Le gros œuvre des bâtiments basse consommation à - UMGO

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complément technique > Novembre/Décembre 2011
Techniques de construction
Le gros œuvre des bâtiments
basse consommation à l’heure
de la RT 2012
Le 26 octobre 2010, ont été publiés l’arrêté [1] et le décret n° 2010‑1269 [2] relatifs aux caractéristiques thermiques et aux exi‑
gences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiment. Ces deux textes, qui officialisent
la nouvelle réglementation thermique, dite RT 2012, ont pour finalité de généraliser les bâtiments basse consommation (BBC).
Cette réglementation thermique, qui vise à améliorer le confort d’usage des bâtiments, met en lumière la nécessité de concilier la
conception et la réalisation. Pour les entreprises de maçonnerie et de gros œuvre, l’amélioration des performances du bâti consti‑
tue l’axe à privilégier en vue de répondre aux traitements des ponts thermiques et de l’étanchéité à l’air du bâtiment.
1 Historique
Le premier choc pétrolier, en 1973
(1)
, a eu pour effet la prise de
conscience, à l’échelle nationale, de notre dépendance énergé‑
tique vis‑à‑vis des combustibles fossiles. Ainsi, après la période
dite des Trente Glorieuses
(2)
, la France a initié un début de poli‑
tique énergétique, dont l’objectif affiché était de réduire la dépen‑
dance vis‑à‑vis du pétrole. En témoigne le slogan publicitaire en
vogue à cette époque : « En France on n’a pas de pétrole mais on
a des idées ». Cette période a vu le lancement de la construction
des centrales nucléaires, la création de l’agence pour les éco‑
nomies d’énergie (AEE) et du commissariat à l’énergie solaire
(Comas) (tab. 1) .
La figure 1 récapitule l’évolution de la consommation d’énergie
primaire au cours des 40 dernières années.
Remarque
La consommation d’énergie primaire traduit la consommation de l’éner‑
gie (électrique et fossile) en amont de l’utilisation, c’est‑à‑dire avant les
opérations de transformation et de transport.
2 Réglementation thermique 2005
La RT 2005 correspond à l’application de la loi n° 96‑1236 du
30 décembre 1996 [3] sur l’air et l’utilisation rationnelle de l’éner‑
(1) Conséquence de la guerre du Kippour, le choc pétrolier de 1973 se traduit
par l’augmentation du prix du baril de pétrole qui passe de 3 à 18 dollars.
(2) Trente Glorieuses : période de haute croissance consécutive à la
Seconde Guerre mondiale.
Wilfried Pillard
Docteur ingénieur, Wilfried Pillard
est directeur technique de l’Union
de la maçonnerie et du gros
œuvrede la Fédération française du
bâtiment (UMGO-FFB). Il intervient
dans les diverses commissions de
normalisation relatives au béton, et
est également l’animateur du GEF 8,
groupe d’experts français sur les
normes d’essai du béton.
> Sommaire
YY 1Y•YHistoriqueY
YY 2Y•YRéglementationYthermiqueY2005Y
YY 3Y•YLabelY«YhauteYperformanceYénergétiqueY»Y(HPE)Y
YY 4Y•YConstruireYBBCY
YY 5Y•YRéglementationYthermiqueY2012Y
YY 6Y•YConfortYthermiqueY
YY 7Y•YPontsYthermiquesY
YY 8Y•YÉtanchéitéYàYl’airY
YY 9Y•YConclusionY
YY 10Y•YBibliographieY
Construction
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Techniques de construction
Techniques de construction
kWhEP/m2
470
330
280
250
200
50
0
1974 1982 1988 1991 1998 2001 2004 2006 2009 2013 2020
1er choc
pétrolier
2e choc
pétrolier
Protocole de Kyoto
G F E D A
RT 1998
RT 2005
RT 2012
BBC
Basse consommation
RT 2020
Énergie positive
RT 2000
Fig. 1. Évolution de la consommation d’énergie primaire avec la réglementation.
Tab. 1. Chronologie des effets des chocs pétroliers de 1973 et 1979 sur la réglementation thermique.
Dates Réglementation et labels associés
1973 Premier choc pétrolier
1974
• Première réglementation thermique applicable au secteur résidentiel . Afin de répondre rapidement à
l’augmentation du prix de l’énergie, il est demandé pour les logements neufs :
– l’isolation thermique performante des parois ;
– la bonne gestion de la ventilation.
• Ces exigences conduisent à définir le coefficient de déperditions globales G.
1976 • Première réglementation thermique applicable au secteur non résidentiel . Apparition du coefficient G1.
1979-1980 Deuxième choc pétrolier (1)
1980 • Création du label haute isolation (HI) incitant à renforcer les exigences réglementaires existantes.
140 000 logements reçoivent ce label.
1982
• Publication de la RT 1982 dans le secteur résidentiel : les niveaux d’isolation du label HI deviennent obligatoires
pour tous les logements.
• Un nouveau coefficient B est introduit pour exprimer les besoins en chauffage ; il est calculé en déduisant les
apports solaires des déperditions.
1983 • Création du label haute performance énergétique (HPE) et solaire. Quatre niveaux de performance sont proposés.
Le programme H2E85 (habitat économe en énergie à l’horizon 1985) en constitue l’aboutissement.
1988 • Deuxième réglementation thermique (RT 1988). Cette nouvelle étape correspond au renforcement de la
réglementation pour le secteur non résidentiel. Elle porte désormais sur la somme des besoins en chauffage corrigée.
2000 • Troisième réglementation thermique (RT 2000). Introduction du coefficient (Tic) relatif à la température intérieure
de confort.
2006 • Quatrième réglementation thermique (RT 2005). Par rapport à la RT 2000, une amélioration de 15 % de la
performance thermique est exigée.
(1) Le deuxième choc pétrolier est une conséquence de la révolution iranienne et de la guerre Iran‑Irak. Le prix du baril passe alors
de 18 à 39 dollars.
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gie. Elle s’appuie sur le décret n° 2000‑1153 du 29 novembre
2000 [4] et divers arrêtés qui précisent notamment :
– les caractéristiques thermiques minimales ;
– la méthode de calcul de la consommation conventionnelle
d’énergie d’un bâtiment ;
– les caractéristiques thermiques de référence pour le calcul de la
consommation conventionnelle d’énergie de référence C
epref à ne
pas dépasser, calculée réglementairement d’après les coefficients U
de référence des parois d’un bâtiment et suivant la zone clima‑
tique (tab. 2) . La consommation conventionnelle d’énergie C
ep des
bâtiments doit être la plus inférieure possible à la valeur de référence.
Le principe de la RT 2005 s’appuie sur la règle dite des « 3 C » :
– limiter la consommation d’énergie et donc avoir un coeffi‑
cient C
ep du projet inférieur au C epréf ;
– garantir un confort d’été en assurant une température intérieure
conventionnelle T
ic inférieure à la température intérieure de réfé‑
rence T
icréf ;
– s’assurer du respect des exigences minimales (valeurs garde‑
fous) applicables aux caractéristiques thermiques des éléments
du bâtiment intervenant dans le bilan énergétique : isolation ther‑
mique, apport de chaleur solaire, perméabilité à l’air, ventilation,
chauffage, eau chaude sanitaire, éclairage.
La RT 2005 définit les zones climatiques, regroupées comme suit :
– trois zones d’hiver, période de chauffe : H1, H2 et H3 ;
– quatre zones d’été : a, b, c et d ;
soit au total 8 zones : H1a, H1b, H1c, H2a, H2b, H2c, H2d,
H3 (fig. 2) .
Tab. 2. Valeurs réglementaires U des parois courantes selon la RT 2005.
Parois courantes U maximal [W/(m
2 .K)] (1)
(garde‑fous)
U de référence RT 2005
[W/(m
2 .K)] (1)
(zone H1c)
Murs en contact avec l’extérieur 0,45 0,36
Murs en contact avec un local non chauffé 0,45/b (2) ND (3)
Planchers bas donnant sur l’extérieur 0,36 0,27
Planchers bas donnant sur un vide sanitaire ou un volume non chauffé 0,40 0,27
Planchers hauts en béton et toitures en tôles métalliques étanchées 0,34 0,27
Planchers hauts en couvertures de tôles métalliques 0,41 0,27
Autres planchers hauts 0,28 0,20
Fenêtres et portes‑fenêtres prises nues donnant sur l’extérieur 2,60 1,80
Façades rideaux 2,60 ND (3)
Coffres de volets roulants 3,00 ND (3)
(1) U : coefficient de transmission thermique (U = 1/R voir plus bas).
(2) b : coefficient de réduction des déperditions vers les volumes non chauffés.
(3) ND : non déterminé.
H2a
H1a
H1b
H2b
H2c
H1c
H3
H2d
Fig. 2. Les huit zones climatiques définies par la RT 2005.
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3 Label « haute performance énergétique »
(HPE)
Le contenu et les conditions d’attribution du label « haute per‑
formance énergétique » (HPE) sont définis par l’arrêté du 3 mai
2007 [5].
L’objectif de ce label est de développer l’utilisation de systèmes
constructifs performants. Repris dans le cadre de la RT 2005, il
s’inscrit dans la perspective de la RT 2012 et de la RT 2020.
3.1 Conditions d’attribution
Pour bénéficier de ce label, un bâtiment doit être thermiquement
performant en se conformant à un référentiel plus exigeant que
celui de la réglementation en vigueur. Pour cela, la conformité au
label HPE impose des exigences qui portent sur les matériaux, les
produits, les ouvrages et les équipements et s’appuie sur la sécu‑
rité, la durabilité et les conditions d’exploitation des installations
de chauffage, de production d’eau chaude sanitaire, de climatisa‑
tion et d’éclairage.
Cette conformité fait l’objet d’une certification délivrée par un
organisme ayant passé une convention avec le ministère en charge
de la construction et accrédité selon la norme NF EN 45011 [6]
par le comité français d’accréditation (Cofrac).
Concrètement, l’organisme qui délivre ce label se fonde sur des
modalités de contrôle pendant la phase d’étude (hypothèses et
données de calcul des performances thermiques du bâtiment
cohérentes avec les données du projet) et la phase de chantier
(exposition du bâtiment, mise en œuvre des matériaux, produits
et équipements utilisés tels que les matériaux isolants des parois,
les installations de chauffage ou de refroidissement, etc.). En
particulier, cet organisme peut contrôler le fonctionnement des
installations lors de leur mise en service.
Remarque
Les organismes de certification d’ouvrages sont accrédités par le comité
français d’accréditation (Cofrac). Ils proposent des certifications mul‑
ticritères. Les principaux sont : Céquami, Promotelec, Cerqual et Cer‑
tivéa.
3.2 Niveaux du label HPE
Le label HPE comprend cinq niveaux.
3.2.1 Niveau 1 : HPE 2005 (haute performance
énergétique 2005)
Réduction des consommations conventionnelles d’au moins 10 %
par rapport à :
– la consommation de référence de la RT 2005 pour les construc‑
tions relevant de l’article 9 de l’arrêté du 24 mai 2006 [7] ;
– la consommation maximale autorisée C
epmax (voir tab. 4) pour
les bâtiments à usage d’habitation relevant du 4
e alinéa de l’ar‑
ticle 9 de l’arrêté du 24 mai 2006 [7].
3.2.2 Niveau 2 : THPE 2005 − Très haute
performance énergétique 2005
Réduction des consommations conventionnelles d’au moins 20 %
par rapport à :
– la consommation de référence de la RT 2005 pour les construc‑
tions relevant de l’article 9 de l’arrêté du 24 mai 2006 [7] ;
– la consommation maximale autorisée C
epmax ( tab. 4) pour les
bâtiments à usage d’habitation relevant du 4
e alinéa de l’article 9
de l’arrêté du 24 mai 2006 [7].
3.2.3 Niveau 3 : HPE EnR 2005 − Haute performance
énergétique 2005 – Énergie renouvelable
Il est fondé sur les exigences du niveau 1 accompagnées d’exi‑
gences portant sur l’installation d’équipements d’énergie renou‑
velable.
3.2.4 Niveau 4 : THPE EnR 2005 − Très haute
performance énergétique 2005 − Énergie
renouvelable
Réduction des consommations conventionnelles d’au moins 30 %
par rapport à :
– la consommation de référence de la RT 2005 pour les construc‑
tions relevant de l’article 9 de l’arrêté du 24 mai 2006 [7] ;
– la consommation maximale autorisée C
epmax (tab. 4) pour les
bâtiments à usage d’habitation relevant du 4
e alinéa de l’article 9
de l’arrêté du 24 mai 2006 [7], complétée par des exigences sur
l’utilisation d’équipements d’énergie renouvelable ou de pompes
à chaleur très performantes, pour l’habitat.
3.2.5 Niveau 5 : BBC 2005 − Bâtiment basse
consommation
Ce niveau concerne les bâtiments ayant une consommation très
nettement inférieure à la consommation énergétique réglemen‑
taire soit, pour le résidentiel, une consommation maximale en
énergie primaire limitée à 50 kWh/m
2 .an pour les cinq usages
(chauffage, refroidissement, production d’eau chaude sanitaire,
ventilation et éclairage) et déclinée selon les zones climatiques
et l’altitude du projet. En outre, la performance énergétique est
améliorée d’au moins 50 % par rapport à la performance régle‑
mentaire pour les bâtiments tertiaires.
3.3 Comparaisons
Le niveau 5 du label HPE (BBC 2005) reprend l’esprit des labels
suisse Minergie et allemand Passivhaus, mais avec des exigences
et des techniques qui correspondent à chaque zone climatique
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française. En effet, la particularité française vis‑à‑vis de la Suisse
ou de l’Allemagne est la variabilité plus importante de son climat,
nécessitant de fait l’introduction de modulations (tab. 3) .
4 Construire BBC
Les principes généraux permettant de construire des bâtiments
basse consommation s’articulent sur les cinq axes suivants.
4.1 Préférer une conception bioclimatique
– Construire de manière compacte : le ratio surface des parois
extérieures/surface habitable doit être minimal.
– Protéger la construction des vents dominants en jouant sur la
forme du bâtiment et l’éventuelle implantation de végétation.
– Limiter la différence de température entre l’extérieur et l’inté‑
rieur en plaçant les zones peu chauffées au nord, par exemple des
garages, et en profitant de l’inertie du sol (parties enterrées de la
construction).
– Optimiser les apports solaires en privilégiant les espaces vitrés
(de l’ordre de 16 %) et leur disposition (nombreux vitrages expo‑
sés au sud).
4.2 Assurer la bonne qualité de l’enveloppe
– Obtenir une bonne isolation des murs.
– Recourir à un vitrage performant.
– Améliorer l’étanchéité à l’air du bâtiment.
– Optimiser le confort d’été.
– Utiliser des matériaux sains au regard de la qualité de l’air
intérieur.
4.3 Améliorer le système de chauffage
– Installer une ventilation efficace.
– Adapter les systèmes de production thermique.
– Stocker et distribuer la chaleur.
– Réguler le système de chauffage.
– Minimiser les consommations dues à l’éclairage.
4.4 Produire à partir d’énergies
renouvelables
– Pompe à chaleur.
– Production solaire thermique ou photovoltaïque.
– Cogénération biomasse.
– Énergie éolienne.
4.5 Gérer le cycle de l’eau
– Minimiser les consommations d’eau potable.
– Récupérer l’eau de pluie.
– Traiter les eaux de pluie et les eaux usées.
5 Réglementation thermique 2012
Après des années de travail et de concertation avec l’ensemble
des acteurs de la filière, le volet réglementaire a atteint un stade
suffisamment avancé pour que les premiers textes concernant la
RT 2012 soient publiés (décret n° 2010‑1269 du 26 octobre 2010
[2]). Cette réglementation permettra de standardiser les bâtiments
basse consommation.
5.1 Dates et domaines d’application
Moyennant quelques adaptations, les exigences du niveau 5 du
label HPE deviennent réglementaires et concernent :
• à partir du 28 octobre 2011, les bâtiments :
– de bureaux, d’enseignement et d’établissements d’accueil de la
petite enfance ;
Tab. 3. Comparatif sommaire des trois labels européens.
Pays France Suisse Allemagne
Nom du label Effinergie Minergie Passivhaus
Surface à considérer Surface hors œuvre nette (Shon) Surface de référence énergétique
(SRE)
Surface réellement
habitable (SHab)
Consommation
d’énergie primaire
< 50 kWh/(m
2 .an)
(modulée selon l’altitude et la zone
climatique)
Minergie‑S : < 38 kWh/(m².an)
Minergie‑P : < 30 kWh/(m².an) < 120 kWh/(m².an)
Perméabilité à l’air
Sous 4 Pa
Maison individuelle : q4 < 0,6 m
3 /(h.m 2 )
Logement collectif : q4 < 1 m
3 /(h.m 2 )
Sous 50 Pa
Minergie‑S : non obligatoire
Minergie‑P : n50 = 0,6 vol/h
Sous 50 Pa
n50 = 0,6 vol/h
Chacun de ces trois labels possède des spécificités propres aux réglementations, techniques et normes applicables dans chaque pays.
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