La construction écologique s'impose comme une nécessité face aux enjeux environnementaux actuels. Elle permet de réduire l'impact des bâtiments sur l'environnement tout en offrant un confort optimal aux occupants. Les matériaux biosourcés, les techniques de construction passive et la gestion durable des ressources sont au cœur de cette approche novatrice. Découvrez les solutions les plus performantes pour construire ou rénover de manière écologique, en alliant efficacité énergétique, respect de l'environnement et bien-être des habitants.
Matériaux biosourcés : caractéristiques et applications
Les matériaux biosourcés, issus de ressources renouvelables d'origine végétale ou animale, sont de plus en plus plébiscités dans la construction écologique. Ils présentent de nombreux avantages en termes de performances techniques, de confort et d'impact environnemental. Leur utilisation permet de réduire l'empreinte carbone des bâtiments tout en assurant une excellente qualité de vie aux occupants.
Bois d'œuvre certifié FSC : résistance et durabilité
Le bois d'œuvre certifié FSC (Forest Stewardship Council) est un matériau de choix pour la construction écologique. Il allie résistance mécanique, durabilité et faible impact environnemental. Le bois possède d'excellentes propriétés isolantes et permet de stocker du carbone pendant toute la durée de vie du bâtiment. Son utilisation en structure, en bardage ou en menuiserie offre de nombreuses possibilités architecturales tout en garantissant une gestion durable des forêts.
Les essences les plus couramment utilisées en construction sont le douglas, le mélèze et le pin sylvestre pour les résineux, ainsi que le chêne et le châtaignier pour les feuillus. Le choix de l'essence dépend des caractéristiques recherchées et de l'usage prévu. Par exemple, le douglas est particulièrement apprécié pour sa résistance mécanique et sa durabilité naturelle, tandis que le chêne est souvent privilégié pour les menuiseries extérieures en raison de sa grande stabilité dimensionnelle.
Chanvre : isolation thermique et acoustique performante
Le chanvre est un matériau biosourcé aux multiples qualités pour la construction écologique. Utilisé sous forme de laine, de béton de chanvre ou de blocs préfabriqués, il offre une excellente isolation thermique et acoustique. Le chanvre régule naturellement l'humidité et contribue à créer une atmosphère saine à l'intérieur des bâtiments. Sa culture nécessite peu d'eau et d'intrants, ce qui en fait une option particulièrement écologique.
Le béton de chanvre, mélange de chènevotte (partie ligneuse de la tige de chanvre) et de chaux, présente des propriétés particulièrement intéressantes pour la construction. Il peut être utilisé en remplissage de murs à ossature bois, en isolation de toiture ou en chape isolante. Sa mise en œuvre nécessite un savoir-faire spécifique, mais offre des performances thermiques et acoustiques exceptionnelles, tout en assurant une régulation naturelle de l'humidité.
Terre crue : régulation hygrothermique naturelle
La terre crue est un matériau ancestral qui connaît un regain d'intérêt dans la construction écologique. Utilisée sous forme de pisé, de briques de terre compressée ou d'enduits, elle offre une excellente régulation hygrothermique naturelle. La terre crue absorbe et restitue l'humidité ambiante, contribuant ainsi à maintenir un taux d'humidité optimal dans les bâtiments. Elle possède également une forte inertie thermique, permettant de stocker la chaleur et de la restituer progressivement.
La mise en œuvre de la terre crue nécessite un savoir-faire spécifique, mais offre de nombreux avantages en termes de confort et de performances environnementales. Elle permet notamment de réduire les besoins en chauffage et en climatisation, tout en créant une atmosphère saine et agréable. La terre crue peut être utilisée en structure porteuse (pisé), en remplissage (torchis) ou en finition (enduits), offrant ainsi une grande diversité d'applications dans la construction écologique.
Paille : structure porteuse et isolation intégrée
La paille est un matériau biosourcé de plus en plus utilisé dans la construction écologique. Sous forme de bottes compressées, elle peut être utilisée comme structure porteuse et isolation intégrée. La construction en paille offre d'excellentes performances thermiques et acoustiques, tout en permettant une régulation naturelle de l'humidité. La paille est un matériau disponible localement, peu coûteux et facilement recyclable en fin de vie.
La technique de construction en paille la plus répandue est celle des bottes de paille porteuses, où les murs sont constitués de bottes empilées et comprimées. Cette méthode permet de réaliser des bâtiments très performants sur le plan énergétique, avec une isolation intégrée. La paille peut également être utilisée en remplissage d'une ossature bois, offrant ainsi une grande flexibilité architecturale. Dans tous les cas, il est essentiel de protéger la paille de l'humidité et des rongeurs par des enduits adaptés et une mise en œuvre soignée.
Techniques de construction passive et basse consommation
Les techniques de construction passive et basse consommation visent à réduire drastiquement les besoins énergétiques des bâtiments. Elles reposent sur une conception optimisée, une isolation performante et des systèmes de ventilation efficaces. Ces approches permettent de créer des bâtiments confortables et économes en énergie, tout en minimisant leur impact environnemental.
Standard passivhaus : principes et critères de certification
Le standard Passivhaus, développé en Allemagne dans les années 1990, est devenu une référence mondiale en matière de construction basse consommation. Il repose sur cinq principes fondamentaux : une isolation thermique renforcée, des menuiseries très performantes, une étanchéité à l'air parfaite, une ventilation double flux avec récupération de chaleur et la suppression des ponts thermiques. Un bâtiment certifié Passivhaus doit consommer moins de 15 kWh/m²/an pour le chauffage et la climatisation, et avoir une consommation totale en énergie primaire inférieure à 120 kWh/m²/an.
La certification Passivhaus impose des critères stricts en termes de performances énergétiques et de confort. Elle nécessite une conception minutieuse et une mise en œuvre irréprochable. Les bâtiments passifs offrent un confort thermique exceptionnel en toutes saisons, avec des besoins en chauffage et en climatisation quasi nuls. Bien que l'investissement initial soit plus élevé, les économies d'énergie réalisées sur le long terme permettent un retour sur investissement intéressant.
Orientation bioclimatique : optimisation des apports solaires
L'orientation bioclimatique est un principe fondamental de la construction écologique. Elle consiste à concevoir le bâtiment en fonction du climat local et de l'ensoleillement pour optimiser les apports solaires gratuits et réduire les besoins en chauffage et en climatisation. Une orientation sud des pièces de vie permet de maximiser les apports solaires en hiver, tandis que des protections solaires adaptées limitent les surchauffes en été.
La conception bioclimatique prend également en compte les vents dominants et la topographie du terrain pour créer un microclimat favorable autour du bâtiment. Elle intègre des éléments tels que des murs capteurs, des serres ou des puits canadiens pour tirer le meilleur parti des ressources naturelles disponibles. L'orientation bioclimatique permet ainsi de réduire significativement les besoins énergétiques du bâtiment tout en améliorant le confort des occupants.
Étanchéité à l'air : mise en œuvre et tests blower door
L'étanchéité à l'air est un élément crucial dans la construction de bâtiments performants. Elle permet de limiter les infiltrations d'air parasites, sources de déperditions thermiques et d'inconfort. Une bonne étanchéité à l'air repose sur une conception soignée des détails constructifs et une mise en œuvre rigoureuse. Les points sensibles, tels que les jonctions entre les différents éléments de l'enveloppe, doivent faire l'objet d'une attention particulière.
Le test Blower Door, ou test d'infiltrométrie, permet de mesurer et de contrôler l'étanchéité à l'air d'un bâtiment. Il consiste à mettre le bâtiment en surpression ou en dépression à l'aide d'un ventilateur puissant et à mesurer le débit d'air nécessaire pour maintenir cette différence de pression. Ce test permet de détecter les fuites d'air et de vérifier la conformité du bâtiment aux exigences réglementaires ou aux standards de performance visés. Pour un bâtiment passif, le taux de renouvellement d'air doit être inférieur à 0,6 volume par heure sous une différence de pression de 50 Pascal.
Ventilation double flux : récupération de chaleur et qualité de l'air
La ventilation double flux avec récupération de chaleur est un élément essentiel des bâtiments basse consommation. Elle permet d'assurer un renouvellement d'air optimal tout en limitant les pertes thermiques. Le principe est simple : l'air vicié extrait des pièces humides (cuisine, salle de bains, WC) passe par un échangeur de chaleur où il cède ses calories à l'air neuf entrant. Ce système permet de récupérer jusqu'à 90% de la chaleur qui serait perdue avec une ventilation classique.
La ventilation double flux offre de nombreux avantages en termes de confort et de qualité de l'air intérieur. Elle permet de filtrer l'air entrant, réduisant ainsi les pollens, poussières et autres particules fines. Elle contribue également à maintenir un taux d'humidité optimal, limitant les risques de condensation et de développement de moisissures. Enfin, elle permet de réaliser des économies d'énergie significatives, notamment dans les régions aux hivers rigoureux.
Gestion durable de l'eau et de l'énergie
La gestion durable de l'eau et de l'énergie est un aspect crucial de la construction écologique. Elle vise à réduire la consommation de ressources naturelles et à minimiser l'impact environnemental des bâtiments. Des solutions innovantes permettent aujourd'hui de récupérer et de traiter les eaux pluviales, de gérer efficacement les eaux usées et de produire de l'énergie renouvelable sur site.
Récupération des eaux pluviales : dimensionnement et filtration
La récupération des eaux pluviales est une pratique de plus en plus répandue dans la construction écologique. Elle permet de réduire la consommation d'eau potable pour des usages ne nécessitant pas une qualité d'eau élevée, comme l'arrosage du jardin, le nettoyage des extérieurs ou les chasses d'eau des toilettes. Le dimensionnement du système de récupération dépend de la surface de toiture, de la pluviométrie locale et des besoins en eau non potable.
Un système de récupération des eaux pluviales comprend généralement une surface de collecte (toiture), des gouttières et descentes, un système de filtration, une cuve de stockage et un dispositif de pompage. La filtration est une étape importante pour garantir la qualité de l'eau stockée. Elle peut être réalisée par des filtres à sable, des filtres à charbon actif ou des systèmes de filtration membranaire. Il est également recommandé d'installer un dispositif de disconnexion pour éviter tout risque de contamination du réseau d'eau potable.
Phytoépuration : traitement naturel des eaux usées
La phytoépuration est une technique de traitement naturel des eaux usées qui utilise les capacités épuratrices des plantes et des micro-organismes associés. Elle permet de traiter les eaux grises (douches, lavabos, lave-linge) et parfois les eaux vannes (toilettes) de manière écologique et économique. Le principe repose sur la filtration des eaux usées à travers des bassins plantés de végétaux adaptés, tels que les roseaux, les iris ou les joncs.
Un système de phytoépuration comprend généralement plusieurs étages de filtration : un prétraitement pour éliminer les matières en suspension, un ou plusieurs bassins à écoulement vertical pour la dégradation de la matière organique, et éventuellement un bassin à écoulement horizontal pour l'affinage. Cette technique présente de nombreux avantages : faible consommation d'énergie, intégration paysagère, absence d'odeurs et création de biotopes favorables à la biodiversité. Elle nécessite cependant une surface suffisante et un entretien régulier pour maintenir son efficacité.
Pompes à chaleur géothermiques : principes et rendement
Les pompes à chaleur géothermiques utilisent l'énergie thermique stockée dans le sol pour chauffer ou rafraîchir les bâtiments. Elles fonctionnent sur le principe du transfert de chaleur entre le sous-sol et le bâtiment, via un fluide caloporteur circulant dans des capteurs enterrés. Ces systèmes offrent un excellent rendement, avec un coefficient de performance (COP) pouvant atteindre 5, ce qui signifie que pour 1 kWh d'électricité consommé, 5 kWh de chaleur sont produits.
Il existe deux types principaux de capteurs géothermiques : les capteurs horizontaux, installés à faible profondeur sur une grande surface, et les sondes verticales, qui descendent jusqu'à 100 mètres de profondeur. Le choix du type de capteur dépend de la configuration du terrain et des besoins énergétiques du bâtiment. Les pompes à chaleur géothermiques présentent de nombreux avantages : faible consommation d'énergie, stabilité de la production de chaleur toute l'année et possibilité de rafraîchissement passif en été. Leur coût d'installation est cependant plus élevé que celui d'autres systèmes de chauffage.
Panneaux photovoltaïques : autoconsommation et stockage
Les panneaux photovoltaïques permett
ent de produire de l'électricité à partir de l'énergie solaire, contribuant ainsi à réduire la dépendance aux énergies fossiles. L'autoconsommation, qui consiste à consommer directement l'électricité produite sur place, est de plus en plus populaire dans la construction écologique. Elle permet de réduire la facture d'électricité et d'augmenter l'autonomie énergétique du bâtiment.Le dimensionnement d'une installation photovoltaïque en autoconsommation dépend de plusieurs facteurs : la consommation électrique du bâtiment, la surface disponible pour les panneaux, l'orientation et l'inclinaison de la toiture, et le budget alloué. Il est important de noter que la production solaire est variable selon les saisons et les conditions météorologiques. Pour optimiser l'autoconsommation, il est possible de coupler l'installation à un système de stockage par batteries, permettant d'utiliser l'électricité produite même en l'absence de soleil.
Certifications et labels environnementaux
Les certifications et labels environnementaux permettent de garantir et de valoriser les performances environnementales des bâtiments. Ils offrent un cadre de référence pour les maîtres d'ouvrage, les concepteurs et les utilisateurs, et contribuent à promouvoir les meilleures pratiques en matière de construction écologique.
HQE (haute qualité environnementale) : critères et processus
La certification HQE (Haute Qualité Environnementale) est une démarche volontaire visant à limiter les impacts environnementaux d'un bâtiment tout au long de son cycle de vie. Elle repose sur 14 cibles regroupées en quatre thèmes : éco-construction, éco-gestion, confort et santé. Chaque cible est évaluée selon trois niveaux de performance : base, performant et très performant.
Le processus de certification HQE comprend plusieurs étapes : la définition du profil environnemental souhaité, la réalisation d'audits à différentes phases du projet (programmation, conception, réalisation), et la délivrance du certificat final. La certification HQE permet de valoriser les efforts réalisés en matière de qualité environnementale et d'offrir des garanties aux utilisateurs du bâtiment.
BREEAM : évaluation globale de la performance environnementale
BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) est un système d'évaluation et de certification de la performance environnementale des bâtiments, développé au Royaume-Uni et utilisé dans de nombreux pays. Il couvre neuf catégories : management, santé et bien-être, énergie, transport, eau, matériaux, déchets, utilisation des sols et écologie, et pollution.
L'évaluation BREEAM attribue des points pour chaque critère, qui sont ensuite pondérés pour obtenir une note globale. Les niveaux de certification vont de "Pass" à "Outstanding". BREEAM se distingue par sa flexibilité et son adaptabilité à différents types de bâtiments et contextes nationaux. Cette certification est particulièrement reconnue pour les projets de grande envergure et les bâtiments tertiaires.
E+C- : expérimentation pour bâtiments à énergie positive
Le label E+C- (Énergie Positive et Réduction Carbone) est une expérimentation lancée en France pour préfigurer la future réglementation environnementale des bâtiments neufs. Il vise à promouvoir les bâtiments à énergie positive et à faible empreinte carbone. Le label E+C- évalue deux critères principaux : la performance énergétique (bilan BEPOS) et l'empreinte carbone sur l'ensemble du cycle de vie du bâtiment.
Le label propose quatre niveaux de performance énergétique (de E1 à E4) et deux niveaux de performance carbone (C1 et C2). L'obtention du label nécessite une évaluation détaillée des consommations énergétiques et des émissions de gaz à effet de serre, depuis la production des matériaux jusqu'à la fin de vie du bâtiment. Cette expérimentation permet de tester et d'affiner les méthodes de calcul et les seuils de performance en vue de la généralisation des bâtiments à énergie positive.
Rénovation écologique du bâti existant
La rénovation écologique du bâti existant est un enjeu majeur pour réduire l'impact environnemental du secteur du bâtiment. Elle permet d'améliorer les performances énergétiques et le confort des bâtiments anciens, tout en préservant leur valeur patrimoniale. La rénovation écologique nécessite une approche globale, prenant en compte les spécificités de chaque bâtiment.
Isolation thermique par l'extérieur : matériaux et mise en œuvre
L'isolation thermique par l'extérieur (ITE) est une technique efficace pour améliorer les performances énergétiques des bâtiments existants. Elle consiste à appliquer une couche isolante sur les murs extérieurs, permettant de traiter les ponts thermiques et de préserver l'inertie thermique des murs. Les matériaux utilisés pour l'ITE peuvent être des panneaux rigides (polystyrène, laine de roche) ou des matériaux biosourcés (fibre de bois, liège).
La mise en œuvre de l'ITE nécessite une préparation soignée du support et une attention particulière aux points singuliers (fenêtres, balcons, jonctions avec la toiture). Une fois l'isolant posé, il est recouvert d'un enduit de protection et de finition. L'ITE présente l'avantage de ne pas réduire la surface habitable et de pouvoir être réalisée sans perturber les occupants. Elle permet également de rénover l'aspect extérieur du bâtiment.
Restauration du patrimoine : techniques compatibles RT 2012
La restauration du patrimoine bâti pose des défis particuliers en matière de rénovation écologique. Il s'agit de concilier l'amélioration des performances énergétiques avec la préservation des qualités architecturales et historiques du bâtiment. Des techniques spécifiques permettent de respecter les exigences de la RT 2012 (Réglementation Thermique) tout en préservant le caractère patrimonial.
Parmi ces techniques, on peut citer l'utilisation d'enduits isolants à base de chaux et de chanvre, compatibles avec les murs anciens en pierre ou en terre, l'isolation des combles avec des matériaux respirants, ou encore l'installation de fenêtres sur mesure alliant performance thermique et esthétique traditionnelle. La ventilation peut être assurée par des systèmes hygroréglables adaptés aux bâtiments anciens. Ces interventions doivent être menées par des professionnels qualifiés, capables de comprendre et de respecter les spécificités du bâti ancien.
Diagnostic de performance énergétique : outils et interprétation
Le diagnostic de performance énergétique (DPE) est un outil essentiel pour évaluer l'efficacité énergétique d'un bâtiment et identifier les améliorations possibles. Il fournit une estimation de la consommation d'énergie et des émissions de gaz à effet de serre, ainsi qu'une liste de recommandations pour améliorer la performance énergétique. Le DPE utilise une échelle de A à G pour classer les bâtiments, A étant le plus performant.
L'interprétation du DPE doit prendre en compte plusieurs facteurs, tels que l'année de construction du bâtiment, les systèmes de chauffage et de ventilation en place, et l'état général de l'enveloppe. Les recommandations du DPE doivent être hiérarchisées en fonction de leur rapport coût/efficacité et de leur faisabilité technique. Il est important de noter que le DPE n'est qu'un point de départ et qu'une analyse plus approfondie, éventuellement complétée par une thermographie infrarouge ou un test d'étanchéité à l'air, peut être nécessaire pour établir un plan de rénovation complet et efficace.