Simulations dynamiques maison massive passive.

Le présent document représente un résumé de l’étude complémentaire qui a été réalisée sur le caractère dynamique d’une maison massive passive comparé à celui d’une habitation bâtie avec des matériaux plus légers (Technum/Gand). Dans les scénarios supplémentaires la valeur U des éléments de construction a d’une part été modifiée de sorte à obtenir des habitations K30 et K45; d’autre part la méthode de construction (maçonnerie massive vis-à-vis ossature en bois) a été étudiée avec la même valeur U et les mêmes caractéristiques volumétriques.

Simulations dynamiques d’une maison massive passive comparée à une construction plus légère:

  • Besoin énergétique pour le chauffage inférieur de 10% grâce au caractère d'absorption du mur intérieur massif
  • Meilleur confort thermique grâce au caractère massif
  • Risque inférieur de surchauffe
  • Moins sensible à des variations de température

Graphique 1

besoin énergétique mensuel pour le chauffage d’une maison passive (maison massive vis-à-vis maison à ossature en bois)

Graphique 2

besoin énergétique mensuel pour le chauffage d’une maison K30 (maison massive vis-à-vis maison à ossature en bois)

Graphique 3

besoin énergétique mensuel pour le chauffage d’une maison K45 (maison massive)

Explication graphiques 1,2 et 3
Pour les graphiques 1, 2 et 3 le besoin énergétique mensuel dans une année climatologique standard a été étudié pour: une maison massive passive, une maison K30 et une maison K45 (dans ce dernier cas, uniquement maison massive). D’une part il s’est avéré que les besoins énergétiques maximaux pour une maison passive et une maison K30 sont nettement inférieurs à ceux d’une habitation K45 particulièrement lors des périodes hivernales (environ 5 à 6 fois). (Pourtant, le besoin énergétique d’une maison K45 est déjà nettement inférieur à celui d’une maison flamande moyenne). D’autre part on constate que pour une maison massive passive le besoin énergétique net pour le chauffage est inférieur à celui d’une maison à ossature en bois, toutes les deux ayant les mêmes valeurs d’isolation. Ceci s’explique par le caractère d'absorption des blocs céramiques pour murs intérieurs dans les saisons intermédiaires.

Graphique 4

besoin énergétique annuel pour le chauffage (surface nette du sol conditionné 172,7 m2)

Explication graphique 4
Le graphique 4 montre comment ce bilan énergétique se comporte sur toute l’année. La maison massive passive consomme ± 10% moins d’énergie qu’une maison passive en ossature à bois!

Graphique 5

simulation température intérieure opérationnelle période estivale

Explication graphique 5
La graphique 5 montre que le confort thermique de l’habitation dans une réalisation massive est également nettement plus élevé. Les pointes dans la température sont moins visibles grâce à l’effet d'absorption du caractère massif.

Graphique 6

confort estival maison massive passive – limites de température méthode ATG acceptation 80%

Graphique 7

confort estival maison passive en ossature à bois – limites de température méthode ATG acceptation 80%

Explication graphiques 6 et 7
Quand nous comparons la limite d’excès de température (un aspect très important vis-à- vis de la nécessité ou non de brise-soleil), nous constatons de nouveau dans les graphiques 6 et 7 que la maison massive passive présente un risque nettement inférieur de surchauffe.

Graphique 8

simulation température intérieure opérationnelle période estivale (fenêtres fermées)

Graphique 9

confort estival maison K30 massive – limites de température méthode ATG acceptation 80%

Graphique 10

confort estival maison K30 en ossature à bois – limites de température méthode ATG acceptation 80%

Explication graphiques 8, 9 et 10
Quand on compare les limites d’excès de température d’une maison K30 massive avec celles d’une maison K30 en ossature à bois, les avantages d’une construction massive (maçonnerie) sont encore plus grands.

Graphique 11

Scénario vacances d’hiver: absence pendant la période 5-12 février avec techniques déconnectées. Au retour le système de chauffage par air chaud avec puissance limitée de 2 kW doit chauffer la maison.

Graphique 12

Scénario vacances d’été: absence pendant la période 15 juillet-7 août. Au retour la chaleur accumulée doit être éliminée par ventilation pendant la nuit entre 22 et 7h.

Explication graphiques 11 et 12
Des scénarios pour les vacances d’hiver (14 jours de chauffage en plein hiver) et les vacances d’été (toutes les fenêtres et portes fermées pendant 14 jours dans la période la plus chaude de l’année) révèlent de nouveau que la maison massive est moins sensible aux conditions extérieures que la maison à ossature en bois.

Source: Technum-Gent

En collaboration avec la Haute-Ecole provinciale du Limbourg et l'Université Catholique de Leuven a vu le jour un projet Tetra baptisé ‘Tetra BEP2020’. L'objectif de cette étude consiste, via une analyse de 50 habitations récentes et 50 chantiers en cours, à rassembler des exemples inspirateurs et procéder à des recommandations sur la manière de concevoir et construire une habitation écoénergétique. Une habitation qui sera écoénergétique sans utiliser trop de techniques complexes, et ce non seulement sur papier mais aussi dans la pratique. Cela concerne ici les habitations allant des performances énergétiques E70 aux habitations énergétiquement neutres.

Les résultats de ce projet ont été dévoilés au grand public à la fin septembre 2013.

Certaines résultats intéressants de ce projet sont montrées ci-dessous.

  • •Plusieurs habitations récentes où le confort estival a été mesuré montrent l'importance de la masse sur le confort estival. Ces mesures ont été effectuées dans des habitations à ossature bois et des habitations à construction massive. Les résultats montrent clairement que les pics de température très élevés surviennent surtout dans les habitations à ossature bois. La température moyenne restait comparable indépendamment du type de structure. En d'autres termes, les pics de température élevés sont compensés par les fortes fluctuations de température.

Note: l'habitation massive dans laquelle une température élevée a été mesurée dans la chambre à coucher n'est pas représentative parce que la sonde de température était placée sur la télévision.

Outre des relevés dans les habitations, le projet Tetra comprend aussi des études paramétriques théoriques. Ici aussi, les résultats des premiers calculs du confort estival plaident en faveur de la méthode de construction massive.

L'axe vertical sur le graphique ci-dessus représente la fonction de distribution cumulative. En d'autres termes, on peut lire une température sur l'axe X et ensuite voir sur l'axe Y quel pourcentage (par ex. 0.1 = 10%) des maisons présentent une température de pic inférieure à la température considérée.

Le projet Tetra BEP2020 de la Haute Ecole provinciale du Limbourg en collaboration avec l'Université Catholique de Louvain (KUL) démontre que le type de construction constitue un paramètre important pour éviter la surchauffe en été. (Le rapport final peut être téléchargé via http://bep2020.pxl.be>).