont relatives. Elles contraignent donc fortement la conception
en imposant diverses mesures et non en se concentrant sur un objectif global à
atteindre.
Même en étant très précise sur certains postes, la RT 2005 reste cependant assez
peu exigeante au niveau des performances à atteindre.
En effet, la conception bioclimatique, encouragée pour la première fois dans
l’histoire des réglementations thermiques, ne prend actuellement en compte que
les orientations cardinales du bâtiment22. Pourtant, la prise en compte globale du
contexte serait plus judicieuse. « Le contexte dans lequel se trouve le bâtiment
détermine son potentiel solaire et donc ses éventuels gains énergétiques. Deux
facteurs urbains sont, de ce point de vue, essentiels : l’orientation du bâtiment et
la distance entre les bâtiments (la densité) »23.
Sur ce point, la réglementation mériterait un approfondissement car elle fait
l’impasse sur les ombrages et leurs impacts sur les apports solaires. En effet, un
balcon peut nuire au bon ensoleillement d’une pièce en la privant d’apports
solaires suffisants augmentant ainsi proportionnellement les besoins
énergétiques pour la réchauffer.
Finalement, la RT 2005 représente un point de départ malgré les imperfections
19 CSTB, « Annexe n°1, A l’arrêté portant approbation des méthodes de calcul ThC et ThE,
méthode de calcul ThC », décembre 2000,p.131
20 Voir le tableau en annexe 3 pour les valeurs
21 Journal officiel de la république française, chapitre 2, isolation thermique, art.15 et 16, 25 mai
2006, texte 14 sur 155.
22 Journal officiel de la république française , Titre II, caractéristiques thermiques de référence,
chapitre Ier, section 2, surfaces et orientations des parois, art.12-13-14, 25 mai 2006, texte 14
sur 155
23 Roberto Gonzalo, Karl J. Habermann, Architecture et efficacité énergétique, principes de
conception et de construction, Bâle, Birkhäuser, 2008, p.34
RT 2012, une obligation de résultats plus sévère mais
attentive à l’architecture
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1.2.1 Un objectif absolu en opposition au relatif de la RT 2005
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Cette nouvelle réglementation thermique est destinée à diviser par trois la
consommation énergétique moyenne des bâtiments neufs. La valeur absolue à
respecter est de 50 kWh/m2/an. Cette valeur dépend toujours de la zone
climatique, de l’altitude ainsi que de la surface du projet.
La RT 2012 est centrée sur trois notions25 regroupées dans la méthode de calcul
ThBCE26. Elle constitue le perfectionnement de la méthode ThCE précédemment
utilisée. Simplement, la dimension bioclimatique à été ajoutée au calcul (ThB).
Comme dans les précédentes réglementation thermiques, les bâtiments sont
classés selon deux catégories, CE1 et CE2. La catégorie CE2 concerne les
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- ThB (thermique bioclimatique) : Le calcul du Bbio. Il s’agit d’une valeur sans
unités. Elle caractérise l’efficacité énergétique du bâti par rapport aux besoins de
chauffage, refroidissement, éclairage, ventilation et eau chaude sanitaire
indépendamment des systèmes utilisés pour le chauffage, le refroidissement, la
ventilation et l’eau chaude sanitaire.
Le Bbio prend en compte beaucoup de paramètres tels que :
- l’implantation
- la forme
- la surface
- l’orientation des baies / l’éclairage naturel
- l’isolation
- la transmission solaire
- l’ouverture des baies
- l’inertie du bâti.
La valeur du Bbio doit être la plus faible possible. Et surtout plus faible que la
valeur Bbiomax calculée pour le projet.
24 Voir l’annexe 5 pour la présentation des différents labels associés à la RT 2005
25 Journal officiel de la République française, « Caractéristiques thermiques et exigences de
performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments »,
Arrêté du 27 octobre 2010, Titre II, Expression des exigences de performance énergétique,
art.11-15
26 Voir le lexique des abréviations
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que l’on peut lui associer. Un défaut surprenant est d’ailleurs son manque
d’incitation à utiliser les énergies renouvelables. Leur utilisation relève aujourd’hui
uniquement d’une volonté de la part du maître d’ouvrage et du maître d’œuvre.
Même si la RT impose des garde-fous, une exigence de moyens pourrait
également être bénéfique afin de proposer des bâtiments plus performants.
Bien consciente que la RT 2005 ne pouvait suffire dans le cadre d’un sujet aussi
épineux que celui des consommations d’énergie, la France a mis en place
plusieurs labels pour encourager à dépasser les strictes exigences normatives24.
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Des réglementations thermiques de plus en plus sévères et complexes
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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Les huit zones climatiques de la RT 2012
Contrairement aux réglementations thermiques
précédentes, il y a désormais huit zones
géographiques, que ce soit pour l’hiver ou pour
l’été. La redéfinition de ces zones permet d’avoir des
données plus précises pour les calculs.
Les valeurs Cep données sont celles à respecter dans
le calcul.
La grande nouveauté de la réglementation
thermique 2012 est d’avoir désormais uniquement
des valeurs absolues.
Le recours à un projet de référence a été écarté car
cette méthode était beaucoup trop contraignante.
En effet, elle entrainait de nombreuses
incompréhensions. Ainsi, en supprimant par
exemple les valeurs Ubât relatives, la RT 2012 permet
d’éviter les bâtiments qui ne se focaliseraient que sur
cet aspect au détriment d’une solution architecturale
qualitative.
Cartes issues de Dimitri Molle et Pierre Manuel Pahy,
RT 2012 et RT existant, réglementation thermique et
efficacité énergétique, Paris, Eyrolles, 2011
Des réglementations thermiques de plus en plus sévères et complexes
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logements en zone H2d ou H3 à altitude inférieure à 400m et exposé au bruit à
partir de BR2, puisqu’il ne peuvent ouvrir leurs fenêtres pour ventiler, il y a
obligation de recourir à un système de refroidissement.
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La méthode de calcul de Bbio est :
Bbio = 2 x Bchauffage + 2 x Brefroidissement + 5 x Béclairage27
Contrairement aux RT précédentes, c’est l’éclairage qui doit être fortement réduit.
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La méthode de calcul Bbiomax est la suivante :
Bbiomax = Bbiomaxmoyen x (Mbgeo + Mbalt + Mbsurf )
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1.2.2 Le calcul de Cep
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Ce calcul dépend des mêmes paramètres que le Bbio (zone climatique, altitude et
surface). Une seule donnée est ajoutée, celle des émissions de gaz à effet de serre.
La différence avec les précédentes réglementations, c’est que cette fois ci les
auxiliaires, consommant de l’énergie sont pris en compte.
La valeur de Cepmax pour les logements collectifs bénéficie d’une dérogation
jusqu’au 1er janvier 2015 : la consommation Cepmax est la valeur déterminée par
le calcul plus 7,5 kWh/m2/an28. Les valeurs sont obtenues en partant des besoins
et en ajoutant les différentes pertes et consommations auxiliaires tout en
retranchant les éventuelles pertes récupérables pour le chauffage. Un problème
réside cependant dans le calcul du Cep : les ascenseurs, indispensables en
logement collectif, ne sont pas pris en compte dans les calculs et sont pourtant de
gros consommateurs d’énergie.
Les coefficients à appliquer pour obtenir les consommations en énergie primaire
sont les même que ceux des RT précédentes.
Les calculs Th-bât pour chaque élément source de déperdition thermique ont
disparus au profit d’une valeur absolue à respecter29. Le passage de la
comparaison de valeurs relatives au projet aux valeurs absolues à le bénéfice de
supprimer de nombreux garde-fous et donc de rendre plus libre la conception
architecturale sur certains aspects.
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1.2.3 La Tic et le confort d’été
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Cette donnée ne représente pas d’avancée significative. La méthode utilisée est
toujours la même depuis la RT 2000. Cependant, les modifications futures de la RT
2012 portent sur le calcul de la température intérieure conventionnelle maximale
pendant 5 jours consécutifs en cas de grandes chaleurs. Dans le contexte actuel,
c’est surtout la partie sur le confort d’été qui fait réagir. En effet, il s’agit de
proposer des solutions efficaces afin de ne pas inciter les usagers à avoir recours à
27 Les valeurs sont données dans le tableau sur la page suivante
28 Grenelle de l’environnement, « Réglementation thermique 2012, un saut énergétique pour
les bâtiments neufs », avril 2011, p.6
29 Cette valeur est de 0,6 W/m.K pour le pont thermique de dalle d’étage courant. Valeur issue
de l’arrêté du 27 octobre 2010 et expliqué par Christian Cardonnel, « Pour une réglementation
énergétique équilibrée », 31 mai 2010
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1. Les données associées au calcul de Bbio
Rappelons ici le calcul du Bbio :
Bbio = 2 x Bchauffage + 2 x Brefroidissement + 5 x
Béclairage.
Il est important de souligner que le calcul du
Bbio et donc la méthode ThB influence la valeur
Cep obtenue par la méthode ThC. En effet, là ou
la RT 2005 accordait peu de place à la démarche
bioclimatique et donc à l’environnement du
bâtiment, la RT 2012 l’intègre pleinement dans ses
calculs.
Cartes issues de Dimitri Molle et Pierre Manuel Pahy,
RT 2012 et RT existant, réglementation thermique et
efficacité énergétique, Paris, Eyrolles, 2011
2. Le diagramme de Brager
Ce diagramme permet de prédire l’évolution
de la température opérative à l’intérieur
du bâtiment en fonction de la température
extérieure du moment.
Les points foncés sont associés à une heure
précise en été tandis que les points clairs sont
associés à une heure précise en hiver. Malgré
son utilité et sa facilité de compréhension
et d’interprétation, ce diagramme n’est pas
intégré dans la RT 2012. La méthode utilisée
est inchangée par rapport à la RT 2005.
Diagramme issu de Christian Cardonnel, « Pour
une réglementation énergétique équilibrée »,
Paris, 31 mai 2010
Des réglementations thermiques de plus en plus sévères et complexes
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La RT 2012 se veut plus accessible et moins contraignante que les précédentes
réglementations. Cependant, la méthode de calcul ThBCE 2012 est très complexe
et est composée de près de mille pages d’équations complexes. Une approche
simplifiée par des logiciels est prévue. Si ce n’est pas le cas, elle risque d’être mal
comprise et donc mal appliquée aux bâtiments.
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une climatisation entrainant des surcoûts. Si pour le moment, aucun changement
ni aucune amélioration du calcul de la Tic n’est mise en place, celle-ci devrait
toutefois changer rapidemment. Le diagramme de Brager est par ailleurs une
proposition simple pour se faire une idée juste et rapide du confort intérieur.
Clichy-sous-Bois : un exemple de réalisation courante dans le
cadre de la RT 2005
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1.3.1 Des apports énergétiques inégaux compensés en plan
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L’opération réalisée par l’atelier Isabelle Biro n’est pas atypique comme le sont les
bâtiments présentés dans la deuxième partie. Toutefois, cet exemple permet
d’avoir un aperçu de ce qu’est la production actuelle de logement RT 2005. Afin
de les comparer le plus facilement possible, il est essentiel d’avoir les même
données. Les donées suivantes posent le cadre de l’opération30 :
Maîtrise d’oeuvre : Atelier Isabelle Biro
Maîtrise d’ouvrage : Opievoy, direction du développement secteur construction
Date et lieu de construction : Clichy-sous-Bois, 2010 pour les études et 2012 pour
la construction
Type de terrain : parcelle privée et close
SCHON : 3656, 50 m2
Type de logement : logement social locatif du studio au T4
Indicateur de coût de construction :
Nombre d’étages du bâtiment : 5 (17,70m)
Spécificité de l’opération : ZAC (du Dhuys)
Matériaux utilisés : Structure primaire en voiles béton (16 ou 18 cm). Isolation par
l’intérieur en laine de roche (15 cm), enduit Stucco blanc sur tous les murs béton
extérieurs. Les deux derniers étages sont en retrait et recouverts de bardage bois.
Les planchers ont une épaisseur de 20 cm. La toiture terrasse fait usage de
mousses de polyuréthane pour l’isolation.
Réglementation de référence : RT 2005, label HPE31 obtenu.
Il est cependant à noter que les bâtiments étudiés dans ce mémoire ne sont pas
tous de même taille. Cette différence n’est pas impactante dans l’efficacité d’une
solution proposée en réponse au contexte normatif. En effet, la réglementation
thermique évalue les performances sur l’ensemble du bâtiment mais celles-ci ne
sont pas accrues par la taille de l’opération puisqu’elles dépendent toutes des
appartements eux-mêmes. La surface n’est donc pas un facteur de réussite pour
30 Toutes les données ont été fournies par l’atelier Isabelle Biro
31 Haute performance énergétique. Voir annexe 5 pour le détail
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1. Plan masse de l’opération
La ZAC du Dhuys s’est construite ces dernières
années entre les barres HLM en démolition au nord
et le quartier pavillonaire du sud. Il s’agit d’une ZAC
inscrite dans le développement de la dorsale est
du Grand Paris. Dans le projet de développement
de la ZAC, il est prévu la mise en service d’un
tramway juste au nord de l’opération. Actuellement,
le quartier est mal desservi par les transports en
communs. Seuls quelques bus assurent la connexion
avec le centre ville.
Ombres ajoutées, A.R. Plan masse, Atelier Isabelle Biro
2
2. Plan R+2, classification des
appartements en fonction de leurs
orientations cardinales
Les appartements mono-orientés sont en gris
30%. Les appartements traversants en gris
50% et l’appartement d’angle bi-orienté en
gris 10%.
L’assemblage des appartements entre eux
permet l’équilibre thermique.
Diagramme issu de Christian Cardonnel, « Pour
une réglementation énergétique équilibrée »,
Paris, 31 mai 2010
Des réglementations thermiques de plus en plus sévères et complexes
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Ici, l’opération est composée d’un bâtiment formant un angle. Les façades est et
ouest sont les plus longues et contiennent donc le plus de logements tandis que
les façades nord et sud sont restreintes, contraintes par le découpage parcellaire.
Toutefois, le bâtiment est situé dans un site relativement peu contraint par
rapport aux ombres portées par les bâtiments environnants.
Les orientations cardinales de chaque partie du bâtiment sont différentes et
devraient donc adopter des stratégies différentes en vue d’obtenir les meilleures
performances énergétiques possibles.
Le bâtiment est relativement peu profond de façon à avoir des appartements
traversant permettant de disposer les pièces en fonction des apports thermiques
nécessaires.
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une opération.
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CONFORT D’HIVER
En ce qui concerne le confort d’hiver, les appartements sont conçus de façon à
avoir le plus de lumière possible. Toutefois, les surfaces vitrées sont situées
majoritairement à l’est et à l’ouest. Cette disposition n’est pas optimale puisque les
apports solaires sur ces deux orientations ne sont pas constants. Les
appartements bénéficient donc de gains de chaleur solaire assez inégaux en
fonction de la journée. Ceux situés au sud et à l’ouest en tirent le plus de bénéfices
tandis que les autres seront plus dépendants au système de chauffage.
Ce problème est d’autant plus présent que tous les appartements ne sont pas
traversants. Une stratégie d’occupation migratoire, c’est à dire d’occupation des
pièces en fonction du moment de la journée et de la position du soleil, ne peut
alors pas être mise en place par les habitants
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La répartition est égalitaire entre les appartements mono-orientés (en gris 30%)
et les appartements ayant deux orientations (10% et 50%). Dans le cadre du
confort d’hiver, les petits appartements au sud et mono-orientés sont privilégiés
par des apports solaires généreux tandis que celui au nord pose problème.
Même si certains appartements semblent plus bénéficier de confort que d’autres,
la réglementation thermique mesure les performances à l’échelle du bâtiment et
non des appartements eux-mêmes. De ce fait, cette composition est possible car
il existe des appartements très favorables par rapports aux critères de la RT qui
compensent ceux qui ne la satisfont pas. Le problème de conception n’est plus du
registre de la réglementation thermique mais du confort égalitaire entre usagers.
CONFORT D’ETE
A cause de la disposition contrainte en plan, la ventilation naturelle n’est pas
aisée. En effet, très peu de séjours possèdent deux orientations afin de faire
circuler l’air dans la pièce. Cette option reste présente dans les appartements
occupant deux façades. Les fenêtres des séjours peuvent communiquer avec
celles des chambres.
La petite taille des pièces est un inconvénient lors de la surchauffe due aux
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1.Comparatif des surfaces des baies du projet et
d’un projet fictif de référence dans le cadre de la
RT 2005
La réglementation thermique prévoit une
équirépartition des baies sur les façades des
logements collectifs. Toutefois, cette exigence ne
peut être respectée ici, du fait du terrain. La façade
sud est la plus petite des façades, son nombre de
baies est réduit. Les façades sont inégales par leur
surface vitrée, ce qui explique que le confort d’hiver
ne soit pas optimal dans ce projet.
LTHS, Etude thermique des 45 logements ZAC du Dhuys,
Clichy-sous-bois, 5 décembre 2011
2
2. Un système esthétique contribuant au
confort d’été pour les balcons
Le système mis en place entre les deux
balcons permet de garantir un meilleur
confort d’été pour les appartements.
En revanche, si ce système fonctionne
relativement bien pour les appartements
en relation directe avec ce dispositif, les
appartements situés au dernier étage ne
bénéficient d’aucun traitement. Comme pour
le confort d’hiver, certains appartements sont
mieux traités que d’autres.
Ombres et contrastes A.R, d’après une photo de
l’atelier Isabelle Biro, après-midi, août 2012
Des réglementations thermiques de plus en plus sévères et complexes
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Les balcons, présents dans chaque appartement, permettent également de créer
des ombres et ainsi limiter l’échauffement dans les séjours situés à l’étage
inférieur. Si le balcon apporte ici un plus pour les habitants au niveau de la qualité
d’usage, celui-ci est en revanche quasiment inutile dans le domaine des
performances thermiques comme aurait pu l’être une loggia. Le seul bénéfice est
celui de l’ombre portée. Cette qualité d’occultation est d’ailleurs traitée ici par la
mise en place d’une paroi verticale sur le côté sud des balcons présents sur la
façade est. Cet élément, en plus d’être esthétique, permet de stopper les rayons
lumineux et ainsi garantir une meilleure Tic.
Si le confort d’été n’est pas traité en profondeur, ce choix est accepté dans la
mesure où la surchauffe n’est pas la contrainte majeure dans cette zone
climatique de la réglementation thermique. Le confort d’hiver et d’intersaison est
beaucoup plus important.
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apports solaires. Pour atténuer l’impact de la chaleur, des stores sont prévus sur
les toutes les façades à l’exception de celle au nord. Il s’agit de stores extérieurs
souples et perforés, laissant tout de même passer de la lumière de façon à pouvoir
utiliser la pièce même avec le store baissé sans recourir à l’éclairage artificiel.
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1.3.2 Deux types d’inertie thermique
Lors de la mise en œuvre des balcons, le traitement des ponts thermiques a bien
évidemment été pris en compte.
Cependant, même si le bâtiment est conforme à la réglementation thermique
2005, l’isolation par l’intérieur ici mise en œuvre ne permet pas de bénéficier de la
meilleure inertie possible.
L’inertie thermique dépend de la fluctuation de la température extérieure,
intérieure, de la Tic, des apports internes et également de l’ensoleillement.
L’inertie est de deux types32 :
- l’inertie de transmission
- l’inertie d’absorption
La première33 concerne les apports de l’extérieur vers l’intérieur. Elle décrit la
capacité de la paroi à diminuer l’amplitude d’une oscillation de température
extérieure et sa capacité de retardement ou phasage.
La deuxième décrit le comportement de la paroi interne face à des apports de
chaleur interne. Sa capacité à diminuer l’oscillation de température interne
dépend de l’effusivité de la paroi, c’est à dire sa capacité à absorber plus ou moins
rapidement la chaleur. L’inertie est plus élevée quand l’épaisseur et l’effusivité de
la paroi sont plus grandes.
C’est pourquoi, à partir de ces deux types d’inertie, l’isolation par l’intérieur est
moins efficace que celle par l’extérieur. Si la maçonnerie se trouve du côté
intérieur, elle contribue à l’inertie de transmission et d’absorption.
32 Voir Collectif, Anatomie de l’enveloppe des bâtiments, construction et enveloppes lourdes, Paris,
Le moniteur, 1997, p. 31-33
33 Pour bien comprendre la différence entre les deux inerties, se référer aux schémas en annexe
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L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1.Coupe transversale, façades Nord/Sud
La coupe met en évidence le système constructif
en voiles béton et isolation par l’intérieur. Si les
performances du bâtiment sont assez bonnes (label
HPE), c’est grace au travail sur les menuiseries. Elles
sont en PVC, double vitrage à lame d’argon isolante.
Les menuiseries PVC sont avantageuses dans le
logement social puisqu’elles sont moins coûteuses
que celles en bois et aluminium, mais présentent
surtout l’avantage d’avoir des performances
thermiques qui leurs sont comparables.
Coupe, Atelier Isabelle Biro
2. Tableau détaillé des apports
énergétiques des panneaux solaires et de
leur capacité de couverture des besoins
pour l’ECS
Les apports sont très déséquilibrés entre
l’été et l’hiver. Le système ne permet pas
l’autonomie énergétique pourtant visée en
2020. Le recours aux énergies renouvelables
indispensables dans la RT 2012 est plutôt
anecdotique dans cet exemple.
LTHS, Etude thermique des 45 logements ZAC du
Dhuys, Clichy-sous-Bois, 5 décembre 2011, p.9
Des réglementations thermiques de plus en plus sévères et complexes
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Démarche bioclimatique
Même si le projet n’exploite pas au maximum l’énergie contenue dans les apports
solaires, l’utilisation de cette énergie renouvelable est tout de même prise en
compte.
La production d’eau chaude sanitaire provient, à hauteur de 21,4%, des cellules
photovoltaïques installées sur le toit. En revanche, c’est le seul poste parmi le
chauffage, l’éclairage, la ventilation et le refroidissement qui en bénéficie. Il s’agit
là d’une amorce à l’intégration des énergies renouvelables mais paraît encore peu
prononcée. Malgré une démarche bioclimatique qui n’est pas vraiment
revendiquée, les consommations énergétiques du bâtiment sont assez peu
élevées : 86, 2 KWh/m2/an36. Ce résultat est similaire à beaucoup d’autres projets.
De plus, en optimisant la conception architecturale et la mise en œuvre du
bâtiment, il paraît assez simple d’obtenir les 50 KWh/m2/an exigés par la
réglementation thermique 2012.
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L’inertie ne dépend pas seulement de la qualité de ses parois opaques mais aussi
de ses ouvertures. La valeur d’isolation thermique d’une fenêtre est définie par
Uw34. Une fenêtre bien isolante doit avoir le plus petit Uw.
Dans ce projet, les fenêtres en PVC ont une valeur Uw=1,6 W/m².K . En
comparaison, les fenêtres utilisées par Pascal Gontier dans l’opération de 17
logements à Paris XXème, ont un Uw=0,9 W/m².K35 alors qu’il s’agit de triple
vitrage. Ici le facteur déterminant le choix est plutôt le prix de telles fenêtres.
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1.3.3 Complexité du projet face aux normes : la nécessité d’une stratégie
La production nationale actuelle de logements inscrits dans la réglementation
thermique, dont l’exemple précédent est une illustration, n’est pas optimisée. En
effet, les points listés par la réglementation sont pris en compte, mais sans
vraiment recourir à une stratégie d’ensemble.
Au niveau du confort d’été, les bâtiments sont pourvus du minimum
d’équipements requis. Cette attention s’arrête aux stores posés devant les baies
des façades plus exposées alors que le bâtiment lui-même, avec une stratégie de
conception pourrait suffire à régler cette question.
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Dans la plupart des logements sociaux collectifs, les balcons ou autres espaces
extérieurs ont disparu en raison de leur coût et de la mauvaise réputation
thermique dont ils souffrent. Pourtant, l’intégration d’un tel élément dans un
bâtiment peut être une solution efficace face à la norme et au confort des
usagers. De plus, ces éléments ne sont pas soumis à la réglementation thermique
34 Le facteur Uw (Uwindow) est celui utilisé dans les calculs de la réglementation thermique. Ce
facteur, à l’inverse de Ug (Uglas), prend en compte la totalité de la capacité thermique de la
fenêtre. Il est donc plus juste de prendre en compte Uw car il tient compte de la qualité même
de la fenêtre et de sa capacité à limiter les ponts thermiques. Le facteur Ug ne permet pas de
les mesurer.
35 Valeur obtenue à partir de LTHS, Etude thermique des 45 logements ZAC du Dhuys, Clichysous-Bois, 5 décembre 2011, p.5
36 Ibid
28
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
ENERGIE
double vitrage menuiseries PVC avec lame d'argon
Possible pour les séjours bi-­‐orientés
Toutes façades
Apports solaires externes
Généreux
DEMARCHE BIOCLIMATIQUE
Chauffage collectif au gaz
Isolation extérieure, laine de verre
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Type de chauffage
Type d'isolation et mise en œuvre
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Ventilation naturelle
Répartition des ouvertures
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Type de vitrage utilisé
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Volets roulants pour les chambres/Stores pour les autres pièces
Traitement des ponts thermiques
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Système utilisé et efficacité
Ventilation naturelle +VMC mécanique simple flux en complément
Performances d'étanchéité à l'air
Inférieures à la référence
Répartition des consommations
50,85 chauffage, 21,49 ECS, 6,11 éclairage ,5,71 ventilation
Total consommé
86,2 kWh/m2/an
Recours aux énergies renouvelables
photovoltaïque :21,4% de couverture pour ECS
Orientations cardinales
Nord/Sud
Utilisation de ressources disponibles
Solaire Organisation des pièces
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Prise en compte impact bâtiments
négligé mais peu d'impact
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VENTILATION
CE1
Protection solaire
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CONSTRUCTION
BR2-­‐BR3
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CONFORT D'HIVER
Catégorie au bruit
Catégorie du bâtiment (CE1 ou CE2)
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CONFORT D'ETE
H1a
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LOCALISATION
Zone géographique selon RT 2012
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45 logements Clichy sous bois/ Label HPE
CRITERES RT 2012
CRITERES HORS DE LA RT 2012
ENVIRONNEMENT
QUALITE DES LOGEMENTS
Raccord aux réseaux de transports
peu
Parcelle isolée
quartier uniquement résidentiel
Stratégie pour les plans
Individualité des logements
Présence d'espaces extérieurs
Balcons
Période d'utilisation et modularité
Eté/Taille modeste
Equipements et services
Non situés à proximité
Nécessité d'un guide Non
BENEFICES DE CETTE SOLUTION
quels avantages ?
Logement courant mais possédant tout de même un espace extérieur
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ACTIVITES DISPONIBLES
IMPLICATION DES HABITANTS
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Critères d’analyse hors enveloppe pour le
bâtiment de 45 logements à Clichy-sous-Bois
Ce premier tableau rend état de tous les critères mis
en jeu dans la réglementation thermique en dehors
de ceux de l’enveloppe, décrits à la page 30. Cette
séparation volontaire avec les critères de l’enveloppe
du bâtiment permet de rendre compte l’enjeu
beaucoup plus important que la seule thermique du
bâtiment.
A.R, d’après les critères formulés à partir de l’étude
de la réglementation thermique 2012 et de ceux,
additionnels, indispensables mais faisant défaut dans
cette même réglementation. Le choix et la formulation
de ces critères sont répertoriés et expliqués en annexe 6.
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puisque même s’ils sont clos, ils ne sont pas chauffés à plus de 12 °C37. Ils
constituent dès lors un atout pour le logement. En effet, les ombres portées par
ces éléments permettent de limiter les surchauffes les appartements situés à
l’étage inférieur. Ce début de solution est d’ailleurs amorcé dans l’exemple
présenté ci-dessus. Même si les masques portés par des éléments de façade ou
par d’autres bâtiments ne sont pas pris en compte jusqu’à présent dans la
réglementation thermique, ceux-ci constituent des moyens simples de contribuer
au confort d’été de l’appartement. Il s’agit ici d’une solution gratuite et simple à
mettre en œuvre, pourvu qu’on s’y intéresse de près. Enfin, le dernier point
important pour le confort d’été est celui de la ventilation naturelle. Pour satisfaire
à cette condition, les séjours doivent être stratégiquement placés dans un angle
et les appartement bénéficier de plusieurs orientations cardinales. Ces conditions
préalables à la conception d’un bâtiment permettent d’optimiser le confort d’été.
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Des réglementations thermiques de plus en plus sévères et complexes
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Le deuxième point important de la réglementation thermique est le confort
d’hiver. On remarque, avec l’exemple précédent, que celui-ci est beaucoup plus
important pour les bâtiments situés dans les zones au nord de la France que celles
dans le sud. Cette différence ne doit pas être oubliée car elle révèle l’importance
d’une conception adaptée. La question du chauffage est centrale dans la
réglementation car elle concerne le poste le plus énergivore. C’est pourquoi
l’intégration d’énergies renouvelables est très importante. Certaines énergies,
comme le bois, bénéficient de coefficient de conversion en énergie primaire
moins élevés que ceux de l’électricité ou du gaz. L’énergie solaire, souvent utilisée
pour couvrir une partie de la production d’eau chaude sanitaire, est importante
puisqu’elle réduit les consommations d’électricité38 importantes pour ce poste.
Dans cet exemple, la compacité du bâtiment associée à des ouvertures de taille
satisfaisante ne pose pas de problème quand à la question du facteur solaire
d’hiver. En revanche, il s’agit d’un point essentiel dans chaque bâtiment. La taille
et le nombre des ouvertures ne doit pas se limiter à la valeur seuil de 17%
imposée par la norme. Les surfaces vitrées, si elles sont bien définies et traitées
avec de bons matériaux, ne peuvent constituer que des avantages pour le
bâtiment. Les postes d’éclairage et de chauffage seront ainsi diminués sans que
les déperditions thermiques soient plus élevées.
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La réglementation thermique devient de plus en plus contraignante. Pour pouvoir
satisfaire la norme mais aussi préserver la qualité des bâtiments de logements
sociaux construits, il est primordial de définir une stratégie pour la conception du
bâtiment.
Cette stratégie, quelle qu’elle soit offre des avantages :
- Elle implique une conception équilibrée de chacun des appartements. En effet,
37 Voir le Journal officiel de la République française, « Caractéristiques thermiques et exigences
de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments
», Arrêté du 27 octobre 2010
38 Pour rappel, le coefficient de conversion en énergie primaire de l’électricité est le plus élevé
avec une valeur de 2,58 contre 1 pour la plupart des autres énergies
30
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
POSITIONNEMENT
SUIVI
QUALITE D'USAGE
Sores installés
Même traitement que les autres façades
Composition de l'enveloppe
Voile béton (16 cm), isolation laine de roche (15cm), enduit stucco blanc
Composition des planchers
Plancher bas, dalle de béton (20 cm), isolation laine de roche (10 cm) ou flocage (12 cm) sur les locaux médicaux et sas. Planchers intermédiaires dalle de béton (20 cm)
Isolation de la toiture
Mousse de polyuréthane 10 cm, isolation laine minérale 24 cm
Type de menuiseries utilisé
Menuiseries PVC, double vitrage (VIR) à lame d'argon isolante intégrée 16 mm
Qualité d'inertie mise en jeu
lourde au quotidien
Difficilement évitable
Aucune présence
Panneaux solaires mal positionnés
non
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surchauffe en intersaison
Barrières/palissades sur les balcons : masques solaires
Utilisation de plus de 3 sources d'énergies renouvelables
une seule
Retours sur les consommations énergétiques
Pas de retour Informations suffisantes pour les utilisateurs
Pas de nécessité particulières. Logements simple d'utilisation
Risque d'ouverture prolongée des fenêtres avec VMC DF
VMC simple flux. Aucun problème
Températures de chauffages observées trop élevées
Pas de données
Hauteur sous plafond réduite à cause des isolants
2,50 m ou plus dans les logements au R+5. Le bâtiment n'a pas de contraintesde hauteurs particulières
vis à vis du PLU
Origine de la performance : équipement ou bioclimatique ?
équipement et enveloppe
Utilsation de mousse PUR (durabilité non attestée)
utilisation en toiture
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Critères d’analyse de l’enveloppe pour le
bâtiment de 45 logements à Clichy-sous-Bois
La composition de l’enveloppe reste le point le
plus important dans la réglementation thermique.
Le nombre de critères qui lui sont associés sont
presque égaux à ceux présentés dans le tableau
précédent. Ici, les performances du bâtiment sont
essentiellement dues à la composition réfléchie de
son enveloppe. Les aures critères ne sont pas traité
de la même manière. Pourtant, si ceux-ci avaient
bénéficiés de la même attention, les performances
du bâtiment auraient pu être bien meilleures.
Seulement, ces critères hors enveloppe nécessitent
une stratégie d’organisation complète.
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Traitement des façades ouest et est
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USAGES
Prévues mais non installées
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THERMIQUE
Absence
Traités par rupteurs de ponts thermiques
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PROTECTION SOLAIRE
Isolation sous les seuils de porte d'entrée
Isolation sur tout le pourtour nez de dalle
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PONTS THERMIQUES
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Clichy-­‐sous-­‐Bois, 45 logements ZAC du Dhuys
ENVELOPPE
A.R, d’après les les données fournies par le bureau
d’études LTHS et les critères formulés personnellement
à partir de l’étude de la réglementation thermique 2012
et de ceux, étant souvent insatisfait dans le rapport
des retours d’expériences dans les bâtiments à basse
consommation & risques de non qualité, résultats 2011,
juin 2012.
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elle permet d’avoir des appartements dotés des mêmes qualités. Aucun
appartement ne sera défavorisé au profit d’un autre puisqu’ils s’inscrivent tous
dans une même logique.
- Elle organise et répond au mieux aux critères de la réglementation thermique. Il
ne s’agit plus de traiter point par point chaque partie de la norme. Cette solution
n’est d’ailleurs plus envisageable avec la RT 2012. Le calcul du Bbio, indispensable
à la validation du projet est soumis à une appréciation globale39 du bâtiment
recoupant tous les postes.
- Elle permet guider les objectifs à atteindre sans se perdre dans la complexité de
la norme.
Quoiqu’il en soit, élaborer une stratégie de conception ne signifie pas créer un
modèle. La stratégie imagine de nouvelles solutions de conceptions dans un
contexte donné (le site du projet) et dans un temps donné (le référentiel de la
norme). Une stratégie ne définie pas de marche à suivre précise mais donne
seulement les lignes directrices du projet. Elle aide à la conception mais ne
permet pas de reproduire les mêmes bâtiments ultérieurement. Contrairement à
un modèle, une stratégie évolue et s’enrichie par la réflexion menée par les
concepteurs. C’est en ce sens qu’elle est indispensable dans le contexte normatif
actuel.
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Des réglementations thermiques de plus en plus sévères et complexes
39 Voir le premier paragraphe concernant la RT 2012 «calcul du Bbio» dans la première partie
du mémoire
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Trois stratégies face aux
réglementations thermiques de 2000
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Avec 124028 logements sociaux financés en 201140, et la volonté d’extension
jusqu’à 20% de la production totale de logements, la France possède une
véritable richesse de bâtiments satisfaisants aux réglementations thermiques.
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Parmi ces réalisations, la plupart se regroupent dans la catégorie classique de
réalisation RT 2005, au même titre que l’exemple présenté précédemment. En
dépit des contraintes non négligeables imposées par des réglementations
thermiques de plus en plus sévères, certaines réalisations sont exemplaires.
L’étude de cas suivante se fera autour de quatre bâtiments adoptant trois
stratégies41 de conception face aux normes. Ces trois stratégies ne sont jamais
nommées lors des publications des bâtiments. Elles sont issues de l’étude
personnelle d’une grande quantité de bâtiments réglementés préalable au choix
du corpus. J’ai défini ces stratégies par rapport à des similarités observées dans la
conception de plusieurs bâtiments. Trois catégories en sont ressorties :
- l’extension des logements.
- la façade habitée, elle même divisée en deux sous-parties : le partiel et
l’ensemble.
- la compacité
Pour chacune de ces catégories, la réalisation la plus emblématique a été retenue.
Il est évident que les réalisations ne rentrent pas toutes dans ces catégories.
Volontairement, ce sont ces trois catégories qui sont retenues car elles sont à mon
sens, les plus développées et les plus aptes à se développer durant les années à
venir. Ces trois stratégies sont les plus intéressantes puisqu’elles sont évolutives et
peuvent s’adapter au durcissement des normes.
Toutes les réalisations analysées s’inscrivent dans le cadre de la RT 2000 jusqu’à la
40 Nathalie Kosciusko-Morizet et Benoist Apparu, « logement social 2011 : une année
exempaire sur le développement de l’offre, le renforcement des aide vers les territoires tendus
et la transition énergétique du parc », dossier de presse, 2011
41 La stratégie de la façade habitée est divisée en deux catégories, ce qui explique ce chiffre de
quatre bâtiments pour trois stratégies
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1.Plan masse du projet et de son environnement
La ZAC des Fauvelles est idéalement située à
proximité de la Défense et de toutes ses activités. Le
quartier de la Défense est situé au sud de l’opération.
La parcelle du projet est bordée au nord par les
usines Peugeot, au sud un quartier résidentiel et à
l’ouest le cimetière des Fauvelles. Les autres projets
de la ZAC sont situés à l’ouest. La ZAC va bénéficier
du prolongement du Tramway 2. Il s’agit donc d’un
terrain idéalement situé au sud.
A.R, d’après un fond de carte google earth
2. Coupe transversale sur le bâtiment
L’efficacité du dispositif de boîtes en débord
de la façade est total. Les appartements sont
protégés des apports solaires directs jusqu’en
leur centre. La simulation des ombres à été
effectuée par une journée d’été avec les
rayons solaires incidents à 45°.
Ombres, A.R d’après le document de base in
Optimistic architecture 2010, éditions de la
French Touch, 2010, projet n°34
35
Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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RT 201242. Ce choix n’est pas arbitraire puisque les précédentes RT n’ont réduit les
consommations énergétiques que de moitié en 30 ans tandis que les RT 2005 et
2012 les réduisent par trois en sept ans43. Le corpus ne s’attarde volontairement
pas sur les bâtiments antérieurs à la RT 2000 puisqu’avant celle-ci, la réflexion
était minimale.
Stratégie de l’extension des logements : KOZ, Les Nids,
Courbevoie, RT 2005
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2.1
Un jeu d’ombres maîtrisé pour le confort d’été et d’hiver
L’opération réalisée par KOZ est exceptionnelle par comparaison avec le bâtiment
étudié précédemment. L’étude ne se limite pas au simple contexte de la
production dans le cadre de la RT 2005. Ici, il s’agit d’un bâtiment qui ne se
focalise pas sur son enveloppe. Comme pour le précédent exemple, les données
essentielles de l’opération sont les suivantes :
Maîtrise d’oeuvre : KOZ architectes (Christophe Ouhayoun, Nicolas Ziesel),
membre de Plan0144
Maîtrise d’ouvrage : Groupe 3F
Date et lieu de construction : Courbevoie, 2010 pour la construction
Type de terrain : parcelle ouverte sur la ville. Un petit jardin public jouxte la
façade sud du bâtiment
SCHON : 2818 m2 dont 2378 m2 pour les logements
Type de logement : 28 appartements. Logement social locatif du T2 au T5
Indicateur de coût de construction : 4 350 000 millions d’euros dont 3 806 734
millions d’euros pour les logements
Nombre d’étages du bâtiment : 6 (21,90m)
Spécificité de l’opération : ZAC (des Fauvelles)
Matériaux utilisés : Structure primaire en voiles béton (18 cm). Isolation par
l’extérieur en panneaux d’isolant dur (20 cm), enduit projeté sur tous les murs
béton extérieurs. Les façades en retraits sont recouvertes de bardage en
aluminium . Les planchers ont une épaisseur de 20 cm à laquelle s’ajoute
l’épaisseur du dispositif de chauffage au sol. La toiture terrasse est végétalisée et
ne recours pas aux mousses PUR45.
Réglementation de référence : RT 2005, label THPE46 obtenu. Certification Habitat
et environnement profil A. Label Qualitel THPE 2005
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2.1.1
42 La RT 2012 est déjà en vigueur pour les constructions neuves situées en zone ANRU et ce,
depuis le 28 octobre 2011. Voir le Journal officiel de la République française, « Caractéristiques
thermiques et exigences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties
nouvelles de bâtiments », Arrêté du 27 octobre 2010
43 Voir Dimitri Molle, RT 2012 et RT existant : Réglementation thermique et efficacité
énergétique, Construction et rénovation, Paris, Eyrolles, 2011
44 Plan01 est fondé en 2002 et regroupe 10 associés des agences Atelier du Pont, BP
architecture, KOZ et Philéas. Les quatres agences partagent le même lieu de travail et
mutualisent leurs ressources et expériences. Elles développent des projets hors norme conçus
dans le cadre de l’expérience autour de sujets de recherche et de développement.
http://www.plan01.com
45 Mousse de polyuréthane
46 Voir les caractéristiques du label en annexe 5
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1.Plan R+3 et disposition des ouvertures pour
favoriser la ventilation naturelle
Les séjours de tous les appartements sont au
minimum bi-orientés. Ainsi, la création de courants
d’air est très facile et la ventilation assurée. De
plus, en cas de forte chaleur, le débit d’air peut être
accentué en laissant la porte palière ouverte. En effet,
les paliers ne desservent que deux appartements et
possèdent donc un caractère semi-privatif.
Toute la conception du projet est réfléchie pour
faciliter ce dispositif passif.
A.R, d’après le document de base in Optimistic
architecture 2010, éditions de la French Touch, 2010,
projet n°34
2. Un jeu d’ombres maîtrisé
L’architecture du bâtiment qui semble
a priori hors normes dans le cadre de
la réglementation thermique recèle de
dispositifs pour respecter cette dernière.
En effet, le décalage entre les boîtes et
les différentes profondeurs de balcons
correspondent aux besoins de protections
solaires. Les séjours sont toujours protégés
du soleil en été et en intersaison tandis que
les chambres sont les plus exposées mais
également faciles à ventiler. Toutes les unités
sont en adéquation dans ce projet pour
garantir le confort des usagers.
A.R, septembre 2012 à 15h00
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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CONFORT D’ETE
Le bâtiment n’est pas très profond : 10 mètres pour six étages. Toutefois, il est
largement exposé au sud, une surchauffe par les apports solaires en été est à
craindre.
A priori, cette contrainte nécessite l’installation de brise-soleil sur la façade. Il ne
s’agit pourtant pas dans cette stratégie d’apposer des éléments extérieurs au
projet pour répondre aux exigences normatives. Le dispositif retenu est celui de
boîtes décrochées de la façade. Ces boîtes permettent à la fois de créer des
ombres sur la façade et d’acceuillir des pièces supplémentaires pour les
appartements. Les balcons généreux offerts aux logements participent eux aussi
à ce jeu d’ombres. Ces éléments jouent le même rôle que les brises-soleil
habituels, toutefois, ils ne sont pas pris en compte dans les réglementations
thermiques.
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Dans ce projet, le bâtiment est situé sur une parcelle sans vis-à-vis. L’ombre portée
des bâtiments au sud est est négligeable.
Dans le cadre de la RT 2012, l’exposition aux sources de bruits telles que les routes
ou encore les transports en communs sont quasiment inexistantes. Le bâtiment
est situé sur une parcelle privilégiée. Juste au sud, devant la façade, un petit jardin
est aménagé, permettant de protéger la façade sud du parking du cimetière situé
directement à l’ouest.
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La ventilation naturelle bénéficie de la même attention que les apports solaires.
Les architectes ont veillé à ne pas introduire de systèmes trop complexes pour la
gestion énergétique de l’appartement. Le choix de la ventilation naturelle s’est
donc imposé. Le bilan des consommations d’énergie est donc naturellement
diminué tout en préservant un bon confort d’été.
Pour optimiser le confort d’été et assurer une Tic satisfaisante, les séjours sont
tous au minimum bi-orientés. Cette disposition permet de créer des mouvements
d’air très facilement et ainsi rafraichir l’appartement.
Un autre point fort est également apporté par les paliers de 10m2, ils sont comme
des terrasses privatives, les portes palières peuvent donc être ouvertes pour
apporter un meilleur débit d’air et ventiler la totalité de l’appartement en cas de
fortes chaleurs.
Si la disposition des boîtes peut sembler aléatoire et répondre uniquement à un
objectif esthétique, celle-ci découle en réalité d’une fine étude de
l’ensoleillement. En effet, les ombres portées sur le bâtiment sont importantes.
Les boîtes qui sont le plus en décroché correspondent généralement à l’ombrage
des séjours à l’étage inférieur tandis que les balcons modulent l’apport solaire des
chambres. Lorsqu’il y a une baie toute hauteur, le balcon devient volontairement
plus profond afin de limiter au maximum le risque d’échauffement. Les architectes
n’ont pas fait le choix d’ajouter des brise soleil, préférant régler cette question par
la disposition en plan et en coupe des pièces des appartements. Malgré une
volumétrie inhabituelle dans les immeubles de logements, les dispositifs mis en
jeu sont très simples.
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1.Coupe longitudinale sur la scission du bâtiment
Grâce au linéaire de façade supplémentaire dans
le bâtiment, le confort d’hiver est mieux assuré. En
effet, malgré les ombres portées, présente également
en hiver, les orientations est et ouest du bâtiment
permette toujours d’avoir un appartement éclairé
naturellement. Ces façades, moins exoposées sur la
ville permettent d’avoir des balcons supplémentaires
mais aussi de se protéger des apports solaires
et thermiques inégaux et parfois brutaux,
caractéristiques à ces orientations.
Optimistic architecture 2010, éditions de la French
Touch, 2010, projet n°34
2. Axonométrie regroupant les différents
principes mis en application dans le projet
Même si le projet ne fait pas usage
d’énergie renouvelables pour alléger ses
consommations, les principes mis en jeu sont
efficaces. Par comparaison, le Cep de ce projet
est moins élevé que le projet de Clichy-sousBois. Si l’on considère que les deux projets
ont des enveloppes thermiques équivalentes
malgré un mise en oeuvre différente, la
seule divergence est celle de la stratégie.
La stratégie de l’extension avec une juste
mesure de tous les paramètres est ainsi plus
efficace que la concentration sur les énergies
renouvelables et l’enveloppe.
A.R, axonométrie fournie par l’agence KOZ
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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2.1.2 Un minimum de moyens pour un rendement énergétique maximum
Malgré une bonne volonté affichée dans le développement d’une architecture
exceptionnelle face aux exigences normatives, le problème du projet vient du fait
qu’il n’utilise aucune énergie renouvelable.
A la phase de conception, le projet aurait pu être certifié BBC47 (50 kWh/m2/an)
mais le réseau de chauffage de la ville étant trop ancien, les consommations pour
le chauffage sont plus élevées que prévu.
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CONFORT D’HIVER
Le choix d’avoir deux bâtiments et donc de perdre en compacité s’est imposé
pour obtenir plus de linéaire de façade. Cette option est favorable au confort
d’hiver car elle permet aux appartements d’avoir plus de lumière pendant la
journée puisque les orientations sont différentes. Le poste chauffage reste
cependant important à cause des masques d’apports solaires dus aux extensions.
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Ce projet reste intéressant par sa composition inhabituelle dans les logements
basse consommation. Actuellement, les balcons créant de forts ponts thermiques,
sont souvent supprimés des projets. Pour contrer ce problème, l’isolation est
extérieure sur le bâtiment. Cette disposition permet de supprimer la plupart des
ponts thermiques les plus critiques puisque l’isolant n’est jamais interrompu par
les planchers. Les balcons quand à eux, sont tous désolidarisés et traités par
rupteurs de ponts thermiques afin de ne pas affaiblir les performances de
l’enveloppe. De plus, avant même l’instauration de la RT 2012, ce projet possède
une surface vitrée conséquente dans les séjours. Dans des projets respectant les
normes H&E, les séjours sont souvent réduits à deux baies vitrées maximum48 , de
dimension égales à celles du projet de KOZ. Cette surface vitrée est bénéfique sur
les réductions de consommations énergétiques. En effet, les vitrages utilisés sont
tous très performants, il n’y a donc plus de problèmes pour ouvrir largement des
pièces sur l’extérieur. Par ailleurs, les pertes thermiques souvent associées au
grandes baies vitrées sont en réalité dus à la qualité et au nombres de fenêtres.
Par exemple, il vaut mieux avoir une grande baie vitrée que plusieurs fenêtres de
petite taille accolées. Plus il y a de menuiseries, plus les ponts thermiques sont
importants.
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2.1.3 Une réussite basée sur la démarche bioclimatique
La stratégie adoptée par les architectes KOZ comporte de nombreux avantages
mais également quelques problèmes qui rendent cette solution adaptée à des
sites peu contraints au niveau de leur environnement.
Tout d’abord, même si la disposition volumétrique permet de créer des ombres et
donc de faire fonctionner le bâtiment comme un brise soleil, les boîtes ne
bénéficient pas du même traitement. Le seul moyen de se protéger du soleil est
47 Détail du label BBC en annexe 5
48 Dans cette démarche, il est fourni un fichier dans lequel la surface des baies est calculée. Il
s’agit d’avoir le moins de déperditions possible et donc le moins de baies vitrées. Il s’agit d’une
expérience personnelle à laquelle j’ai été confrontée lors de la conception de logements pour
un concours à Clamart en 2012.
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L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
ENERGIE
Ventilation naturelle
Possible pour les séjour bi-­‐orientés
Répartition des ouvertures
Façade sud principalement
DEMARCHE BIOCLIMATIQUE
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double vitrage menuiseries bois/alu
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Type de vitrage utilisé
Chauffage au sol, réseaux de la ville
Type d'isolation et mise en œuvre
Isolation extérieure, laine minérale
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contrôlés et généreux
Type de chauffage
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Apports solaires externes
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Volets roulants pour les chambres
Traitement des ponts thermiques
Par rupteurs de ponts thermiques
Système utilisé et efficacité
Ventilation naturelle +VMC mécanique simple flux en complément
Performances d'étanchéité à l'air
Conforme aux tests effinergie
Répartition des consommations
Non communiqué/Poste majeur chauffage
Total consommé
70 kWh/m2/an
Recours aux énergies renouvelables
Aucun recours
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VENTILATION
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Protection solaire
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CONSTRUCTION
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Catégorie au bruit
Catégorie du bâtiment (CE1 ou CE2)
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CONFORT D'ETE
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LOCALISATION
Zone géographique selon RT 2012
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KOZ, les Nids
CRITERES RT 2012
Orientations cardinales
Nord/Sud
Utilisation de ressources disponibles
Solaire en complément de chaleur et pluviales pour arrosage
Organisation des pièces
Pièces nécessitant de la lumière au sud/ service/ dépendances au nord
CRITERES HORS DE LA RT 2012
ENVIRONNEMENT
QUALITE DES LOGEMENTS
Prise en compte impact bâtiments
Pas de nécessité, aucun visà vis
Raccord aux réseaux de transports
Prévu pour le tramway 2
Parcelle isolée
Zac partiellement en retrait
Stratégie pour les plans
Individualité des logements
Présence d'espaces extérieurs
Terrasses/Balcons/Paliers collectifs
Période d'utilisation et modularité
Eté/Taille suffisante pour diversité d'activités
Equipements et services
Commerces à la Défense
Nécessité d'un guide Très abordable
BENEFICES DE CETTE SOLUTION
quels avantages ?
Posséder le maximum d'espaces extérieurs tout une faible conso d'énergie
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ACTIVITES DISPONIBLES
IMPLICATION DES HABITANTS
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Critères d’analyse hors enveloppe pour le
bâtiment Les Nids à Courbevoie
Ce premier tableau montre l’importance de la
démarche bioclimatique du projet. Toutefois, les
critères de la RT 2012 ne permettent pas de bien
l’appréhender. Par rapport au projet précédent,
l’intégration du projet dans le tissus urbain existant
est plus aisée. La stratégie utilisée lie également le
projet et son environnement pour ne former qu’une
entité.
A.R, d’après les critères formulés à partir de l’étude
de la réglementation thermique 2012 et de ceux,
additionnels, indispensables mais faisant défaut dans
cette même réglementation. Le choix et la formulation
de ces critères sont répertoriés et expliqués en annexe 6.
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de fermer le volet roulant, ce qui ne constitue pas une solution efficace
puisqu’ensuite la pièce devient trop sombre pour être utilisée. De plus, les
fenêtres situées en contact direct du soleil, sur la façade sud, sont de petite
dimension. Ce choix permet de limiter la surchauffe mais réduit également
beaucoup les apports lumineux internes. Ainsi, le facteur solaire obtenu satisfait la
norme mais pas les usagers qui en été doivent s’accommoder d’une pièce assez
sombre et sa surchauffe.
Le deuxième point atténuant la qualité de ce bâtiment est le non recours aux
énergies renouvelables. A cause de cela, le bâtiment est dépendant du réseau de
chauffage de la ville, qui n’a toujours pas été rénové et ne permet donc pas
d’obtenir de bonnes performances.
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Là ou le bâtiment se révèle ingénieux, c’est dans la réalisation des ombrages par
les volumes construits. Il s’agit d’une disposition qui n’est pas prise en compte
dans la RT 2012. Cette dernière prévoit plutôt l’installation de brise soleil sur les
façades fortement exposées au soleil. De plus, les espaces extérieurs, souvent
bannis car source de ponts thermiques, apportent à la fois satisfaction
énergétique et confort des usagers.
Toutefois, le bâtiment intègre un système de plancher chauffant. A cause de la
sur-isolation de ce dispositif et des apports solaires généraux, la surchauffe en
intersaison est quasiment inévitable. Il s’agit d’un problème récurant sur les
bâtiments économes en énergie49 (à l’étape de conception, le bâtiment était
prévu pour être labellisé BBC).
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Sur la question de la ventilation naturelle, le bâtiment est très efficace. En effet,
même si la scission en deux blocs de logements diminue la compacité du
bâtiment, celui-ci récupère à cette occasion du linéaire de façade. Ce linéaire est
d’autant plus précieux qu’il apporte une orientation cardinale supplémentaire. De
cette façon, les architectes ont placés les séjour dans cet angla afin d’en faire une
pièce régulatrice. Il s’agit de la pièce la plus grande et la plus ouverte qui permet
de distribuer l’air plus frais arrivant de l’extérieur. Ainsi, le séjour disposé de cette
façon satisfait pleinement le confort d’été et celui d’hiver.
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Enfin, il s’agit d’une solution optimisant vraiment à la façade sud par les avantages
qu’elle peut procurer. La démarche bioclimatique du projet est ici bien plus
fortement révélée que les quelques équipements permettant d’augmenter les
performances thermiques et environnementales (mise en œuvre de l’isolation,
récupération des eaux de pluie, etc.). Néanmoins, si la façade sud est très bien
traitée, cela se fait au détriment des autres façades. Ainsi, les façades est et ouest
du projet sont traitées rapidement et sont même exposées aux rayons lumineux
sans que la fine analyse de la façade sud ne soit répétée sur ces façades. Pourtant,
ces deux petites façades jouent un rôle important dans la régulation thermique
49 Programme d’accompagnement des professionnels : règles de l’art Grenelle Environnement
2012, « Rapport des retours d’expériences dans les bâtiments à basse consommation &
risques de non-qualité », résultats 2011, juin 2012, paragraphe 6.1.1.2. Surchauffes d’été et
d’intersaison, absence de protection solaire, p.23
42
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
Composition de l'enveloppe
Voile béton (18 cm), isolation extérieure par panneaux (20cm), enduit projeté sur les murs béton apparents ou bardage alu
Composition des planchers
Plancher bas, dalle de béton (20 cm), isolation laine minérale (10 cm) Planchers intermédiaires dalle de béton (20 cm)
dispositif de chauffage au sol
Isolation de la toiture
Toiture végétalisée isolée par de la laine minérale
Type de menuiseries utilisé
Menuiseries PVC, double vitrage Qualité d'inertie mise en jeu
lourde au quotidien
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Retours sur les consommations énergétiques
Informations suffisantes pour les utilisateurs
Pas de nécessité particulières. Logements simple d'utilisation
Risque d'ouverture prolongée des fenêtres avec VMC DF
VMC simple flux. Aucun problème
Températures de chauffages observées trop élevées
Pas de données
Hauteur sous plafond réduite à cause des isolants
2,50 m Le bâtiment n'a pas de contraintesde hauteurs particulières
vis à vis du PLU
Origine de la performance : équipement ou bioclimatique ?
Bioclimatique
Utilsation de mousse PUR (durabilité non attestée)
Aucune utilisation
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Critères d’analyse de l’enveloppe pour le
bâtiment Les Nids à Courbevoie
Comme pour l’exemple précédent, les performances
thermiques sont dues à la composition de
l’enveloppe du bâtiment. En revanche, les matériaux
utilisés et les techniques ne sont pas révolutionaires.
Les architectes ont choisit une enveloppe
thermiquement efficace mais les apports et le
contrôle énergétique sont régulés par la démarche
bioclimatique. L’enveloppe sert essentiellement pour
l’inertie. Son importance n’est pas souligné dans la
stratégie utilisée.
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initialement prévue à 50 kWh/m2/an. Performances réduites car raccord au réseau de chauffage urbain non rénové
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Utilisation de plus de 3 sources d'énergies renouvelables
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QUALITE D'USAGE
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Possible mais non critique
Présence sur certains balcons. Nuisance aux apports solaires. Sw calculé différent de l'actuel
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surchauffe en intersaison
Barrières/palissades sur les balcons : masques solaires
Panneaux solaires mal positionnés
POSITIONNEMENT
A.R, d’après les données fournies par le bureau d’étude
EVP ingénierie et les critères formulés personnellement
à partir de l’étude de la réglementation thermique 2012
et de ceux, étant souvent insatisfait dans le rapport
des retours d’expériences dans les bâtiments à basse
consommation & risques de non qualité, résultats 2011,
juin 2012.
LL
Traitement des façades ouest et est
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Aucune prévues
A l'ouest, les fenêtres des boites ressortent et profitent d'une lumière indirecte. Autres non traitées
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Prévues mais non installées
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USAGES
Traités par rupteurs de ponts thermiques
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THERMIQUE
Traitement répondant aux exigences effinergie
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PROTECTION SOLAIRE
Isolation sous les seuils de porte d'entrée
Isolation sur tout le pourtour nez de dalle
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PONTS THERMIQUES
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Courbevoie, Les Nids, 28 logements ZAC des Fauvelles
ENVELOPPE
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du bâtiment. Elles contribuent à son équilibre thermique et donc à sa bonne
inertie. Ici ces façades ne pourraient pas non plus remettre en cause tout
l’équilibre thermique du bâtiment mais cette petite négligence permet de rester
vigilant quand aux solutions adoptant une démarche bioclimatique. La non prise
en compte de ces facteurs peut vite mener le bâtiment à voir ses consommations
énergétiques s’accroitre.
Cependant, ce bâtiment reste très focalisé sur la question des apports solaires et
de la conception bioclimatique. A cause de cela mais également des contraintes
budgétaires, les matériaux utilisés restent classiques : structure béton, isolation
par l’extérieur et enduit blanc pour la finitions. Si cette combinaison permet
d’obtenir des performances conformes aux réglementations thermiques, elle pose
la question de la durabilité. Malgré une mise en œuvre récente, l’enduit est
aujourd’hui dégradé et doit être repris.
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Il s’agit donc d’une solution inattendue car elle réintègre des éléments qui ont
tendance à s’effacer avec la course aux performances : les balcons, paliers ou
terrasses en grand nombre et la modularité d’une pièce dans les grands
appartements. Malgré quelques détails empêchant le bâtiment d’être très
économe en énergie, il n’en reste pas moins l’idée que cette solution est
envisageable et réalisable. Ce qui est remarquable dans la conception, c’est la
place centrale de l’usager. La question de la norme n’est présente à première vue
du bâtiment. En effet, à cause des contraintes dictées par les normes, les
bâtiments sont souvent conçue de manière à satisfaire celles-ci plus que les
usagers.
Stratégie de la façade habitée : deux exemples pour le partiel
et l’ensemble. La façade habitée partiellement : Manuelle
Gautrand, Solaris, Renne, RT 2000
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2.2.1 L’oriel ou la loggia pour le confort thermique d’été et d’hiver
Les deux bâtiments présentés dans ce chapitre possèdent des enveloppes
modulables. Plutôt que d’appliquer et de respecter les consignes de base de la
réglementation thermique, ces deux bâtiments proposent de faire de leur
enveloppe un atout essentiel. Toutefois, l’enveloppe n’est pas le seul point
important du projet. La démarche bioclimatique ainsi que la conscience des
ressources disponibles sont essentielles. C’est la conjugaison de ces enveloppes et
de leur démarche bioclimatique associée qui permet de faire de ces projets des
opérations exceptionnelles.
Comme pour les exemples précédents, les données essentielles de l’opération
sont les suivantes :
Maîtrise d’oeuvre : Manuelle Gautrand architectes
Maîtrise d’ouvrage : Espacil
Date et lieu de construction : Renne, commande en 2001 et livraison en 2006
Type de terrain : parcelle ouverte située dans un ensemble de résidences des
années 1970. Le terrain est proche d’un parc
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1.Plan masse de l’opération
Les trois bâtiments sont disposés linéairement sur
la parcelle. Leur disposition reprend le modèle déjà
adopté par les autres barres. Les logements étant
destinés à de l’accession sociale, il ne s’agissait pas de
faire un bâtiment hors nomes comme l’est celui de
KOZ à Courbevoie.
Les façades les plus longues et les plus développées
se trouvent au sud.
Comme pour le projet précédent, les appartements
sont traversants. L’épaisseur bâtie est relativement
faible : 12 mètres de large pour un bâtiment de 5
étages.
Manuelle Gautrand architectes
2. Les ouvertures sur les façades sud et
nord
La façade sud combine trois types de fenêtres
différentes correspondant chacune à des
pièces et des besoins différents. En plus de
l’esthétisme de la façade cette attention
permet de régulers, sans aucun système
ni aucune implication des usagers, les
apports solaires. La façade nord quand à elle
duplique et supperpose la même fenêtre.
Elle ne participe pas au confort thermique du
bâtiment.
A.R, d’après les façades fournies par l’agence
Manuelle Gautrand architectes
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SCHON : 9000 m2 répartis dans les trois bâtiments de logements. 1000 m2 de la
surface totale sont dédiés à un local associatif
Type de logement : 104 logements en accession sociale. Les appartements vont
du T2 au T5
Indicateur de coût de construction : 10 000 000 millions d’euros
Nombre d’étages du bâtiment : 5 (21,90m)
Spécificité de l’opération : quartier résidentiel des années 1970
Matériaux utilisés : Structure primaire en voile béton banché (18 cm). Isolation
par l’intérieur en laine de roche doublée de polystirène expansé (10 + 13cm),
enduit projeté sur tous les murs béton extérieurs.
Les planchers ont une épaisseur de 20 cm. Le plancher bas est en béton recouvert
par flocage.
Réglementation de référence : RT 2000. Label HQE obtenu , l’opération a
également reçu le titre pyramide d’argent et le prix Vivrelec 2004
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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Les trois bâtiments de Manuelle Gautrand sont disposés sur une grande parcelle
libre. La disposition en trois bâtiments permet de rendre l’ensemble moins
imposant d’autant plus que le projet prend place dans un quartier résidentiel des
années 1970 composé de grandes barres.
Les bâtiments sont disposés de sorte qu’ils ne portent aucun masque les uns sur
les autres. La végétation disposée le long des rues attenantes à la parcelle du
projet est dense. C’est pourquoi les bâtiments sont situés en retrait par rapport à
la voirie. Les masques solaires, quels qu’ils soient, ne sont pas compatibles avec la
stratégie mise en place.
Les façades sud sont ainsi dégagées, comme pour le projet de KOZ à Courbevoie.
Cette attention permet de profiter du maximum d’apports solaires et de s’en
servir pour réduire les consommations énergétiques dues au chauffage. La plus
grande des trois barres, installée au nord, n’est pas linéaire. Cette forme et la pliure
au centre du bâtiment permet de receuillir le maximum de rayons solaire
incidents.
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CONFORT D’HIVER
Tout le travail de Manuelle Gautrand est basé sur l’insertion de loggias ou la greffe
d’oriels dans chacun des appartements.
Cette pièce est la plus importante du projet et sert aussi bien au confort d’été que
celui d’hiver. Il s’agit bien d’un oriel (ou loggia) thermique. Cette pièce permet
d’apporter la chaleur à l’intérieur du logement en hiver et de favoriser la
ventilation naturelle en été. Il s’agit d’un dispositif avantageux dans la
réglementation thermique : cette pièce n’est pas chauffée et n’est donc pas prise
en compte dans les calculs réglementaires. De plus, l’oriel est ajouté sur la façade.
Il ne peut donc pas entraîner de déperditions thermiques. Tous les apports reçus
par cette pièce sont donc bénéfique pour le logement.
Toujours dans l’idée d’apporter le maximum de confort, la façade sud est
beaucoup plus vitrée que la façade nord et réduit donc considérablement la
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1.Diffusion de la chaleur dans les appartements
avec la loggia et l’oriel
La chaleur apportée par l’oriel ou la loggia est
redistribuée depuis la loggia, l’oriel, vers le salon et
enfin dans les chambres.
La disposition en quinconce de ces objets en façade
permet de ne pas créer de masques trop importants
risquant de nuire aux appartements situés à
l’étage inférieur. En effet, l’ombre portée se dirige
principalement sur la façade associée à la cuisine..
Manuelle Gautrand architectes
2. La ventilation naturelle dans les
appartements grace aux pièces
supplémentaires
Le vitrage amovible contribue pour beaucoup
au confort d’été dans les appartements.
En effet, la petite taille des appartements
et la mono-orientation des séjours est une
contrainte. L’ajout de la pièce supplémentaire
permet de faire circuler l’air dans le séjour en
cas de forte chaleur et refroidie ainsi le reste
de l’appartement.
A.R, d’après les plans fournis par l’agence
Manuelle Gautrand architectes
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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Dans ce projet, le taux d’ouverture des baies au sud est de 75%. Il s’agit là d’un
remarquable résultat puisque la RT 2012 impose a minima un taux d’ouverture de
17%. De plus, ouvrir largement le bâtiment contribue réellement à obtenir de
meilleures performances énergétiques. La seule condition étant que les
ouvertures soient bien traitées et que les larges baies soient privilégiées face à
une multitude de petites fenêtres, sources de ponts thermiques.
« En augmentant la surface d’une paroi vitrée, on améliore ses performances en
thermique d’hiver (Uw, Sw, TLw) ( …) Dès qu’il est fait appel à des fenêtres de
meilleures performances que celles retenues pour la référence de la RT 2005 et
dès que les surface vitrées augmentent (jusqu’à 25 %), les gains obtenus au
niveau du BBio sont significatifs (de 4 à 10 points BBio, soit 2 à 5 kWhep/m2). Les
besoins en éclairage artificiel sont réduits de près de 15%»50
En plus de cet apport maximal de lumière et de chaleur, les ouvertures sont de
différentes natures : oriel, loggia et deux tailles de fenêtres. Tous ces éléments
sont disposés à des hauteurs différentes qui correspondent aux différents besoins
par pièces.
La façade nord quand à elle est vitrée à 25% et ne possède qu’un type d’ouverture
disposé de manière régulière.
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dépendance à l’éclairage artificiel. La disposition des pièces en plan, par rapport à
leurs besoins lumineux, traduit également cette notion de confort. Ce sont les
séjours qui sont largement développés sur la façade sud. Les chambres sont
quand à elles disposées au maximum au nord. En effet, celles-ci sont réduites au
surfaces réglementaires et souffrent facilement des variations de températures.
Puisque le bâtiment ne dispose pas de système de refroidissement, la taille et
l’emplacement du séjour permet donc de répartir la chaleur dans l’appartement.
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Comme pour le confort d’hiver, ce sont les oriels et les loggias qui jouent un rôle
majeur dans la gestion du confort d’été.
Ces pièces sont constituées de vitrage amovible. Cette pièce, en plus de posséder
une polyvalence au fil des saisons, permet de gérer tout le confort de
l’appartement. En effet, en cas de surchauffe, le vitrage peut être replié. La pièce
est alors un simple balcon, elle devient neutre dans les apports thermiques de
l’appartement. En revanche, ce vitrage est particulièrement utile en intersaison.
Fermer cette pièce lors de journées ensoleillée mais avec une température
extérieure assez peu élevée permet de chauffer cette pièce rapidement compte
tenu de sa taille.
Malgré un plan assez conventionnel, la disposition des oriel sur un des côtés du
séjour lui permet d’obtenir un statut particulier. En effet, en intersaison, les
habitants peuvent effectuer des migrations horraires. Lorsque l’appartement n’est
50 Cardonnel ingénierie, « Etude de l’influence des paramètres d’une baie (surface de baies,
facteurs Sw et TLw, coefficient de déperditions Uw) sur le BBio et les coûts d’exploitation »,
dossier 10/036, 02 mars 2010.
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1.Détail constructif d’une loggia
La coupe est effectuée sur la loggia, en fond, derrière
le vitrage se trouve le salon. La loggia peut être
protégée du soleil grâce à des stores. Il s’agit de
son avantage sur l’oriel qui est toujours exposé aux
rayons lumineux : sa toiture est également vitrée.
Si la loggia apporte moins de chaleur que l’oriel,
cette pièce est cependant occupable en toute saison
sans forte contrainte de chaleur.
2. Façade sud et disposition des oriels et
des loggias
Les deux types d’objets thermiques sont
disposés aléatoirement sur la façade. Si
la disposition de ces objets est optimisée
pour ne pas nuire aux apports solaires des
autres appartements, il existe quelques
appartements ou cette règle n’est pas
respectée. Ce petit inconvénient est
compensé par les fenêtres utilisés dans les
autres pièces. L’équilibre est toujours garanti.
Christophe Le Gac, Manuelle Gautrand architect,
Australie, The image publishing group, 2005
Christophe Le Gac, Manuelle Gautrand architect,
Australie, The image publishing group, 2005
49
Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
La démarche HQE comme ligne directrice du projet
Lors de la mise en œuvre des oriels, le traitement des ponts thermiques a bien
évidemment été pris en compte. Sans ce traitement, l’ajout de cette pièce en plus
n’aurait pas pu assurer son rôle thermique.
Toutefois, le bâtiment est isolé par l’intérieur, ce qui amorce des pertes
thermiques assez importantes, notamment au niveau des planchers.
Pour résoudre au mieux ce problème, les murs ont été doublés de polystyrène
expansé. Ce traitement local permet d’obtenir des performances satisfaisantes.
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pas assez ensoleillé et pas assez chauffé, l’oriel l’est. Il parait donc évident que les
activités de la journée peuvent prendre place dans cette pièce plutôt que dans les
autres nécessitant des apports énergétiques pour être confortables.
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2.2.2
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L’important dans ce type de démarche est de ne pas perdre trop d’énergie en
chauffant. Les pertes dues aux ponts thermiques doivent rester inférieures aux
gains apportés par le soleil sinon la solution n’est pas viable et devient
simplement un déploiement de moyens. C’est cet équilibre entre les déperditions
thermique et les apports qu’il faut satisfaire afin d’éviter le problème de parois
froides.
DEMARCHE BIOCLIMATIQUE
La démarche bioclimatique du projet est essentiellement limitée au bon usage de
l’énergie solaire.
Une attention particulière est portée sur les cibles de confort de la HQE. Même si
les performances énergétiques sont plus faibles que celles du bâtiment de KOZ,
ce projet met en place un système de pompe à chaleur encore peu utilisé.
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Le problème réside dans la mise en œuvre de l’isolation intérieure qui ne permet
pas d’obtenir de bonnes performances (du moins dans ce contexte. En effet, les
techniques utilisées dans ce bâtiments étaient encore assez peu expérimentées.
Ceci explique en partie les déperditions plus élevées que celles du bâtiment de
Clichy-sous-Bois faisant appel aux même procédés).
De plus, cette solution nécessite que les habitants des logements soient plutôt
impliqués dans la gestion thermique afin qu’elle puisse être la plus efficace
possible. L’oriel ne peut pas être satisfaisant sans l’attention de ses habitants. Il
peut même être contraignant en été avec une mauvaise gestion. La ventilation
naturelle qu’il permet est tout aussi importante que les apports solaires qu’il
procure. La gestion de cet objet reste cependant très abordable et sa petite taille
permet de ne pas faire reposer toute l’efficacité de la stratégie sur lui.
Sur l’ensemble du bâtiment, il est important que chaque oriel ou loggia ne soit
jamais ombré. Pour ne pas pénaliser les apports solaires, les oriels sont disposés
en quinconce sur la façade. Si les oriels captent le maximum de lumière grâce à
leurs façades vitrées, les loggias semblent moins satisfaisantes.
En effets, celles-ci ne possèdent qu’une seule façade pleinement exposée au
50
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
ENERGIE
Possible Façade sud pour les grandes ouvertures/petites au nord
DEMARCHE BIOCLIMATIQUE
contrôlés Type de chauffage
Chauffage au sol, pompe à chaleur
Type d'isolation et mise en œuvre
Isolation intérieure, doublée par polystirène expansé
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Apports solaires externes
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Ventilation naturelle
Répartition des ouvertures
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Volets roulants double vitrage peu émissif menuiseries bois/alu
Par rupteurs de ponts thermiques
Système utilisé et efficacité
Ventilation naturelle +VMC mécanique simple flux en complément
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Traitement des ponts thermiques
Performances d'étanchéité à l'air
Conforme HQE
Répartition des consommations
Non communiqué/Poste majeur chauffage
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VENTILATION
Protection solaire
Type de vitrage utilisé
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CONSTRUCTION
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Catégorie du bâtiment (CE1 ou CE2)
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Catégorie au bruit
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LOCALISATION
Zone géographique selon RT 2012
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Manuelle Gautrand, Renne, HQE et RT 2000
CRITERES RT 2012
Total consommé
190 kWh/m2/an (estimation)
Recours aux énergies renouvelables
géothermie
Orientations cardinales
Nord/Sud
Utilisation de ressources disponibles
Solaire et géothermie
Organisation des pièces
Pièces principales au sud
Prise en compte impact bâtiments
Faible impact des bâtiments entre eux
Raccord aux réseaux de transports
Bus
CRITERES HORS DE LA RT 2012
ENVIRONNEMENT
QUALITE DES LOGEMENTS
Parcelle isolée
en retrait
Stratégie pour les plans
organisation centrée autour des loggia
Présence d'espaces extérieurs
Loggia/Oriel
Période d'utilisation et modularité
Eté et Hiver/ Simple vitrage amovible
ACTIVITES DISPONIBLES
Equipements et services
Parc
IMPLICATION DES HABITANTS
Nécessité d'un guide Très abordable
BENEFICES DE CETTE SOLUTION
quels avantages ?
Critères d’analyse hors enveloppe pour le
bâtiment Solaris à Renne
Ce premier tableau souligne l’importance de la
démarche bioclimatique comme dans le précédent
projet . Il révèle une intégration réussie dans le site.
Celle-ci a été facilitée par l’intégration des cibles HQE
dans la démarche de projet.
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Posséder un espace semi extérieur très performant/ Contrainte cependant en plan
A.R, d’après les critères formulés à partir de l’étude
de la réglementation thermique 2012 et de ceux,
additionnels, indispensables mais faisant défaut dans
cette même réglementation. Le choix et la formulation
de ces critères sont répertoriés et expliqués en annexe 6.
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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Une réussite due à l’association du climat avec sa solution locale
appropriée
Dans cet exemple, il est important de rappeler que le bâtiment propose des
performances énergétiques remarquables pour l’époque. Il s’agit de
consommations équivalentes à celles de la RT 2005 alors qu’à l’époque, le
bâtiment se devait seulement de respecter la RT 2000.
2.2.3
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Il s’agit ici d’une stratégie qui est en réalité classique. Cette solution ne modifie
pas réellement la manière de concevoir les plans. Ils obéissent aux besoins
solaires. Les pièces nécessitant beaucoup de lumière sont localisées au sud et les
autres au nord. Il s’agit plutôt ici d’une solution apportant une satisfaction centrée
autour de l’objet thermique qu’est l’oriel ou la loggia. A l’inverse du bâtiment de
KOZ à Courbevoie, la question de l’organisation d’un logement social n’est pas
remise en cause. Il s’agit plus ici d’apporter du confort par la greffe d’un élément.
Cette pièce en plus permet alors une modularité dans les appartements.
Toutefois, cet ajout contraint le plan dans son ensemble. C’est lui qui régit tous les
apports de chaleurs et définit donc la place de chaque pièce dans l’appartement.
Puisque le bon fonctionnement thermique des appartements dépend de cette
pièce, les usagers jouent un rôle majeur dans le bon fonctionnement de leur
appartement. En effet, l’ouverture ou la fermeture de cette pièce est manuelle et
dépend donc entièrement de la volonté des occupants.
Toutefois, la taille réduite de l’objet permet de ne pas engendrer de trop gros
problèmes de surchauffe en cas de non ouverture de cette pièce. Le vitrage non
jointif utilisé pour les parois amovibles permet également de ne pas avoir d’effet
serre trop incontrôlable.
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Cette solution de façade habitée par greffe de pièces extérieures n’est pas la plus
satisfaisante même si les performances thermiques peuvent être très bonnes. En
effet, cette disposition implique un plan figé avec des pièces très contraintes par
les orientations cardinales et leur taille. L’évolutivité du logement n’est pas
possible.
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soleil. Toutefois, elles ne créent pas de profondeur pénalisante devant les séjours
puisqu’elles sont toujours disposées latéralement, devant les ascenseurs
Comme pour le bâtiment précédent, l’attention est portée sur la façade sud. La
façade nord étant traitée relativement simplement par des ouvertures uniformes.
En revanche, les façades est et ouest sont traitées de la même manière que la
façade sud. Si cette attention est à souligner, les apports solaires ne sont pourtant
pas les mêmes, ces logements bénéficient donc d’un inertie thermique plus
aléatoire.
Si l’objet thermique greffé permet d’apporter du confort dans les logements,
celui-ci est en revanche dépourvu de tout élément brise soleil. Les ouvertures de
la façade sud sont d’ailleurs toutes exemptes de quelconque brise soleil. Seuls les
volets roulants permettent de se protéger du soleil. Les boites en débord assurent
52
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
POSITIONNEMENT
Même traitement que les autres façades
Composition de l'enveloppe
Voile béton (18 cm) recouverts d'enduit à l'extérieur, isolation laine de roche doublée de polystirène expansé (10+13cm) Composition des planchers
Plancher bas, dalle de béton (20 cm), polystirène expansé (10 cm) et flocage (12 cm)
Planchers intermédiaires dalle de béton (20 cm)
Type de menuiseries utilisé
Qualité d'inertie mise en jeu
lourde, déphasage lent
non
Aucune présence. L'importance de la loggia ou oriel est bien comprise
Panneaux solaires mal positionnés
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surchauffe en intersaison
Barrières/palissades sur les balcons : masques solaires
Utilisation de plus de 3 sources d'énergies renouvelables
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Retours sur les consommations énergétiques
Très inférieures par rapport à la RT 2000 mais élevées toutefois par rapport aux exigences actuelles Informations suffisantes pour les utilisateurs
L'utilisation est intuitive
VMC simple flux. Aucun problème
Températures de chauffages observées trop élevées
Multiples dysfonctionnements et surconsommations lors des premières années de mise en service
Hauteur sous plafond réduite à cause des isolants
Non
Origine de la performance : équipement ou bioclimatique ?
conception bioclimatique
Utilsation de mousse PUR (durabilité non attestée)
utilisation en toiture et PSE pour les murs
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Critères d’analyse de l’enveloppe pour le
bâtiment Solaris à Renne
Les matériaux utilisés et les techniques sont
encore assez peu utilisées à la date de conception
du bâtiment. Cette enveloppe, permet d’assurer
une inertie lourde quelque soit les températures
extérieures. Le rôle thermique de la loggia ou oriel
est pleinement exprimé.
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Mousse de polyuréthane 8 cm
Menuiseries bois/alu, double vitrage (VIR) à lame d'argon isolante intégrée M
Isolation de la toiture
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Traitement des façades ouest et est
A.R, d’après les données techniques fournies
par le bureau d’étude I2C Renne et les critères
formulés personnellement à partir de l’étude de
la réglementation thermique 2012 et de ceux,
étant souvent insatisfait dans le rapport des
retours d’expériences dans les bâtiments à basse
consommation & risques de non qualité, résultats 2011,
juin 2012.
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Aucune prévues
Risque d'ouverture prolongée des fenêtres avec VMC DF
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QUALITE D'USAGE
Prévues mais non installées
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USAGES
Traités par rupteurs de ponts thermiques
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THERMIQUE
Traitement répondant aux exigences HQE
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PROTECTION SOLAIRE
Isolation sous les seuils de porte d'entrée
Isolation sur tout le pourtour nez de dalle
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PONTS THERMIQUES
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104 logement à Renne, Solaris
ENVELOPPE
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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En plus du problème de la contrainte par le plan, les matériaux utilisés posent eux
aussi le problème de la durabilité. L’isolation est réalisée par des mousses PUR qui
ne bénéficient actuellement d’aucune garantie de performances.
Cependant, cette solution conjugue conception bioclimatique raisonnée et
intégration d’équipement techniques pour accroitre les performances. Les formes
simples des bâtiments permettent de profiter au maximum des apports solaires
gratuits, la conjugaison de différente taille de fenêtres permet de jouer
habilement sur les apports solaires. Une pompe à chaleur permet de réduire les
consommations énergétiques de chauffage51.
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cependant un ombrage dans les pièces principales situées directement au niveau
inférieur. Pour les autres pièces, c’est la taille des ouvertures qui permettent de
réduire ou au contraire d’augmenter les apports solaires.
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Il s’agit d’une solution partielle proposée par l’architecte. Cette stratégie
fonctionne bien pour la ventilation naturelle et le confort d’hiver mais n’apporte
pas non plus beaucoup de changements dans la conception architecturale en
réponse aux normes. Sans l’oriel, ou la loggia, ces immeubles sont semblables à
tous ceux construits dans le courant de la RT 2005.
Toutefois, cela s’explique plus par une volonté de l’architecte de ne pas remettre
en cause tout le modèle. Par rapport à un simple balcon apposé devant une
façade, ces pièces ajoutées permettent de bénéficier de plus de lumière et de
chaleur. La prise en compte des apports lumineux est d’ailleurs essentielle dans le
cadre de la RT 2012. A titre de rappel, une mauvaise conception peut entrainer
des consommations élevées pour le poste de l’éclairage. Or, ce poste est celui qui
bénéficie du facteur le plus pénalisant pour les calculs avec un facteur de 5 contre
2 pour les autres postes. La conjugaison des oriels et des tailles d’ouvertures en
fonctions des pièces s’avère donc être un bon compromis pour traiter ce
problème.
De plus, cette solution laisse le choix à l’utilisateur de régler thermiquement son
appartement en fonction de ses préférences. Ce point soulève par ailleurs la
question du mode de vie des usagers qui influe fortement sur les consommations
énergétiques et qui ne peut pas être pris en compte a priori dans les calculs de
performance thermique.
51 La pompe à chaleur utilise de l’électricité pour rendre possible l’utilisation de chaleur
provenant du sol. Toutefois, la quantité d’électricité consommée est faible quand aux gains
apportés par la chaleur du sol et pourtant, cette méthode de chauffage ne bénéficie d’aucun
abaissement de coefficient de conversion en énergie primaire dans la RT 2012. Son coefficient
est de 1 tandis que les chaudières à bois sont à 0,6 alors même que leurs performances sont
beaucoup moins bonnes.
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1.Plan masse et vue axonométrique du projet
L’éco quartier Lyon Confluence bénéficie d’une
parcelle privilégiée. Au nord se trouve la gare de
Lyon-Perrache et le centre ville et au sud, le centre
commercial. Le tramway dessert le quartier.
A.R
2.Un décalage des bâtiments permettant de
développer les façades est
Axé sur les énergie renouvelable et les bénéfices
des apports solaires, cette disposition permet un
maximum d’ensoleillement dans les logements.
A.R
2
3
3. Une composition en volume astucieuse
permettant de conserver le maximum de
chaleur apportée par les rayons solaires
La première enveloppe du bâtiment se
transforme et aggrandie son volume
en fonction des besoins de chaleur. Cet
aggrandissement progressif des jardins
d’hiver permet en effet de conserver le
maximum de chaleur dans la double peau.
Si celui ci est trop important, il suffit alors
d’ouvrir les jardins d’hiver
A.R
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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2.2.5 Le jardin d’hiver pour le confort thermique en toutes saisons
Les enveloppes des bâtiments de Tania Concko sont plus élaborées que toutes
celles des bâtiments présentés jusqu’ici. En effet, celles-ci sont habitées dans leur
totalités. Puisque des activités prennent place tout au long de l’année dans ces
enveloppes formant des jardins d’hiver, celles-ci ont nécessité une étude fine.
Comme pour le projet précédent, l’enveloppe n’est pas le seul point important de
ce projet, la démarche bioclimatique prend ici une place importante d’autant plus
qu’il s’agit d’un éco-quartier.
Comme pour les exemples précédents, les données essentielles de l’opération
sont les suivantes :
Maîtrise d’oeuvre : Tania Concko architectes & urbanistes
Maîtrise d’ouvrage publique: SEM Lyon Confluence
Maîtrise d’ouvrage opérateur : SCI Lyon Confluence, Nexity Apollonia
Date et lieu de construction : Lyon, concours en 2004 et livraison en 2009
Type de terrain : parcelle ouverte située entre un jardin partagé et une base de
loisirs.
SCHON : 9859 m2 répartis dans les quatre bâtiments de logements. La SCHON de
l’îlot A duquel font partie les bâtiments s’élève à 18000 m2 et comprend 4 autres
bâtiments
Type de logement : 121 logements en accession sociale. Les appartements vont
du T1 au T5
Indicateur de coût de construction : 14 470 000 millions d’euros
Nombre d’étages du bâtiment : de 6 à 8 étages
Spécificité de l’opération : ZAC Confluence, écoquartier
Matériaux utilisés : Structure primaire en voile béton banché (18 cm). Isolation
par l’extérieur en laine minérale recouvete d’un enduit. La peau extérieure est en
ventelles de verre fixé non jointives sur châssis aluminium fixe ou coulissant.
La barre au nord se compose d’une structure en voiles béton (18 cm), d’une
isolation extérieure du même type et d’une vêture en verre.
Réglementation de référence : RT 2005. L’opération est nominée écoquartier par
le ministère du développement durable. Elle est également lauréate du
programme européen Concerto52, pyramide d’or53 en 2010 et Premier Quartier
Durable en France labellisé WWF54.
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2.2.4 Façade habitée dans son ensemble : Tania Concko, Saône
Park, Lyon Confluence, RT 2005
52 Créé en 2005 par la Commission européenne, ce programme regroupe des projets dont
l’ambition est de répondre aux défis du développement durable en développant des
solutions proactives à l’échelle européenne aux questions énergétiques. Actuellement, 22
projets font partie de ce programme. http://concerto.eu
53 La nomination pyramide d’or est attribuée à la suite d’un concours organisé par la Fédération
des Prommoteurs Immobiliers (FPI). Ce concours récompense les programmes répondant
à des critères de performance thermique, d’intégration environnementale, de durabilité,
d’esthétique et d’innovation
54 Il s’agit d’une convention signée entre les responsables de l’opération et le WWF. Elle
comprend un PAD (programme d’action durable) autour de 10 principes et objectifs
internationaux mis à jour chaque année ainsi que d’un suivi de la conception et de la
construction et enfin un contrôle régulier des performances.
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1.Deux enveloppes pour un confort thermique
maximal
Le premier plan révèle l’espace de jardin d’hiver
disponible. Les irrégularités de surfaces entres les
plots s’expliquent par leurs orientations. Le plot à
l’ouest est libre de vis à vis au sud et à l’est tandis
que les autres sont fortements contraints. L’espace
de préchauffage de l’appartement doit donc être
plus important dans les deux autres plots.
2
2. Schéma de la ventilation naturelle dans les
appartements
Les appartements ne sont pas traversants.
Toutefois, la ventilation naturelle est facilité
par des séjours bi-orientés. Comme pour les
logements à Courbevoie, les éjours peuvent être
facilement ventilés durant la journée et ainsi
optimiser la Tic.
A.R, plans de Costedoat Delphine, Tania Concko,
A.R, plans de Costedoat Delphine, Tania Concko,
territoires en mouvement, Bordeaux, Overworld,
territoires en mouvement, Bordeaux, Overworld, 2009 2009
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L’opération de Tania Concko est composée de quatre bâtiments. Le premier,
installé au nord adopte une stratégie différente des trois plots. Il ne s ‘intègre pas
dans la solution de façade habitée. Pour cette raison, il ne sera pas pris en compte
dans le corpus.
Les trois plots adoptent quand à eux la stratégie de la façade habitée. Toutefois,
cette stratégie est abordée de manière différente par rapport à Manuelle
Gautrand. Il ne s’agit plus ici de contraindre la disposition du logement face à un
élément apportant le confort thermique. La réflexion est menée plus loin avec
l’intégration de jardins d’hiver sur toutes les façades. Ainsi, le confort est
omniprésent et permettrait donc d’avoir plus de liberté dans la conception du
bâtiment.
Les bâtiments sont disposés de manière compacte sur la parcelle. Chacun des
trois plots possède une façade sud sans vis-à-vis. Pourtant, si l’on observe les
façades, les ouvertures sont réparties de manière uniforme. Il n’y a pas a priori de
volonté de privilégié une orientation cardinale plus qu’une autre comme
l’exemple précédent le montrait. Les bâtiments sont disposés de sorte qu’ils ne
portent aucun masque les uns sur les autres.
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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CONFORT D’HIVER
Les logements profitent de toutes les façades, quelle que soit leurs orientations.
Cette solution est possible car les trois plots bénéficient d’une double enveloppe.
En effet, la première enveloppe est celle des jardins d’hiver composé de vitrage
simple et amovible. Cette protection est d’ailleurs toujours plus importante à
l’ouest qu’à l’est. Le soleil de l’ouest apporte le plus de chaleur, une épaisseur plus
importante permet donc de conserver cette chaleur et de la restituer par
conduction au logement. Au niveau des façades sud, deux stratégies sont
adoptées : la première, dans le plot situé à l’ouest rappelle la solution retenue par
Manuelle Gautrand. La loggia est un élément thermique apportant lumière et
chaleur à l’intérieur de l’appartement.
L’autre solution, retenue par les deux autres plots est celle d’avoir un jardin d’hiver
continu sur toute la façade. Cette solution est appréciable puisqu’elle ne
concentre pas tous les apports au niveau d’une seule pièce, mais bien au niveau
de toutes celles partageant cette même façade. Cette solution présente
également l’avantage de pouvoir avoir des baies vitrées directement exposées au
sud sans que celles-ci n’apportent une surchauffe désagréable. Dans la solution
de la loggia, les ouvertures directes au sud sont limitées.
Les façades nord deviennent elles aussi exploitables et surtout propices à de
grandes ouvertures puisque la deuxième façade limite les déperditions
thermiques.
CONFORT D’ETE
Les jardins d’hiver situés sur la façade permettent de jouer un rôle de brise soleil.
De plus, ces espaces sont ouvrables et permettent donc de ventiler naturellement
ces espaces.
Les appartements ne sont pas traversant mais bénéficient cependant toujours
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1.Détail constructif de la première peau
Si à Renne le chauffage était essentiel, ici, c’est
la ventilation naturelle et le refroidissement qui
s’impose. Les ventelles constituent la meilleure
solution pour obtenir une inertie lourde avec un
déphasage lent. En effet, la température intérieure
du logement est constante pratiquement toute
l’année grace à ce système de double façade. La
première ne possède une faible inertie tandis que la
seconde façade a une inertie lourde puisqu’elle ne
subit pas directement les variations de températures
extérieures.
AMC logement, hors-série octobre 2011, p.63
2. Le dispositif des jardins d’hiver en coupe
longitudinale
La variation de l’épaisseur du jardin d’hiver
contribue à la fois au confort d’été et d’hiver.
Sur le bâtiment à l’est, l’oblique dessinée par
la première face joue le rôle de brise soleil en
été et de stockage de chaleur en hiver. Les
plot central récupère le maximum d’apports
énergétiques solaire au sommet du bâtiment
grace à une découpe révue à cet effet.
A.R, plans de Costedoat Delphine, Tania Concko,
territoires en mouvement, Bordeaux, Overworld,
2009
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d’une double orientation.
Les appartements situés sur la façade nord ne disposent pas de système de
ventilation naturelle particulier puisqu’ils n’en ont pas la nécessité. Pour les petits
appartements, l’architecte a imaginé un système de cloison amovible pour faire
communiquer la chambre et le salon.
Il existe également une différente de composition entre le bâtiment à l’ouest et
les deux autres. Les deux derniers possèdent plus de surface de jardin d’hiver.
Cette mesure est importante car elle souligne l’attention apportée à la
conception. En effet, le bâtiment ouest bénéficie de forts apports solaires avec
trois de ses façades complètement dégagées. De plus, les façades sud et ouest
sont celles qui captent le plus le soleil. Il y a donc ici nécessité de profiter de cette
ressource gratuite. La solution des loggias paraît donc plus adaptée. Les deux
autres bâtiments quand à eux sont plus difficiles à gérer. Leurs façades sont
contraintes par les vis-à-vis. Le jardin d’hiver constituant un espace intermédiaire
efficace thermiquement, il est donc généralisé aux façades les plus critiques.
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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2.2.6 Une attention particulière aux dispositifs techniques mis en œuvre
La mise en œuvre des matériaux est relativement simple dans les bâtiments.
L’isolation est posée sur l’extérieur afin de minimiser les déperditions thermiques.
Les menuiseries ont été également choisies en fonction de leurs performances
thermiques : il s’agit ici de menuiserie en aluminium équipées de rupteurs
thermiques.
Pour la construction des jardins d’hiver, le choix de lamelles de verre non jointives
s’est naturellement imposé. En effet, ce système présente l’avantage de régler
l’orientation des lamelles et donc de choisir le type de ventilation en fonction du
besoin de l’occupant.
Cette disposition permet de facilement contrôler le climat interne à
l’appartement. Sans être très technique, il s’agit d’une méthode efficace, à
condition que les habitants soient un minimum impliqués.
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DEMARCHE BIOCLIMATIQUE
La démarche bioclimatique a réellement été prise en compte par tous les
architectes participant au projet de Lyon Confluence.
Dans le projet de Tania Concko, cette démarche ne s’exprime pas uniquement sur
le choix des orientations cardinales, bien au contraire.
L’attention est particulièrement portée sur l’utilisation d’énergies renouvelables.
Les toits des bâtiments sont d’ailleurs couverts de panneaux photovoltaïques.
L’autre poste traité concerne celui du chauffage, un des postes majeurs avec
l’éclairage. Ici, le chauffage est effectué par une chaudière à bois, et ce, pour
l’ensemble des bâtiments de l’îlot Saône Park. Il est également important de
rappeler que le coefficient de conversion en énergie primaire pour les chaudières
utilisant le bois est de 0,6 contre 1 pour la plupart des autres énergies et 2,58 pour
l’électricité. Ce choix répond donc pleinement aux critères de la RT 2012, tant au
niveau des consommations énergétiques que celui, obligatoire, de recourir au
moins à une énergie renouvelable.
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L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
ENERGIE
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Apports solaires externes
contrôlés Type de chauffage
Chaufferie bois
Type d'isolation et mise en œuvre
Isolation extérieure
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Possible Equiréparties
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Ventilation naturelle
Répartition des ouvertures
DEMARCHE BIOCLIMATIQUE
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Volets extérieurs double vitrage peu émissif menuiseries alu
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Protection solaire
Type de vitrage utilisé
Par rupteurs de ponts thermiques
Système utilisé et efficacité
Ventilation naturelle +VMC mécanique simple flux en complément
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Traitement des ponts thermiques
Performances d'étanchéité à l'air
Conforme Répartition des consommations
Poste principal chauffage
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VENTILATION
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CONSTRUCTION
Catégorie du bâtiment (CE1 ou CE2)
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Catégorie au bruit
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LOCALISATION
Zone géographique selon RT 2012
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Tania Concko, Lyon, RT 2005
CRITERES RT 2012
Total consommé
80 kWh/m2/an Recours aux énergies renouvelables
bois pour le chauffage
Orientations cardinales
toutes
Utilisation de ressources disponibles
Solaire et bois
Organisation des pièces
Partition Jour/Nuit
CRITERES HORS DE LA RT 2012
ENVIRONNEMENT
QUALITE DES LOGEMENTS
Prise en compte impact bâtiments
impact des bâtiments entre eux
Raccord aux réseaux de transports
Trains
Parcelle isolée
nouveau quartier basé sur la mixité des activités
Stratégie pour les plans
Aucune particulière
Présence d'espaces extérieurs
jardins d'hiver
Période d'utilisation et modularité
Eté et Hiver/ Simple vitrage amovible
ACTIVITES DISPONIBLES
Equipements et services
Parc/base de loisir
IMPLICATION DES HABITANTS
Nécessité d'un guide Très abordable
BENEFICES DE CETTE SOLUTION
quels avantages ?
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Posséder un espace semi extérieur très performant/ Aggrandissement des pièces
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Critères d’analyse hors enveloppe pour les
bâtiments Sâone Park à Lyon Confluence
Les critères mettent l’accent sur la volonté de
développement durable dans ce projet. Ici, la
démarche bioclimatique ainsi que la qualité des
matériaux est visible. Ce premier tableau révèle
une approche sur les thèmes bioclimatique et une
intégration dans l’environnement plus complète que
dans le bâtiment de Manuelle Gautrand.
A.R, d’après les critères formulés à partir de l’étude
de la réglementation thermique 2012 et de ceux,
additionnels, indispensables mais faisant défaut dans
cette même réglementation. Le choix et la formulation
de ces critères sont répertoriés et expliqués en annexe 6.
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Les dépenses énergétiques totales sont donc estimées à 80 kWhep/m2/an. Il s’agit
d’un résultat qui reste trop élevé par rapport aux exigences de la nouvelle
réglementation thermique. Le poste de l’éclairage reste trop élevé à cause des
apports solaires réduits par les jardins d’hiver. De plus, la surface vitrée est
relativement faible avec un ration d’1/5 contre un minimum imposé d’1/6 dans la
réglementation thermique 2012. De plus, la chaudière à bois est un système de
chauffage qui n’est pas très optimisé. Le rendement est bien plus faible qu’avec
une autre énergie.
En dépit de ces problèmes, la stratégie de façade habitée est un réel atout pour
les habitants. Il s’agit en effet d’une réponse assez simple par rapport aux
exigences de la réglementation thermique. Cependant, cette conception doit être
parfaitement étudiée. En effet, un manque de surface vitrée plus l’ombre portée
par les jardins d’hiver entraine directement des surconsommations d’énergies.
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Une réussite due à l’association du climat avec sa solution globale
appropriée
Il s’agit ici en réalité d’une autre vision de la stratégie adoptée par Manuelle
Gautrand. L’extension des jardins d’hiver sur toute la façade permet de s’affranchir
des fortes contraintes en plan que l’on remarquait dans le projet précédent.
Un autre avantage non négligeable apporté par cette solution est celui de
pouvoir s’affranchir quelque peu d’une démarche bioclimatique. En effet, les
jardins d’hiver uniformément répartis permettent de placer les ouvertures comme
on le souhaite. Cette solution devient alors très intéressante dans les sites très
contraints par des bâtiments créant un masque sur la façade sud par exemple. En
revanche, il ne peut fonctionner sans apports solaires généreux ! Il doit
nécessairement y avoir des façades libres de vis-à-vis.
2.2.7
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Dans ce type de bâtiment, les surchauffes sont relativement limitées. Comme
pour les logements à Courbevoie, ce sont les jardins d’hiver qui jouent le rôle de
brise soleil. Cependant, le projet souffre d’un nombre de baie assez peu élevé. De
fait, le facteur solaire n’est pas optimisé. En hiver le bâtiment a recours à l’éclairage
artificiel de manière systématique. Cette donnée est d’autant plus à surveiller
pour les bâtiments adoptant la même stratégie mais se situant plutôt dans le nord
de la France, là ou le facteur solaire pose problème par ses apports limités.
Cette stratégie paraît donc plus adaptée dans les régions situées au sud de la
France, car elle permet de se protéger des rayons lumineux directs, apportant de
la chaleur tout en conservant les rayons lumineux indirects apportant de la
lumière dans les appartements.
Dans ce projet, le choix des matériaux est plus élaboré que dans les deux autres.
Le vitrage utilisé pour les jardins d’hiver, sous forme de lamelles orientables, est
un vrai atout. Il permet aussi bien de satisfaire la norme par la ventilation naturelle
que les usagers par l’optimisation du confort. Dans cette région, le climat est plus
favorable qu’à Courbevoie ou Renne. Il est essentiellement question de ventiler
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L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
Lyon Confluence, 121 logements ZAC Confluence
Isolation sous les seuils de porte d'entrée
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Isolation sur tout le pourtour nez de dalle
Traités par rupteurs de ponts thermiques
Plancher bas, dalle de béton (20 cm), isolation laine de roche (10 cm) Planchers intermédiaires dalle de béton (20 cm)
Isolation de la toiture
Même traitement
Type de menuiseries utilisé
Menuiseries alu, double vitrage (VIR) Qualité d'inertie mise en jeu
Légère dans la première enveloppe
lourde dans le deuxième
surchauffe en intersaison
POSITIONNEMENT
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Aucun masque porté par la végétation
ni par les autres bâtiments
2 sources : bois et solaire
Retours sur les consommations énergétiques
Plutôt élévées: 80 kWh/m2/an par rapports aux performances prévues pour lyon confluence : max.60 kWh/m2/an Informations suffisantes pour les utilisateurs
Utilité pour une bonne gestion de la ventilation naturelle
Risque d'ouverture prolongée des fenêtres avec VMC DF
VMC simple flux. Aucun problème
Températures de chauffages observées trop élevées
Aucun problème constaté
Hauteur sous plafond réduite à cause des isolants
2,50 m pas de contraintes particulières sur les hauteurs dans le PLU
Origine de la performance : équipement ou bioclimatique ?
Enveloppe
Utilsation de mousse PUR (durabilité non attestée)
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Critères d’analyse de l’enveloppe pour le
bâtiment Sâone Park à Lyon Confluence
L’analyse de l’enveloppe illustre la recherche
effectuée sur les matériaux et leur mise en œuvre.
La double enveloppe joue sur la différence d’inerties
mise en jeu pour apporter le confort. De plus, les
études sur les matériaux étant plus avancées qu’au
moment de la conception du bâtiment de Manuelle
Gautrand, les mousses PUR ou l’utilisation de PSE est
écartée puisque leur durabilité n’est pas attestée et
que leur qualité environnementale est mauvaise.
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Panneaux solaires mal positionnés
Utilisation de plus de 3 sources d'énergies renouvelables
SUIVI
QUALITE D'USAGE
Barrières/palissades sur les balcons : masques solaires
Non. Le vitrage amovible dissuade
les habitants de masquer les façades
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USAGES
Non
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THERMIQUE
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Composition des planchers
A.R, d’après les données techniques fournies par
l’agence Tania Concko architectes & urbanistes et
les critères formulés personnellement à partir de
l’étude de la réglementation thermique 2012 et de
ceux, étant souvent insatisfait dans le rapport des
retours d’expériences dans les bâtiments à basse
consommation & risques de non qualité, résultats 2011,
juin 2012.
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Composition de l'enveloppe
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Traitement des façades ouest et est
Aucun besoin
L'épaisseur du jardin d'hiver varie en fonction des apports solaires
Voile béton (18 cm), isolationextérieure laine de roche (15cm), enduit sur béton extérieur
Peau extérieur en ventelles de verre fixé non jointives
sur chassis aluminium fixe ou coulissant
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Prévues mais non installées
PROTECTION SOLAIRE
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PONTS THERMIQUES
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ENVELOPPE
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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Avec cette stratégie, on obtient une meilleure uniformité thermique. De plus,
cette solution ne contraint pas les flux de chaleur ou de fraicheur, si une pièce à
besoin d’être plus chauffée qu’une autre en hiver, il suffit d’ouvrir la seconde
façade pour que l’air chaud puisse se propager directement et rapidement. Le
système est bien sûr applicable au confort d’été.
Les systèmes de lamelles orientables offrent d’ailleurs un bon compromis pour
régler facilement et habilement la ventilation. Les usagers sont ainsi libres de
contrôler le débit d’air. En revanche, compte tenu de la surface plus élevée de la
pièce thermique, celle-ci nécessite plus d’attention de la part des habitants afin
de ne pas compromettre les performances thermiques de leur logement.
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plus que de chauffer. La répartition globale des jardins d’hiver autour de la façade
des logements permet de ne pas avoir une surchauffe à un endroit qui se propage
ensuite aux autres pièces des appartements. Ici, elle se propage à partir d’un
espace mis en commun, la chaleur se transmet par conduction sur la façade des
logements.
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Ce projet est un bon exemple également par l’utilisation d’énergies renouvelables.
Les deux postes les plus consommateurs d’énergie : chauffage et eau chaude
sanitaire sont réglés par une chaudière à bois et la production d’électricité solaire.
En revanche, les consommations énergétiques restent élevées par rapport au
niveau global de l’opération Lyon Confluence. Ce problème provient des
ouvertures manquantes qui réduisent le facteur solaire et augmentent donc
parallèlement la dépendance énergétique. De plus, les orientations des
appartements ne sont pas toutes identiques et ont donc des besoins de
chauffage différents les uns des autres. Cependant, il n’existe qu’un seul réseau de
chauffage pour tous les appartements. Ce choix de conception pose surtout des
problèmes en intersaison puisque les besoins sont inégaux. Une solution simple
pour limiter la consommation énergétique consiste à dissocier les réseaux de
chauffage en fonction des orientations55.
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Cette stratégie satisfait la norme et les usagers par la mixité d’usages quelle
permet. Il ne lui manque que quelques détails pour se révéler optimale.
Stratégie de compacité : Pascal Gontier, 17 logements
passage Fréquel, Paris, conforme RT 2012
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2.3
2.3.1 Le confort d’été et d’hiver fortement contraint par le site
Ces dernière stratégie face à la réglementation thermique est la plus courante. La
compacité à été la première stratégie mis en place suite suite au durcissement du
contexte normatif.
55 Programme d’accompagnement des professionnels : règles de l’art Grenelle Environnement
2012, « Rapport des retours d’expériences dans les bâtiments à basse consommation &
risques de non-qualité », résultats 2011, juin 2012, paragraphe 6.1.1.2. Surchauffes d’été et
d’intersaison, choix de conception inadaptés, p.23
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1.Plan masse et son aggrandissement à la parcelle
Le projet est localisé dans un quartier avec une forte
densité construite. Il s’agit du seul exemple du corpus
qui est fortement contraint par son site.
Cette densité présente l’avantage d’avoir beaucoup
d’activitées disponibles et ainsi limiter l’énergie
dépensée dans les transports. En effet, il ne suffit
pas d’avoir un logement économe en énergie, il faut
également pouvoir limiter l’énergie dépensée dans
les déplacements, deuxième poste le plus énergivore
en France.
A.R Ombres et couleurs, fond fourni par l’Atelier Pascal
Gontier
2. Plan R+1 : compacité maximum
Lorsque l’on repère simplement la structure,
le plan laisse apparaitre une grande quantité
d’ouvertures.
Celle-ci sont indispensable pour garantir
l’efficacité de cette stratégie ainsi que la
satisfaction des locataires.
Par rapport aux autres projets, l’épaisseur
de l’enveloppe est ici significative. Celle-ci
contribue à une inertie thermique lourde
et donc à la ganrantie du confort en toutes
saisons.
Atelier Pascal Gontier
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De plus, le bâtiment de Pascal Gontier est labellisé Passivhaus56. Compte tenu des
exigences de ce label, la composition de l’enveloppe du bâtiment est ici
déterminante pour le succès de la stratégie.
Comme pour les exemples précédents, les données essentielles de l’opération
sont les suivantes :
Maîtrise d’oeuvre : Atelier Pascal Gontier
Maîtrise d’ouvrage : SIEMP (société immobilière d’économie mixte de Paris)
Date et lieu de construction : concours en 2006 et livraison en octobre 2010. Le
projet se situe sur l’îlot Fréquel-Fontarabie, Paris XXe.
Type de terrain : parcelle close et contrainte par des vis à vis, notamment au sud.
SCHON : 1640 m2
Type de logement : 17 logements en locatif social. Les appartements vont du
studio au T5. L’opération comprend également un local d’activité au RDC sur rue.
Indicateur de coût de construction : 3 300 000 millions d’euros sans l’espace vert
et 3 947 000 millions d’euros avec
Nombre d’étages du bâtiment : 6 étages pour le bâtiment situé à l’est et deux
étages pour celui à l’ouest
Spécificité de l’opération : ZAC Fréquel-Fontarabie
Matériaux utilisés : Structure primaire en voile béton (18 cm). Isolation par
l’extérieur en fibre de bois (24 cm) et 36 cm pour la toiture. Bardage bois en
mélèze et acier inoxidable coloré pour les murs extérieurs.
Réglementation de référence : RT 2005. L’opération est également labellisée BBC,
Passivhaus et Plan Climat57.
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L’opération de Pascal Gontier est composée de deux bâtiments. A l’inverse de tous
les autres bâtiments du corpus, celui-ci est très contraint par son site. Aucune
liberté n’est réellement laissée quand à l’orientation du bâtiment.
En effet, la seule façade sud disponible est masquée par l’ombre d’un bâtiment
existant.Les seules orientations disponibles sont celles situées sur les façades
nord.
La stratégie adoptée est donc de ce fait forcément différente des bâtiments
précédents. La démarche sur l’utilisation des ressources doit aller plus loin que le
seul choix des orientations cardinales.
Le bâtiment de logements proposé par Pascal Gontier est scindé en deux parties.
Les bâtiments ne comportent pas le même nombre d’étages. Celui situé à l’ouest
est à R+2 tandis que celui à l’est est à R+6. Cette différence est volontaire. Le
bâtiment à l’ouest ne reçoit que très peu d’apports énergétiques externes et se
situe la plupart du temps dans l’ombre. En revanche, le bâtiment à l’est profite de
la lumière du soleil venant d’ouest. Cette façade ainsi que celle au nord sont
56 Dans ce label, les besoins en énergie primaire doivent être inférieurs à 120 kWh/(m².an) dont
moins de 15 kWhénergie finale/(m²hab.an) sont consacrés au chauffage. De plus, l’étanchéité
à l’air est contrôlée et doit être inférieure à 0.15 m3/h.m2.. Enfin, ce label exige des matériaux
particuliers, conforme à celui-ci. Les consommations en énergie primaire étant très réduites, le
recours à une démarche bioclimatique est indispensable. www.passiv.fr
57 Le Plan Climat de la ville de Paris exite depuis le 1er octobre 2007. Ce Plan Climat vise
à réduire de 75 % les émissions de GES d’ici 2050 par rapport aux chiffres de 2004. Cette
réduction s’effectue à hauteur de 30% d’ici 2020.
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2
1. La ventilation naturelle dans les appartements
au R+1
Même si la ventilation naturelle n’est pas
recommandée dans ce type de logements à cause
de la VMC double flux, l’aération des logements reste
tout de même possible et facile à effectuer. Elle se
limite toutefois aux séjours. Aucun circuit à travers
l’appartement n’est mis en place car il risquerait de
comprommettre les performances du bâtiment.
2. La ventilation naturelle dans les
appartements au R+2
Le même principe de ventilation naturelle est
appliqué dans les autres étages du bâtiment.
Toutefois, les petits appartements sont
plus contraints et ne peuvent ventiler leur
séjour efficacement. Cependant, les risques
de surchauffe étant presque nuls, cette
contrainte n’est pas trop pénalisante.
A.R flèches, fond fourni par l’Atelier Pascal Gontier
A.R flèches, fond fourni par l’Atelier Pascal
Gontier
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dégagées de tout vis à vis. C’est pourquoi ce bâtiment comporte le plus d’étages.
Le choix d’avoir deux bâtiments et non un seul implique de perdre en compacité.
Cependant, même si la compacité est un atout pour l’inertie thermique, la
disposition en deux blocs permet d’augmenter le linéaire de façade et donc
proportionnellement les apports lumineux provenant du nord. De plus, la
compacité possède ses limites : avoir plus détages dans un même bâtiment
suppose d’avoir plus d’ascenseurs et donc proportionnellement plus de
consommations électriques.
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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Stratégiquement et compte tenu des faibles apports de chaleur dus à la lumière
du soleil, la compacité semble être la méthode la plus adaptée pour mener à bien
ce projet.
Les plans des appartements sont réduits aux surfaces minimales exigées en
logement social. Les petites surfaces permettent de chauffer plus rapidement et
également plus efficacement les appartements.
En revanche, si la compacité sous-entend très souvent un bâtiment très fermé, ici
il s’agit du contraire. Les façades sont largement ouvertes. Chaque chambre et
chaque séjour bénéficient de larges fenêtres en menuiserie bois/aluminium. Cette
solution permet évidemment de réduire au minimum les besoins d’éclairage, un
point clé de la RT 2012. De plus, les vitrages utilisés étant peu émissif et étanches
à l’air, ces surfaces ne posent plus de problèmes.
E
Il s’agit d’une démarche plutôt inhabituelle dans cette stratégie d’associer larges
ouvertures et compacité dans le logement. La forte contrainte en plan parait
moins difficile cependant si un réel effort est fait pour augmenter les apports
lumineux. La sensation de confinement souvent perçue dans ce type de logement
est éliminée.
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CONFORT D’ETE
La ventilation naturelle est possible dans les séjours puisque ceux-ci sont toujours
bi-orientés. En revanche, la petite taille des pièces ne permet pas d’en faire
réellement profiter à tout l’appartement.
Le principe des bâtiments compacts et particulièrement inscrits dans une
démarche passive est justement de recourir à des systèmes très performants. Ici,
la ventilation double flux58 a été appliquée. Il s’agit d’un type de ventilation qui
assure à la fois la ventilation et le chauffage des logements. Ce système est
complété par un puits canadien hydraulique qui assure un préchauffage de l’air
58 Ce système limite les pertes de chaleur inhérentes à la ventilation : il récupère la chaleur de
l’air vicié extrait de la maison et l’utilise pour réchauffer l’air neuf filtré venant de l’extérieur.
Un ventilateur pulse cet air neuf préchauffé dans les pièces principales par le biais de bouches
d’insufflation. Cet équipement est plus coûteux qu’une VMC simple-flux, mais il permet des
économies de chauffage importantes : en récupérant jusqu’à 70 % (90 % dans les systèmes
haute performance) de l’énergie contenue dans l’air vicié extrait et en profitant de la chaleur
dégagée par la cuisson ou la toilette.
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1. Façade depuis l’intérieur de la parcelle
Même si les logements possèdent de grandes
fenêtres, l’épaisseur de l’enveloppe leur confère un
caractère introverti. Les logements semblent très
profonds.
Stéphane Lucas
2. Les stores souples comme protection solaire
Ces simples stores suffisent à garantir le confort
d’été compte tenu des orientations cardinales du
bâtiment.
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3
3. La luminosité à l’intérieur des logements
Si depuis l’extérieur les logements semblent
introvertis, la sensation à l’intérieur est à
l’opposé. Les pièces sont toutes très bien
éclairées naturellement. Cet effet est accentué
par la petite surface des logements.
Dans ce projet les parties communes et les
salles de bains profitent également de la
lumière du soleil à hateur de 90 %.
Atelier Pascal Gontier
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en hiver et un rafraichissement de l’air en été.
Les façades sont d’ailleurs vitrées à hauteur de 24,6 % dans le projet contre 17%
de surface minimum dans la RT 2012. Ce projet, bien qu’inscrit dans des
conditions assez difficiles, apporte une qualité de vie incontestable pour les
occupants.
Même si les bâtiments ne bénéficient pas des meilleures orientations disponibles,
ils jouissent d’apports lumineux généreux. La surchauffe n’étant pas une
contrainte majeure, des simples stores extérieurs permettent de se protéger du
soleil.
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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2.3.2 Une technicité élevée
Dans l’intention de réduire au minimum les déperditions thermiques, les deux
bâtiments sont construits de manière indépendante. Le principe constructif est
relativement simple : pour éviter tout pont thermique, chaque élément est
autonome. Ainsi, les passerelles sont entièrement désolidarisées des bâtiments,
tout comme le sont les terrasses. Elles sont en structure acier contrairement aux
logements en structure béton.
Afin d’améliorer au maximum les performances, l’isolation est mise en œuvre par
l’extérieur. La structure est simple et conventionnelle, il s’agit de voiles de béton.
L’isolant utilisé est encore assez peu connu. Il s’agit de fibre de bois d’une
épaisseur de 26 cm en façade. Ce choix n’est pas anodin. Il provient des
recommandations du label Passivhaus en raison des bonnes performances
thermiques qui lui sont associés.
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DEMARCHE BIOCLIMATIQUE
Le projet fait appel aux énergies renouvelables. La production d’eau chaude
sanitaire provient, à hauteur de 40%, des cellules photovoltaïques installées sur le
toit.
Soucieux de vouloir pousser la démarche un peu plus loin, l’architecte fait
également appel à la géothermie et à l’installation d’un puits francilien59. Celui-ci
assure aussi bien le confort d’été que le confort d’hiver.
Une telle démarche est efficace du point de vue thermique et énergétique,
cependant, les espaces extérieurs ont été sacrifiés. Seuls quelques logements
situés au R+1 bénéficient de terrasses. Pourtant, puisque les appartements sont
compacts, Il paraît légitime de leur apporter un espace supplémentaire pour ne
pas nuire à leur confort. La solution de la compacité est malgré tout bien gérée
puisque la qualité des logements, au sens de l’équilibre entre une enveloppe
thermique performante et l’habitabilité n’est pas contestable.
La solution de compacité est celle qui est la plus souvent retenue pour respecter
la norme. Cependant, cette solution est trop souvent associée à de petites
ouvertures, pénalisant les apports bénéfiques du soleil et créant des logements
59 Le principe de cette installation est d’utiliser l’énergie géothermique du sol grâce à un fluide
caloporteur (eau sans ajout d’antigel). Elle est constituée d’un réseau de puits verticaux (ou
sonde géothermique) dans lesquels circule de l’eau échangeant avec la terre des calories, en
hiver, et des frigories en été. L’action d’un simple circulateur permet de transférer ces calories
ou ces frigories vers plusieurs batteries aérothermes situées entre les prises d’air.
70
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
Pascal Gontier, Paris, Passivhaus RT 2012
ENERGIE
triple vitrage peu émissif menuiseries bois/alu
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Nord
Apports solaires externes
faibles
Type de chauffage
puit francilien, géothermie
DEMARCHE BIOCLIMATIQUE
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Répartition des ouvertures
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Ventilation naturelle
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Type de vitrage utilisé
Isolation extérieure
Traitement des ponts thermiques
Par rupteurs de ponts thermique/désolidaristaion des dalles
Système utilisé et efficacité
VMC mécanique double flux A
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Type d'isolation et mise en œuvre
Performances d'étanchéité à l'air
Conforme Répartition des consommations
Poste principal chauffage
Total consommé
49,8 kWh/m2/an Recours aux énergies renouvelables
ECS solaire pour 40% des besoins
Orientations cardinales
Nord est/Nord ouest
Utilisation de ressources disponibles
Solaire et géothermie
Organisation des pièces
en bloc compact
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VENTILATION
Stores extérieurs ES
CONSTRUCTION
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Protection solaire
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Catégorie du bâtiment (CE1 ou CE2)
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Catégorie au bruit
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LOCALISATION
Zone géographique selon RT 2012
CRITERES HORS DE LA RT 2012
ENVIRONNEMENT
QUALITE DES LOGEMENTS
Prise en compte impact bâtiments
impact du bâtiment au sud : façade aveugle
Raccord aux réseaux de transports
métro et bus
Parcelle isolée
intégrée dans la ZAC Fréquel/Fontarabie
Stratégie pour les plans
Compacité maximale
Présence d'espaces extérieurs
Terrasses uniquement pour les logements au R+1
Eté Equipements et services
Commerces de proximité
IMPLICATION DES HABITANTS
Nécessité d'un guide Oui, systèmes très sensible au mode d'utilisation
BENEFICES DE CETTE SOLUTION
quels avantages ?
Très économique
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Période d'utilisation et modularité
ACTIVITES DISPONIBLES
Critères d’analyse hors enveloppe pour le
bâtiments de 17 logements à Paris
Ce premier tableau révèle une démarche
bioclimatique soignée, comme pour les autres
projets présentés dans cette partie. Il fait également
état des nombreuses techniques présentent dans
ce projet par rapport à celui de KOZ, Courbevoie où
la réussite de la stratégie reposait sur la démarche
bioclimatique.
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CRITERES RT 2012
A.R, d’après les critères formulés à partir de l’étude
de la réglementation thermique 2012 et de ceux,
additionnels, indispensables mais faisant défaut dans
cette même réglementation. Le choix et la formulation
de ces critères sont répertoriés et expliqués en annexe 6.
71
Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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inconfortables. Cette image provient surtout de la répétition de bâtiments
négligeant la démarche bioclimatique et interprétant mal les réglementations
thermiques.
Une réussite associé aux équipements techniques et à la démarche
bioclimatique
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La stratégie de la compacité est celle qui est actuellement la plus utilisée pour les
bâtiments basses consommations. Celle-ci à présente l’avantage de pouvoir être
mise en œuvre aussi bien dans un site très contraint que l’inverse.
Pour ce bâtiment de 17 logements, la démarche bioclimatique est controversée :
la façade sud est inutilisable. Les seules façades disponibles sont celles au nord est
et nord ouest. Cette contrainte a priori du projet oblige à développer une
réflexion fine sur les façades disponibles.
Ainsi, même s’il s’agit de la solution la plus courante, il s’agit également de celle
nécessitant les détails et les réglages les plus aboutis pour ne pas réaliser un
bâtiment énergivore. Cette stratégie doit prendre en compte beaucoup plus de
paramètres que ceux décrits dans la RT 2012. Ici, les usagers vont jouer un rôle
déterminant dans la bonne gestion énergétique. De même, les matériaux utilisés
doivent être choisis minutieusement en fonction de leurs performances.
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2.3.3
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A cause de ce site fortement contraint, les performances énergétiques seront
pour la plupart dues aux équipements mis en œuvre. Cependant, et ce n’est pas le
cas de la plupart des bâtiments actuels, une réflexion sur les apports solaires à été
fortement maîtrisée. En effet, ici la compacité a été atténuée par la décomposition
du projet en deux bâtiments. Cette décision permet d’avoir plus de linéaire de
façade avec des orientations différentes et donc des apports lumineux plus
généreux, comme à Courbevoie. De plus, cette décision est cruciale au niveau des
consommations énergétiques : rassembler les deux bâtiments en un seul aurait
augmenté les consommations de tous les postes car de fait, les appartements
auraient été mono orientés pour la plupart et bi-orientés pour certains.
L’architecte fait donc ici usage de la compacité de manière raisonnée.
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De plus, la compacité est souvent associée à des bâtiments fermés, repliés sur
eux-mêmes. Pourtant, les grandes ouvertures sont indispensables pour
agrémenter les appartements possédant tous des pièces de taille modeste. Ainsi,
une grande fenêtre dans une petite chambre de 9m2 permet tout au long de
l’année d’éviter au maximum le recours à la lumière artificielle ainsi qu’au
chauffage par le facteur solaire apporté et l’usage de triple vitrage à lame d’isolant
intégré. Cette stratégie fonctionne dans ce cas puisque le bâtiment n’est pas
dépendant d’un système de refroidissement tout au long de l’année comme
l’exemple précédent.
Un des points sensible de la stratégie de la compacité est le recours à des
matériaux couteux. De plus, cette contrainte est d’autant plus présente qu’il s’agit
72
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
Paris, 17 logements ZAC Fréquel-­‐Fontarabie
Sores installés
Même traitement que les autres façades
Composition de l'enveloppe
Voile béton (18 cm), isolation fibre de bois (24cm), bardage bois mélèze et acier inoxidable coloré
Composition des planchers
Plancher bas, dalle de béton (20 cm), isolation len polystirène extrudé (30 cm) Planchers intermédiaires dalle de béton (20 cm)
Type de menuiseries utilisé
Qualité d'inertie mise en jeu
très lourde au quotidien
surchauffe en intersaison
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non
Utilisation de plus de 3 sources d'énergies renouvelables
Deux sources : géothermie et solaire
Retours sur les consommations énergétiques
49,8 kWh/m2/an prévus. Cependant, une mauvaise utilisation de la part des habitants peut fausser cette valeur
Informations suffisantes pour les utilisateurs
Mauvaise sensibilisation
Risque d'ouverture prolongée des fenêtres avec VMC DF
Oui, problème très présent
Températures de chauffages observées trop élevées
Régulées
Hauteur sous plafond réduite à cause des isolants
2,50 m Le bâtiment n'a pas de contraintesde hauteurs particulières
vis à vis du PLU
Origine de la performance : équipement ou bioclimatique ?
équipement et enveloppe
Utilsation de mousse PUR (durabilité non attestée)
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Critères d’analyse de l’enveloppe pour le
bâtiment de 17 logements à Paris
Bien que les matériaux utilisés pour l’enveloppe
soient courants, c’est grace à cette composition que
le bâtiment atteint d’aussi bonnes performances. En
revanche, le recours aux équipements techniques
perfectionnés est indispensable pour satisfaire les
exigences de la réglementation thermique.
Dans cette stratégie, les appartements sont
comparables à des petites machines et nécessitent
donc un apprentissage et un guide d’utilisateur pour
les locataires.
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Fibre de bois (36 cm)
Menuiseries bois/aluminium, triple vitrage (VIR) à lame d'argon isolante intégrée M
Isolation de la toiture
Panneaux solaires mal positionnés
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QUALITE D'USAGE
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Traitement des façades ouest et est
Barrières/palissades sur les balcons : masques solaires
POSITIONNEMENT
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Prévues mais non installées
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USAGES
Traités par rupteurs de ponts thermiques
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THERMIQUE
Traitement répondant aux exigences Effinergie
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PROTECTION SOLAIRE
Isolation sous les seuils de porte d'entrée
Isolation sur tout le pourtour nez de dalle
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PONTS THERMIQUES
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ENVELOPPE
A.R, d’après les données techniques fournies par l’Atelier
Pascal Gontier et les critères formulés personnellement
à partir de l’étude de la réglementation thermique 2012
et de ceux, étant souvent insatisfait dans le rapport
des retours d’expériences dans les bâtiments à basse
consommation & risques de non qualité, résultats 2011,
juin 2012.
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ici de logement social s’inscrivant de fait dans un budget contraint. Le problème
de cette stratégie est donc qu’elle ne laisse plus de place aux espaces extérieurs
que l’on pouvait voir dans les autres exemples. Même si dans ce projet quelques
appartements bénéficient encore de terrasses privatives, la majorité n’en a pas. La
question des balcons ou autres espaces extérieurs est d’ailleurs très controversée
dans ce type de solution. Il ne s’agit plus du problème de ponts thermiques qui
peuvent être traités simplement, mais plutôt de l’ouverture possible et prolongée
des baies vitrées donnant sur le balcon. En effet, les bâtiments utilisant la
compacité sont de véritables machines nécessitant une mise en marche
rigoureuse. Elles utilisent beaucoup d’équipements techniques tels que les puits
francilien, les panneaux solaires et aussi très fréquemment des ventilations
mécaniques double flux qui sont totalement incompatibles avec une ouverture
prolongée du logement. Comme les usagers sont en général mal renseignés et
pas prêts à changer leurs habitudes de vie, l’intégration d’un balcon pourrait
fortement nuire aux dépenses énergétiques d’un bâtiment.
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Trois stratégies face aux réglementations thermiques de 2000 à 2012
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La stratégie de la compacité est celle qui paraît la plus évidente mais nécessite
pourtant une forte implication de la part de tous les acteurs pour garantir son
succès. Dans tous les bâtiments soumis à un retour d’expérience, c’est dans
ceux-ci que le plus grand nombre de non-qualités60 apparaît. De plus, la grande
concentration sur l’enveloppe du bâtiment réduit fortement la stratégie des plans,
si toutefois il y en a une quelconque.
60 Après la construction de nombreux bâtiments BBC et la prise de conscience de nombreuses
erreurs récurrentes dans le domaine, l’agence qualité construction à lancé en 2010 une
étude spécifique sur les retours d’expérience de ces bâtiments. Il s’agit du « Rapport des
retours d’expériences dans les bâtiments à basse consommation & risques de non-qualité »,
résultats 2011, juin 2012 ou rapport REX BBC, complété et mis à jour au fur et à mesure des
constructions.
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Confrontation des différentes
stratégies entre elles
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Les analyses précédentes montrent le caractère exceptionnel de chaque
réalisation. Chacun des bâtiments respecte au mieux les critères de la RT 2012.
La partie précédente portait sur l’analyse de chaque stratégie proposée en
fonction des critères élaborés pour la RT 2012. A partir des constats et des
conclusions tirées sur chacune des stratégies, cette troisième partie s’attache à la
comparaison des différentes stratégies et l’origine de l’orientation du choix de
conception architecturale.
Les analyses précédentes font toutes états de faiblesse par rapport à la notion et
l’attention portée au territoire. Celui-ci n’est pas absent de ces stratégies mais se
limite souvent au strict minimum : orientations cardinales et vis-à-vis. Pourtant, le
territoire est le préalable le plus important à tout projet. Il guide et influence la
totalité de la conception architecturale. C’est lui qui influence les choix
fondamentaux d’une stratégie par rapport à une autre.
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La poursuite des analyses de chacune des stratégies se fera donc au moyen de
critères hors RT 201261.
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A partir des observations et des conclusions tirées précédemment, les stratégies
de l’expansion et de la compacité seront comparées ensemble puisqu’elles
utilisent les mêmes outils de conception.
Les deux catégories situées dans la stratégie de la façade habitée seront
également comparées ensemble afin de comprendre quels paramètres
influencent le choix de l’une ou l’autre catégorie.
61 Voir la liste complète des critères RT 2012 et hors RT 2012 en annexe 6
L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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1. Coupe détail transversale sur le projet Les
Nids
Les décrochés apportés par les boîtes apportent
de l’intimité aux habitants. Cette composition
permet d’éviter l’ajout de dispositif occultant
devant les fenêtres et donc de garantir un
confort en toutes saisons.
Optimistic architecture 2010, éditions de la French
Touch, 2010, projet n°34
2. Les Nids depuis la rue menant au tramway
Les découpes du bâtiment ainsi que les couleurs
choisies par les architectes sont une réponse
adéquate au site.
A.R
3
3. Coupe transversale sur les deux bâtiments
de Pascal Gontier
Le choix d’une façade lisse est approprié
sur ce site plein nord. En effet, l’épaisseur de
l’enveloppe apporte dejà des ombres dans les
appartements, celles-ci ne doivent pas être
accentuées.
Atelier Pascal Gontier
4. Le bâtiment depuis le passage Fréquel
Les terrasses sur le toit du local d’activité
permettent d’intégrer des baies vitrées dans
les appartements les moins lumineux et ainsi
augmenter leurs apports solaires.
Stephan Lucas
4
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Confrontation des différentes stratégies entre elles
Confrontation des stratégies de l’extension et de la
compacité
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3.1.1 A chaque site sa stratégie
Dans ces deux sites, la stratégie choisie est surtout déterminée par la place et les
ressources disponibles pour le projet. Ainsi, la solution de l’extension nécessite
une façade sud totalement libre, sans aucune ombre portée tandis que la
compacité convient très bien aux sites contraints.
Si la stratégie de l’extension doit pouvoir profiter pleinement d’un site dégagé,
c’est également parce que celle-ci produit des masques et des ombres portées. En
effet, chaque décroché est susceptible de nuire aux bâtiments environnants.
Tandis que le bâtiment accroit sa performance énergétique, il est susceptible de
rendre ses voisins plus énergivores. Dans la stratégie de la compacité, ce
problème est moins présent. Le seul danger réside dans la hauteur du bâtiment
bien que celle-ci soit contrainte par le PLU.
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3.1
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Quelque soit la décision choisie, le raccord au réseau de transport est
indispensable. En effet, aucune mesure n’est prise dans la RT 2012 et pourtant, il
s’agit du deuxième poste le plus consommateur d’énergies après le bâtiment62. Il
paraît donc futile de mettre tant de moyens et de déployer tant d’efforts pour
économiser les énergies si ce gain effectué dans le domaine du bâtiment disparaît
dans celui des transports. De ce point de vue là, les deux stratégies bénéficient de
l’avantage de leur site. La question n’a pas été posée car ils sont en milieu urbain
dense. Toutefois, dans les sites utilisés pour la stratégie de la façade habitée, cette
question se pose et doit être réglée parfaitement, au même titre que les critères
normatifs. Cette problématique est directement liée à celle des activités
disponibles. Si celles-ci sont à proximité, elles peuvent aider à tolérer un
changement de mode de vie imposé par une stratégie notamment celle de la
compacité. Cette stratégie élimine les espaces extérieurs de la plupart des
logements et contraint leur taille mais le contexte parisien offre une diversité
d’activités non négligeable. Cette même stratégie aurait moins été appréciée à
Courbevoie. Certes ce site n’est pas dépourvu de moyens de transports, mais
l’éloignement par rapport à la ville rend le nombre d’espaces extérieur très
appréciable pour les activités des occupants. Ceux-ci permettent de ne pas avoir à
se déplacer.
Bénéfices d’une solution par rapport à l’autre
Dans chacun des cas, les habitants profitent de grandes fenêtres et du maximum
d’apports lumineux. Cependant, la compacité impose plus de rigueur face au
comportement des habitants. Pour la bonne réussite de la stratégie, les habitants
doivent respecter au maximum les consignes imposées par les systèmes mis en
place. Ces mesures sont d’autant plus mal vécues que la ventilation double flux
3.1.2
62 En 2009, la consommation énergétique se répartie de la façon suivante : 44% pour le
bâtiment, 32% pour le transport, 21% pour l’industrie et 3% pour l’agriculture. Chiffres donnés
par le ministère de l’Ecologie, du développement durable, des transports et du logement.
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L’influence des réglementations thermiques sur la conception architecturale · Audrey Rocher
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Cependant, dans le contexte actuel et futur, la stratégie de la compacité semble
être la plus apte à fournir des bâtiments BEPOS63. Il s’agit pourtant d’une approche
qui valorise la technique : « approche fonctionnaliste »64. La stratégie de la
compacité est en effet plus apte à créer une seconde nature artificielle si l’on
écarte la démarche bioclimatique présente dans le bâtiment de Pascal Gontier. Le
problème de cette approche est qu’elle ne tient pas compte du long terme dans
l’appréciation des risques. Le savoir-faire et les enseignements traditionnels d’une
démarche bioclimatique sont écartés. Ces équipements, bien qu’efficaces,
amputent une partie du budget consacré au logement social. L’intégration de
ceux-ci se fait donc au détriment d’espaces d’agréments dans le logement (espace
extérieur, pièce en plus, etc.). Ainsi, si les performances du bâtiment de KOZ à
Courbevoie sont plus faibles, celui-ci permet de concilier bioclimatisme et
équipements.
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impose un mode de vie confiné qui n’est pas actuel.
L’adoption de l’une ou de l’autre stratégie suppose soit une restructuration du
mode de vie des habitants ou bien le prolongement des habitudes actuelles, dans
le cas de l’extension.
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Le choix de la stratégie ne se fait pas uniquement par rapport au résultat final sur
les consommations. En effet, ces résultats sont soumis aux variations de beaucoup
de paramètres. Il est donc essentiel de ne pas s’arrêter aux recommandations de
la RT 2012. Ces deux stratégies constituent des innovations65, dans le sens ou il
s’agit de solution de mise en œuvre non encore testées sur le chantier. Pour
pouvoir juger de la qualité d’une stratégie il est indispensable de s’intéresser au
bâtiment et sa mise en marche depuis la période de chantiers jusque dans les
années qui suivent sa réalisation. Le choix d’une stratégie ne peut donc pas être
effectué depuis des retours d’expériences car ces documents sont souvent
incomplets. C’est pour cette raison qu’il est essentiel de considérer ces exemples
en tant que stratégies qui peuvent être modifiées et non des modèles figés.
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3.1.3 Conclusion sur ces deux stratégies
Dans les deux stratégies, les questions constructives sont traitées de la même
manière. La réglementation thermique n’implique a priori pas de grands
changements dans ce domaine.
Dans les deux cas, la stratégie proposée est efficace puisqu’elle se concentre sur
les postes vraiment essentiels au projet. Les deux stratégies ne cherchent pas à
traiter de manière égalitaire toutes les exigences de la réglementation thermique.
La labellisation de ces deux opérations, THPE et Passivhaus reflète par ailleurs
l’implication des architectes sur les postes servant le projet.
Cependant, la stratégie de la compacité paraît moins soumise aux variations
63 La future RT 2020 vise à construire des bâtiments à énergie positive. http://www.
developpement-durable.gouv.fr, rubrique plan climat
64 Magnaghi Alberto, Le projet local, Mardaga, Sprimont, 2003
65 Les entretiens de Chaillot, propos construits, Conférence de Nicolas Michelin, cité de
l’architecture et du patrimoine, 22 mai 2006
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externes au projet. Dans ce cas, l’inertie thermique est relativement stable du fait
de la composition de l’enveloppe. La stratégie de la compacité à tendance à
vouloir uniformiser au maximum l’ambiance thermique des logements. Le sens
thermique66 n’existe pas, pourtant, « le maintient de la chaleur ou de la fraîcheur
fait partie de la quotidienneté des activités humaines et participe d’un plan
culturel presque inconscient. Ces activités sont si bien intégrées que l’on ne
remarque plus leur caractère singulier en réponse au besoin thermique. »67 Ainsi,
le stress thermique n’est pas considéré comme défavorable du moment qu’il se
contient dans des limites de confort acceptables propre à chaque habitant. « Il est
contre nature de vouloir créer un environnement uniformisé en température »68.
La Tic, devrait par ailleurs être plus précise sur la notion de confort d’été afin de
guider au mieux la conception sur ce point.
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Enfin, dans la stratégie de l’extension, il est important que les habitants se rendent
compte de la minutie de la conception et n’ajoutent pas d’écrans sur les balcons.
Ces protections visuelles créent des masques et nuisent à la luminosité des
appartements calculée dans la réglementation thermique. En effet, les
performances sont toujours calculées de manière théorique mais rarement
contrôlées quelques années après la construction du bâtiment. Il est donc
important dans chacun des cas que les habitants prennent conscience que leurs
modes de vie peuvent compromettre à plus grande échelle les bonnes
performances énergétiques du bâtiment.
La stratégie des façades habitées partiellement et dans leur
ensemble face aux deux précédentes
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3.2.1 Des sites spécifiques, différents de ceux de l’extension et de la
compacité
Par rapport aux deux stratégies précédentes, celle-ci accorde encore plus
d’attention au site. Les apports solaires conditionnent tout le projet. Il est
indispensable de les mesurer et de les quantifier. Cette condition préalable
garantie le succès de l’opération. Cette stratégie est représentée par deux
catégories : le local (ou partiel) et le global :
- Pour le local, l’exemple situé à Renne se trouve dans un site moins ensoleillé que
celui de Lyon. Les températures sont également différentes, il ne fait pas très froid
mais elles restent moins favorables qu’à Lyon. Ici, il s’agit essentiellement de se
concentrer sur les besoins de chauffage.
- Dans l’exemple du global, le site est très exposé au soleil. De plus, les
températures sont plus élevées qu’à Renne. Ici, il s’agit essentiellement de limiter
les surchauffes. La ventilation domine par rapport au chauffage.
Dans cette stratégie, le choix du local ou du global est donc soumis directement
aux besoins fondamentaux.
66 Voir Heschong Lisa, Architecture et volupté thermique, Marseille, Parenthèses, 1981 (1979),
chapitre volupté
67 Ibid, chapitre affection
68 Ibid, chapitre nécessité
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1. Plan d’étage courant des trois bâtiments
composant le projet Solaris
Les oriels et loggias, repérés en gris sur le
plans révèlent l’efficacité de la stratégie
utilisée. Ces quelqques éléments de 8m2 au
maximum et de 5m2 en moyenne assurent le
confort de tout le bâtiment. Cette stratégie
démontre que l’économie de moyens peut
parfaitement fonctionner et produire des
bâtiments respectueux des réglementation
thermiques tout en ne sacrifiant pas la qualité
des appartements.
Christophe Le Gac, Manuelle Gautrand architect,
Australie, The image publishing group, 2005
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Dans les deux cas, l’étude du territoire est plus élaborée qu’une simple attention
aux orientations cardinales comme précédemment. Ici, la mauvaise utilisation du
bâtiment par l’habitant n’est pas un facteur qui peut nuire aux performances
énergétiques puisque ce dernier est lui même le créateur de son confort. Cette
stratégie permet d’instaurer un équilibre entre l’habitant et son milieu. Dans les
exemples précédents, les occupants se contentaient d’habiter passivement dans
le bâtiment en respectant quelques consignes. Ici, l’habitant choisit son propre
mode de vie. Chaleur et ventilation dépendent entièrement de sa propre notion
de confort et non de systèmes mécaniques.
Dans cette stratégie, il suffit que l’objet thermique soit exposé au soleil. Dans le
cas de Renne, le soleil au sud est indispensable, la façade doit être complètement
dégagée. A Lyon, la stratégie est moins exigeante, il suffit au minimum qu’une
façade soit bien ensoleillée.
Ainsi, la stratégie de la façade habitée localement souffre du même problème que
celle de l’exptension : elle suppose un territoire peu contraint, rare en milieu
urbain. Tandis que le global est moins impacté par un vis à vis puisque la chaleur
circule dans la double peau.
Dans les deux cas, les logements ne possèdent pas le même degré d’évolution :
- Dans le premier cas, le bâtiment est complètement figé. Il est impossible de faire
évoluer les activités ou la destination des pièces. Le bâtiment suit strictement son
programme.
- Dans le deuxième cas, la liberté donnée s’apparente à celle des logements
inscrits dans la stratégie de l’extension. L’espace entre les deux enveloppes
permet une diversité d’activités
Quoiqu’il en soit, dans les deux cas, transports et activités sont bien moins
représentés sur ce territoire. Il s’agit, là aussi d’une dimension qui n’a pas été
traitée comme dans les cas précédents. Seul le cas de Lyon Confluence révèle une
attention avec la création d’activités au sein de cette grande zone
d’aménagement. Toutefois, elle n’a pas de relation avec la stratégie employée
pour ces logements.
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3.2.2 Bénéfices de cette stratégie par rapport aux autres
Comme pour la stratégie de l’extension, les logements de Tania Concko à Lyon
offrent une qualité supérieure d’habitat. A Renne, cette qualité est limitée mais
l’originalité et la place de cette pièce thermique assurent tout de même la qualité
du logement.
Dans chaque cas, l’hypercontextualisation des bâtiments permet l’osmose avec le
climat. A l’inverse des deux solutions précédentes, il ne s’agit pas de laisser les
habitants passifs mais plutôt de leur confier la mission du bon équilibre
thermique. L’utilisation de la technique dans ces projets est pensée pour
«redonner à la nature l’équilibre qu’on est en train de lui prendre. »69 Cette
stratégie associe habilement l’homme et la nature.
69 Les entretiens de Chaillot, propos construits, Conférence de Nicolas Michelin, cité de
l’architecture et du patrimoine, 22 mai 2006
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Dans celle-ci, les erreurs humaines produites, en ne ventilant pas assez
l’appartement par exemple (global) ou en occultant l’oriel (local) auront des
conséquences directes sur l’habitant, provoquant son inconfort thermique. Il
s’agit ici de mécanismes plus intuitifs que dans les solutions précédentes.
Par exemple, à Courbevoie, l’occultation du balcon stoppe en partie les apports
solaires. Face à ce problème, les habitants auront plutôt tendance à allumer la
lumière si besoin plutôt que d’enlever leurs installations.
A Paris, dans les logements compacts, la ventilation n’étant pas perçue
visuellement70, les habitants auront tendance à ouvrir leurs fenêtres pour sentir
un courant d’air alors que cette pratique est incompatible avec le système de
ventilation mis en place. Dans ces deux cas, les conséquences sont lourdes sur
l’augmentation des consommations énergétiques.
La stratégie de la façade habitée évite ces problèmes. En effet, que ce soit dans le
local ou le global, l’occultation de l’oriel n’a jamais été constatée puisque sa
position même fait qu’elle n’affecte jamais l’intimité des occupants. De plus, toute
tentative est vaine puisque dans les deux cas, le vitrage est amovible. Si les
habitants n’ouvrent pas cette pièce, ils sont directement affectés par des
conditions thermiques défavorables du à l’échauffement solaire. Intuitivement, ils
ouvrent ces pièces pour évacuer la chaleur. Le risque de surconsommations
énergétiques est donc très faible : si les habitants ont froid, ils vont fermer ces
pièces. S’ils ont besoin de lumière, ils vont naturellement se diriger vers les
espaces éclairés. Ici, la stratégie de la façade habitée joue plus sur le facteur
humain et leur sens thermique71 plutôt que sur la technique et l’exploitation
maximale des ressources disponibles.
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Cette stratégie se concentre uniquement sur les besoins réels d’un site donné.
Plutôt que de balayer les postes et les exigences attendues par la réglementation
thermique, cette stratégie identifie le poste clé pour le bâtiment. A partir de ce
constat, la stratégie entière repose sur ces études. Elle ne traite donc pas tous les
postes avec la même attention, mais elle a le bénéfice de s’accorder pleinement
une réflexion sur l’essentiel et de traiter le reste de manière superficielle. Ici, il n’est
pas question de contenter la norme.
Comme pour la stratégie de la compacité, les habitants sont directement
impliqués dans la bonne gestion énergétique du bâtiment. Toutefois, dans la
compacité, ces mesures sont plutôt perçues comme des contraintes
supplémentaires. A l’inverse, dans la stratégie de la façade habitée, il n’est pas
question d’une liste de mesures correctrices à l’égard des habitants. Il s’agit
seulement d’une modification du mode de vie en fonction des variations
climatiques extérieures. Ce changement et la participation qu’elle induit sont alors
mieux acceptés puisqu’ils sont naturels. Cette stratégie reprend et fait appel à nos
sens.
70 Voir le chapitre affection sur l’association de la qualité thermique à un objet, Heschong Lisa,
Architecture et volupté thermique, Marseille, Parenthèses, 1981 (1979)
71 Voir Heschong Lisa, Architecture et volupté thermique, Marseille, Parenthèses, 1981 (1979),
chapitre volupté
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3.2.3 Conclusion sur l’ensemble des stratégies
Dans tous les cas, les aspects constructifs sont semblables. Les techniques
utilisées ne varient presque pas. Seule la position de l’isolant, intérieure ou
extérieure est remise en cause par la RT 2012. Dans le cas des bâtiments de Pascal
Gontier et de Tania Concko, l’enveloppe est cependant plus étudiée. Les matériaux
utilisés permettent de réduire les déperditions thermiques et donc de limiter le
facteur Ubât.
Au niveau des protections solaires, ce point est toujours traité. En revanche, si les
ouvertures sont plutôt généreuses dans les stratégies de l’extension et de la
compacité, elles sont ici plus limitées. Dans le cas du bâtiment de Tania Concko,
seulement 1/5 de la surface de la façade est vitrée, ce qui est moins que la valeur
seuil minimale de 1/6 de la RT 201272.
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Par rapport aux deux stratégies précédentes, l’inertie thermique n’est pas assurée
de la même manière. Il s’agit bien sûr de limiter les amplitudes mais elles peuvent
varier fortement d’un appartement à l’autre. Alors que dans le cas de la
compacité, c’est l’inertie d’absorption qui était la plus importante et la plus à
surveiller, ici, c’est l’inertie de transmission73 qui joue un rôle majeur. C’est grâce à
elle que tous les dispositifs mis en place peuvent fonctionner. Cette inertie est
d’autant plus importante que l’inertie d’absorption est ici sous le contrôle exclusif
des habitants.
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La stratégie de la façade habitée est donc très simple par son organisation en plan
mais inversement plus complexe à satisfaire. Ici, elle est essentiellement basée sur
un facteur non contrôlable : les habitants. Dans les simulations effectuées pour la
réglementation thermique, le calcul de Cep bât est réalisé dans les meilleures
conditions possibles du bâtiment. Le facteur habitant en est donc totalement
exclu.
Cette exclusion peut être comprise comme une négligence de l’impact réel dans
la plupart des productions de bâtiments. Cependant, ce facteur est réellement
influant dans le calcul de la Tic. Pourtant, là encore, il est absent74, et cela depuis
l’instauration même de la notion de confort d’été dans la réglementation
thermique. Pourtant, les performances énergétiques du bâtiment et ses choix de
conception son directement associés à ces facteurs.
Dans le cas des façades habitées localement et globalement, la démarche
bioclimatique est obligatoire. Cette simple démarche ne suffisant pas, elle
combine alors techniques et enseignements vernaculaires. Elle présente
l’avantage de mettre inconsciemment des garde-fous là où certaines stratégies
pourraient recourir uniquement à la technique. « On a trop tendance à confondre
avec des problématiques de capteurs, de techniques, qui n’ont pas grand intérêt,
72 Voir Dimitri Molle et Pierre Manuel Pahy, RT 2012 et RT existant, réglementation thermique et
efficacité énergétique, Paris, Eyrolles, 2011
73 Voir les schémas en annexe 7 sur les différents types d’inerties dans le bâtiment
74 Voir Cardonnel ingénierie, « Pour une réglementation énergétique équilibrée », 31 mai 2010
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De toutes les stratégies étudiées, il s’agit de celle qui fait ressortir aux mieux les
trois sphères de la durabilité : économie, société et environnement. Les deux
autres stratégies, bien qu’elles l’intègrent implicitement, peuvent assez vite
s’écarter de ces dimensions. Il s’agit en définitive de la stratégie qui offre à la fois
de bonnes performances énergétiques et le moins de risques d’échec de
conception à condition de bien étudier et maitriser le site sur lequel s’implante le
projet.
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que tous le monde sait faire et d’ailleurs que tout le monde est obligé de faire. »75
75 C’est quoi l’architecture durable ? Interview d’Edouard François menée par Déborah Antonat
pour les Ecofaubourgs, mai 2011
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Dans chacune des stratégies précédentes, une seule dimension préalable et
indispensable au bon fonctionnement du projet doit être prise en compte : le
territoire.
En effet, pour la conception d’un bâtiment, l’architecte ne peut ignorer le site sans
être obligé de recourir à des équipements techniques pour satisfaire les exigences
normatives.
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Ce détachement vis à vis du site, compte tenu des conditions budgétaires du
logement social et son inévitable recours à des technologies coûteuses, ne peut
s’effectuer. Une prémisse à toute stratégie est donc celle de
l’hypercontextualisation76 de tout projet. De plus, sans être obligatoire, la RT 2012
préconise largement le recours à une démarche bioclimatique. Par ailleurs, la
définition du territoire la plus précise et la plus juste est donnée par Alberto
Magnaghi « Elle (le territoire en tant qu’œuvre d’art) est le produit d’un dialogue
poursuivi entre des entités vivantes, homme et nature, dans la longue durée de
l’histoire »77. Le site du projet ne se limite pas aux simples limites parcellaires, mais
doit bien prendre en compte tout un paysage, susceptible de changer et
d’influencer les consommations énergétiques. Par exemple, si à l’avenir, un
bâtiment s’implante devant la façade sud du bâtiment de KOZ à Courbevoie,
celui-ci ne sera alors plus en mesure de fournir de bonnes performances
énergétiques. La dimension évolutive des projets est rarement prise en compte
dans chacune des stratégies.
Par ailleurs, la définition du territoire implique que les stratégies ne peuvent
ignorer les habitants. C’est d’ailleurs le constat ressortant de la stratégie de la
façade habitée. Ces projets ne peuvent et ne doivent pas fonctionner sans les
habitants.
Toutes les stratégies ici étudiées sont exemplaires par leur bon usage du territoire.
76 Voir la référence au projet de logements à Nantes et sa réflexion sur les vues et le soleil, Les
entretiens de Chaillot, propos construits, Conférence de Nicolas Michelin, cité de l’architecture
et du patrimoine, 22 mai 2006
77 Voir la préface in Magnaghi Alberto, Le projet local, Mardaga, Sprimont, 2003
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Cependant, elles restent encore exceptionnelles. Malgré ces bons exemples, la
production actuelle de bâtiments dans le cadre de la réglementation thermique
reste cantonnée à celle-ci. Tous ces bâtiments singuliers sont révélateurs d’une
qualité d’habiter78 qui se dégrade de plus en plus.
La dimension territoriale étant totalement absente de la réglementation
thermique, elle ne recueille que rarement l’attention qu’elle mérite de la part des
acteurs du projet. Malgré son renforcement et son remaniement tous les cinq ans,
la réglementation thermique ne constitue pas une solution efficace aux
problèmes environnementaux. La réglementation est d’ailleurs plus perçue
comme une mesure sectorielle et correctrice alors qu’elle devrait amorcer une
remise en question profonde de notre manière de produire du logement dans un
contexte de crise environnementale.
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Par ailleurs, la dénomination même, réglementation thermique, n’est pas
appropriée. Elle regroupe beaucoup plus de postes. « On parle tous de
réglementation thermique du bâtiment, mais en fait cette réglementation
représente beaucoup plus et évoque à la fois l’énergie, l’environnement et
l’économie. La notion même de RE 2012 soit réglementation énergétique serait
plus judicieuse »79 Cette précision est d’autant plus importante qu’au fur et à
mesure, la réglementation thermique tend à intégrer d’autres postes. En 2020, il
est d’ailleurs prévu que tous les bâtiments neufs soient Bepos alors même que les
objectifs de la RT 2012 sont difficilement atteints !
Face à ce contexte normatif toujours plus contraignant, les stratégies développées
devront être de plus en plus minutieuses en tout point.
Par ailleurs, la division en deux catégories la production architecturale par la
norme n’est pas un hasard. Il y a d’une part les productions sans stratégie et
perdues dans le contexte normatif et celles qui réintègrent le rapport au paysage
et ses bénéfices. Cette deuxième catégorie se tourne vers les enseignements
vernaculaires en travaillant la relation avec le site. « Les bâtiments peuvent être
considérés comme un moyen de modifier un paysage en vue de créer des
microclimats plus favorables (…) les traditions de la construction vernaculaire
expriment une adaptation thermique particulièrement sophistiquée »80 On peut
donc supposer que les futures stratégies, quelles soient nouvelles ou bien un
approfondissement de celles présentées dans le mémoire, feront usage
d’avantage des traditions et des savoir-faire locaux. Il reste désormais à savoir
comment la norme et la tradition peuvent se rejoindre dans ce contexte afin de
produire un bâti performant énergétiquement bien que les deux n’utilisent pas
les mêmes instruments de mesure.
78 Voir la préface in Magnaghi Alberto, Le projet local, Mardaga, Sprimont, 2003
79 Cardonnel Christian, « Pour une réglementation énergétique du bâtiment équilibrée RT ou
RE 2012 ? » 31 mai 2010
80 Heschong Lisa, Architecture et volupté thermique, chapitre nécessité, Marseille, Parenthèses,
1981 (1979)
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ANNEXE 1 : Tableau récapitulatif des réglementations thermiques
depuis 1974 à 2012
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ANNEXE 2 : Historique des normes de 1974 à 1988
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Mise en place de réglementations thermiques à la suite du premier choc pétrolier
de 1973. La France prend conscience que le marché de l’énergie n’est pas destiné
à rester stable et que celui-ci va être de plus en plus contrariant.
En réponse à la crise énergétique qui s’annonce, la France met en place la
première réglementation thermique de 1974 :
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Les réglementations thermiques en France
Le point sur la situation de 1974 à avant 2000 :
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Application pour les bâtiments d’habitation neufs
Les enjeux sont assez anecdotiques, il s’agit essentiellement de mettre en place
une fine couche d’isolant81.
L’autre cible de cette RT est la mise en place d’un système de régulation pour le
chauffage afin que l’énergie dépensée pour ce poste soit optimisée.
1982 : Seconde RT
Mise en place après le second choc pétrolier.
Application pour les bâtiments d’habitation neufs.
Fixation d’un besoin maximal de chauffage82. La faille de cette deuxième RT
porte sur l’absence d’expertise des performances des systèmes de chauffage
utilisés.
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1988 : Troisième RT
Cette troisième version de la réglementation thermique inclue pour la première
fois une performance minimale sur les équipements et les systèmes afin de
réduire les consommations énergétiques. Il s’agit ici uniquement du chauffage et
de l’eau chaude sanitaire83.
81 Dimitri Molle et Pierre Manuel Pahy, RT 2012 et RT existant, réglementation thermique et
efficacité énergétique, Paris, Eyrolles, 2011
82 Philippe Collet, « la réglementation thermique de 1974 à aujourd’hui », 20 juin 2011, ActuEnvironnement.com
83 Arrêté du 5 avril 1988 relatif aux équipements et aux caractéristiques thermiques des
bâtiments d’habitation. Consultable sur http://www.legifrance.gouv.fr
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Les objectifs de la RT 2000 sont les suivants :
- Prise en compte des bâtiments tertiaires, gros consommateurs d’énergies,
jusqu’alors dispensés de norme.
- Réglementation unique pour tous les bâtiments. Elle n’est pas détaillée pour
chaque logement, mais bien pour un bâtiment entier
- Mise à niveau progressive au niveau des autres pays européens possédant déjà
une réglementation plus sévère (Passivhaus ou bien Minergie)84
- Introduction de la notion de confort d’été et établissement de trois zones
géographiques permettant de moduler les besoins en énergie
- Instauration de garde-fous. Il s’agit de valeurs minimales à respecter afin que les
systèmes les moins performants soient progressivement éliminés.
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ANNEXE 3 : Les RT 2000 et 2005
Schéma récapitulatif de la RT 2000
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A.R, à partir de l’analyse des textes officiels de la RT 2000
Direction générale de l’urbanisme, de l’habitat et des transports, «Réglementation thermique 2005, des
bâtiments confortables et performants», 09 octobre 2006, p.6.
84 http://www.minergie.ch et http://www.passiv.de. Pour la réglementation allemande, voir
également mon précédent mémoire, Audrey Rocher, « La réglementation écologique en
France et en Allemagne, Influence sur la conception architecturale », Marne la Vallée, 2011,
dirigé par Guillemette Morel Journel
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La RT 2005 n’induit pas de changements majeurs dans la réglementation
thermique. Elle est plus exigeante sur la réduction des consommations d’énergie
mais possède la même méthode de calcul Th-C-E que la RT 2000. La notion de
confort d’été y est strictement identique ainsi que le calcul de la Tic.
Réduction à hauteur de 15% des consommations d’énergies.
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Schéma du facteur solaire Sw. Première apparition de son impact dans la RT
2005
Le facteur solaire Sw, mesure l’énergie solaire incidente. Ce facteur est compris
entre 0 et 1. Plus il est faible, moins l’énergie solaire est transmise. Ce nouveau
facteur introduit par la RT 2005 devient fondamental dans la RT 2012 du fait de
son apport gratuit de chaleur. Bien pris en compte, il permet de réduire les
consommations énergétiques du bâtiment. Il est également important de noter
que c’est le facteur solaire Sw (window) qui est pris en compte et non Sg (glas).
Cette différence est importante puisque Sw comprend les menuiseries dans son
calcul. Ainsi, le choix des fenêtre doit être réfléchi en fonction des performances
que l’on veut atteindre.
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http : //www.oxxobatiment.fr
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ANNEXE 4 : Schéma des surfaces à prendre en compte dans les calculs
des réglementations thermiques
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La surface à prendre en compte pour les calculs dans la RT 2012 diffère de celle
prise en compte dans la RT 2005. Cette surface est renommée SHON RT et est
définie dans l’arrêté du 26 octobre 2010 relatif à la RT 2012, et s’applique
désormais également à la RT 2005.
Cette surface se calcule à partir de la SHOB. Elle corrige notamment les
aberrations dues aux surfaces dites aménageables. La grande différence avec la
surface utilisée précédemment dans la RT 2005 réside dans la réinstauration des
5% de surface correspondants à l’épaisseur d’isolant.
Les surfaces sous 1.80m ne sont pas prises en compte, au même titre que toutes
les pièces non chauffées.
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Bureau d’études Bastide et Bondoux, disponible sur http://www.cythelia.fr/RT2012.php
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A partir du référentiel RT 200585 , la France a élaboré 5 labels non obligatoires
destinés à réduire les consommations énergétiques. Ces labels concernent aussi
bien l’habitat individuel que collectif. Ils sont attribués par des organismes privés
et classés par ordre croissant de performances.
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ANNEXE 5 : Rappel sur les différents labels énergétiques associés à la
RT 2005
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HPE (Haute Performance Energétique) : Ce label est obtenu lorsque les
consommations énergétiques du bâtiment sont inférieures de 10% au minimum à
celle maximale imposée par la RT 200586.
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THPE (Très Haute Performance Energétique) : Il s’agit de la poursuite du label HPE.
Ce label exige une réduction d’au moins 20% des consommations énergétiques
par rapport à la valeur maximale autorisée par la RT 2005.
HPE EnR (Haute Performance Energétique – Energie Renouvelable) : Possède les
même exigences que le label HPE. Cependant, 50% au moins de la production de
chauffage doit être effectuée une chaudière utilisant la biomasse. Cette exigence
peut être détournée si le bâtiment est raccordé à un réseau de chaleur alimenté à
plus de 60% par des énergies renouvelables.
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THPE EnR (Très Haute Performance Energétique – Energie Renouvelable) : Il est
plus exigent que le simple label HPE. Il impose notamment des consommations
conventionnelles inférieures d’au moins 30% par rapport à la valeur maximale
autorisée. Le bâtiment doit également justifier l’utilisation d’équipements utilisant
les énergies renouvelables comme les pompes à chaleur ou des panneaux
photovoltaïques produisant à hauteur de 50% les besoins en ECS ou bien être
raccordé à un réseau de chaleur alimenté à plus de 60% par des énergies
renouvelables.
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BBC 2005 (Bâtiment Basse Consommation) : Ce dernier label à servi de référentiel
pour la RT 2012. Il est destiné à réduire par 4 les émissions de gaz à effet de serre87
d’ici 2050. Il fixe la consommation conventionnelle d’énergie primaire à 50 kWh/
m2/an. Cette valeur est à moduler, comme pour la réglementation, en fonction de
la zone climatique du projet. Comme la RT, la valeur finale d’énergie primaire
consommée correspond à l’addition des consommations pour le chauffage, le
refroidissement, la ventilation, la production d’eau chaude sanitaire ainsi que
l’éclairage.
85 Ces labels seront remis à jour dès la mise en place de la RT 2012
86 Informations obtenues sur http://www.rt-batiment.fr/batiments-neufs/labels-hpe/
presentation.html
87 « Synthèse et principales mesures du grenelle de l’environnement, groupe I, lutter contre les
changements climatiques et maîtriser l’énergie », http://www.legrenelle-environnement.fr/
IMG/pdf/SyntheseG1.pdf
96
ANNEXE 6 : Liste des critères personnels et issus de la RT 2012 utilisés
pour l’analyse des bâtiments
Ventilation :
Système de ventilation mise en oeuvre et efficacité
Performances d’étanchéité à l’air
Energie :
Répartition des consommations en fonction des 5 postes
Total consommé
Recours aux énergies renouvelables
Démarche bioclimatique : Orientations cardinales du bâtiment
Utilisation des ressources disponibles sur place
Répartition des pièces
Traitement complet des ponts thermiques et test d’étanchéité à l’air
Utilisation de protections solaire et traitement des façades est et ouest
Thermique et composition de l’enveloppe : qualité de l’inertie. Risque de
surchauffe en intersaison et type de menuiseries utilisées
Usages faisant entrave aux apports énergétiques extérieurs
Positionnement et bonne utilisation des panneaux solaires
Suivi et retour sur les consommations. Informations suffisantes pour les
usagers
Qualité d’usage et origine de la performance énergétique. Utilisation ou
non de mousses PUR
Qualité des logements :
Stratégie pour les plans
Présence d’espaces extérieurs
Période d’utilisation et modularité
Activités disponibles :
Equipements scolaires et proximité de services
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Enveloppe :
Critère additionnels
Environnement :
Prise en compte de l’impact des bâtiments environnants (masques)
Raccord aux réseaux de transports
Parcelle isolée et éventuel surcoût énergétique
Implication de l’habitant : Systèmes manuels ou mécaniques impliquant une participation
Bénéfices : LL
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Type d’isolation utilisée et mise en oeuvre
Traitement des ponts thermiques
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Construction :
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Apports solaires
Chauffage utilisé
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Confort d’hiver :
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Protection solaire
Type de vitrage utilisé et facteur U des baies
Possibilité de ventiler l’appartement
Répartition des baies dans le logement
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Confort d’été :
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Issus de la réglementation thermique 2012
Localisation :
Définition de la zone géographique du bâtiment
Exposition au bruit
Catégorie du bâtiment (CE1 ou CE2)
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Cette liste a été établie à partir des critères issus de la réglementation thermique
2012 et complétée par moi même avec des critères supplémentaires compte
tenu des impasses faites par celle-ci sur certains points.
Quels sont les réels avantages par rapport à un bâtiment «standard» ?
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ANNEXE 7 : Les différentes inerties thermiques du bâtiment
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L’inertie de transmission est la plus importante dans la stratégie de la façade
habitée. En effet, cette stratégie a besoin du maximum d’apports de chaleur
extérieure provenant du site.
Dans la stratégie de la compacité, c’est l’inertie d’absorption qui est déterminante.
La conception de l’enveloppe annule quasiment tous les effets de l’inertie de
transmission. Les apports principaux sont internes.
Anatomie de l’enveloppe des bâtiments, construction et enveloppes lourdes, Paris, Le moniteur, 1997
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RT : Réglementation Thermique.
Tic : Température intérieure conventionnelle. Il s’agit de la température opérative,
ressentie par une personne, mesurée sur une semaine. Un valeur maximale à ne
pas dépasser est déterminée dans chaque projet grâce à la méthode ThE.
ThE :Thermique Energie, méthode de calcul destinée à déterminer la Tic
ThC : Thermique Consommation. Cette méthode sert au calcul de Cep du projet.
ThB : Thermique Bioclimatique. Cette méthode est uniquement présente dans la
RT 2012 et détermine le Bbio du bâtiment.
Thbât : Thermique bâtiment. Cette méthode détermine toutes les pertes
thermiques associées à chaque partie du bâtiment. Les résultats finaux ne doivent
pas dépasser des gardes-fous.
BR1 : Classement au bruit pour une baie.
Cep : Consommation d’énergie primaire. Il s’agit de la consommation finale en
énergie du bâtiment regroupant tous les postes pris en compte.
Cepref : Consommation d’énergie primaire de référence. Il s’agit d’une valeur
déterminée par la même méthode de calcul que le Cep du projet. Cette valeur
constitue la référence par rapport à un projet fictif déterminé par les calculs.
Ep : Energie primaire. Cette valeur est utilisée dans la formule Ep = n x Ef (p.8) où
n est le facteur de conversion en énergie primaire et Ef l’énergie finale. Cette
conversion de l’énergie finale en énergie primaire permet de prendre en compte
les pertes dues au transport de l’énergie vers le bâtiment.
Cepbât : Consommation d’énergie primaire du bâtiment.
Ubât : Déperdition thermiques de l’ensemble du bâtiment déterminées par la
méthode Thbât.
Uw, Sw, Tlw : Uwindow (isolation thermique de la fenêtre vitrée) : cette valeur est
exprimée en W/m2, plus sa valeur est faible, plus la fenêtre est isolante. Uw est un
coefficient de transmission thermique de la fenêtre qui traduit sa capacité à
conserver la température intérieure. Swindow (facteur solaire de la fenêtre vitrée)
est une valeur comprise entre 0 et 1. Une valeur élevée correspond à une forte
entrée de chaleur dans le bâtiment. Tlw (facteur de transmission lumineuse de la
fenêtre vitrée) est lui aussi compris entre 0 et 1 et mesure la quantité de lumière
naturelle dans le bâtiment. Ces trois facteurs déterminent la performance
thermique d’une menuiserie.
Bbio : Besoin bioclimatique. Tous les critères associés à cette valeur sont énoncés
dans la première partie au chapitre concernant la RT 2012.
CE1, CE2 : Catégorie d’Exposition. Ce classement s’effectue par rapport aux
nuisances sonores ou visuelles dans le bâtiment. CE1 est peu exposé aux
nuisances tandis que CE2 l’est et devra bénéficier de mesures particulières.
PUR, PSE : mousse de Polyuréthane et polystirène expansé ou extrudé. Il s’agit de
matériaux utilisés pour l’isolation des bâtiments dont la durabilité n’est pas
attestée.
VIR : Vitrage à Isolation Renforcée.
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LEXIQUE DES ABREVIATIONS
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BIBLIOGRAPHIE
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l’architecture et du patrimoine, 22 mai 2006
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