6. Besoin en énergie

Les besoins en énergie d’une maison passive sont très faibles en raison de son efficacité énergétique. Les systèmes traditionnels de chauffage, largement surdimensionnés, ne conviennent donc pas.

6.1. Chauffage et eau chaude sanitaire (ECS)

Le tableau 3 fournit une synthèse des différents systèmes de chauffage dans le projet Cepheus. La plupart des installations ne dépassent pas une puissance de 50 W/m². Mais quel que soit le type de projet (maison isolée, mitoyenne, appartement…), on est frappé par la grande diversité des solutions employées : combinaison ou non de l’appoint de chauffage et de l’ECS, différents types de pompe à chaleur, etc.

tab03 Tableau 3 : Systèmes utilisés dans les projets Cepheus pour l’ECS et l’appoint de chauffage . (Source : Cepheus) 1) T : maisons mitoyennes, A : immeubles à appartements, S : maison unifamilliale ; 2) DHW : eau chaude sanitaire, SH : chauffage de l’espace ; 3) AA : pompe à chaleur air/air, AW : pompe à chaleur air/eau, B: ballon de stockage, DH: réseau de chaleur de ville, e: électricité, G: chaudière au gaz à condensation, S: panneaux solaires thermiques, SW: pompe à chaleur sol/eau, W: granulés de bois.

Il est donc important de souligner à nouveau que dans la réalisation d’une maison passive, il y une obligation de résultat mais pas une obligation de moyen. Une grande liberté est laissée à l’architecte, qui peut ainsi laisser libre cours à sa créativité.

Pour rappel, les critères à respecter sont les suivants :

- Consommation énergie pour le chauffage : max 15 kWh/m².an

- Consommation énergie totale (chauffage, eau chaude, électricité…) : max 42 kWh/m².an

- Consommation d’énergie primaire : max 120 kWh/m².an

Si le choix du système de chauffage est libre, on se rend bien compte qu’avec l’électricité, par exemple, comme unique source d’énergie pour le supplément de chauffage, on risque très fort d’atteindre la limite d’énergie primaire autorisée… Sauf bien entendu si l’électricité est produite grâce à des cellules photovoltaïques ou éventuellement une éolienne. En effet, en prenant le pire des cas, où l’électricité fournit les 42 kWh/m².an, et en sachant que le coefficient d’énergie primaire de l’électricité est de 3, on arrive à 126 kWh/m².an, ce qui est au-dessus du maximum toléré. Par contre, si on utilise des granulés de bois pour l’appoint de chauffage (15 kWh/m².an), même en admettant que l’eau chaude soit produite avec l’électricité, on arrive à [(15 x 0,7) + (27 x 3)] = 91,5 kWh/m².an seulement.

D’autre part, comme le besoin de chaleur pour le chauffage est très réduit dans une maison passive, le besoin de chaleur pour l’eau chaude sanitaire prend proportionnellement plus d’importance. Dans certains cas, le besoin en chaleur pour l’eau chaude atteint 70% du besoin en chaleur total du bâtiment. Il faut donc lui consacrer une attention particulière, d’autant plus que, contrairement au chauffage, on a besoin d’eau chaude toute l’année (légèrement moins l’été). Dans une maison traditionnelle, on profite du chauffage pour produire l’ECS ; dans une maison passive, c’est l’inverse.

Les capteurs solaires trouvent ici tout leur intérêt. Les pertes thermiques étant assez importantes au niveau de la distribution d’eau chaude dans la maison, il convient de prévoir au mieux le système pour éviter les longueurs de tuyaux favorisant les pertes. Un principe intéressant consiste à placer les tuyaux de telle sorte que les pertes servent de gains internes pour le chauffage. Dans les maisons de Lucerne (Suisse), le système de distribution d’eau chaude dans la salle de bain a volontairement été peu isolé pour éviter de devoir y installer un petit chauffage d’appoint ponctuel.

fig075 Figure 75 : Ensemble de logements à Nebikon (Lucerne, Suisse) (Source : Cepheus)

Une maison passive nécessite peu de chauffage parce que la la chaleur y est piégée à l’intérieur du bâtiment. Cela présente bien entendu d’énormes avantages (économie, etc.), mais aussi, cependant, un inconvénient : si on s’absente pendant une semaine ou deux en plein hiver, il vaut mieux laisser la ventilation fonctionner (puissance minimum). En effet, une maison passive se refroidit très lentement mais tout aussi sûrement qu’un bâtiment conventionnel. Si la ventilation (et donc l’appoint de chauffage) a été débranchée pendant l’absence, il faudra réchauffer l’ambiance intérieure assez fortement au retour et cela prendra du temps puisque l’installation de chauffage de la maison passive n’est pas dimensionnée pour un tel effort.

6.1.1. Quelques systèmes courants.

Note : la liste de systèmes présentée ci-après n’est pas exhaustive, elle reprend des cas typiques issus des projets Cepheus.

Pour le chauffage de l’eau chaude sanitaire (ECS), des capteurs solaires sont souvent mis en place avec, au besoin, un appoint électrique ou combiné au système de chauffage.

Pour le chauffage, les solutions techniques sont plus nombreuses. Comme on l’a montré, le besoin de chaleur pour le chauffage d’une maison passive est tellement faible que la ventilation utilisée pour distribuer cet appoint.

Ces besoins limités simplifient grandement la distribution de la chaleur : soit on préchauffe l’air entrant (différentes façons), soit on installe un chauffage indépendant. Plus rarement, aucun chauffage d’appoint n’est prévu! C’est le cas dans la maison de Heusden.

Lorsqu’on préchauffe l’air à partir du ballon d’eau chaude avant de le distribuer, l’eau de ce ballon ne peut pas excéder 50 – 55 °C pour éviter la carbonisation odorante et malsaine de la poussière.

Fonctionnement d’un chauffe-eau solaire.

Le rayonnement solaire (direct ou diffus) traverse la vitre du capteur. Dans le caisson du panneau solaire, une surface absorbante capte l’infrarouge du rayonnement. Celui-ci est piégé par la vitre. Entre la plaque absorbante et l’isolation arrière du panneau, un circuit d’eau collecte la chaleur. Ce circuit échange la chaleur dans un boiler via un échangeur. Un circuit (secondaire) peut distribuer l’eau chaude ou alimenter le chauffage via le ballon de stockage. Un circuit d’appoint est également possible. Parfois, un deuxième ballon de stockage est installé pour augmenter la capacité.

fig076 Figure 76: Capteur solaire thermique. (Source : Pour une amélioration de la performance énergétique des logements neufs, MRW, 2004)

A. Chauffage via la ventilation

a. capteur solaire + gaz

Le principe est le suivant : l’eau chaude sanitaire est préchauffée grâce à des panneaux solaires. L’appoint de chaleur est fourni par une petite chaudière à condensation (max 15 kW) au gaz naturel. Elle peut être branchée sur le boiler (elle fonctionne alors à haut rendement), ou sur la ventilation pour en préchauffer l’air entrant dans la maison (faible rendement).

L’approvisionnement en gaz suppose une infrastructure et un raccordement au réseau qui implique des frais. Au vu de la très faible consommation d’une maison passive, ce forfait de base est fort important et peut même dépasser le montant de la consommation. On considère que le raccordement au gaz ne devient intéressant qu’à partir de 5 unités de logements.

Un autre inconvénient est qu’une cheminée est nécessaire. Or les cheminées sont responsables de pertes de chaleur supplémentaires. Il faut donc penser à bien les isoler et à les construire sans pont thermique.

Exemple de Steyr

Le système décrit ci-dessus a été appliqué dans les trois maisons de Steyr. Des capteurs solaires chauffent un ballon d’eau d’environ 400 litres et l’appoint est assuré par une chaudière à condensation (3-15 kW). La chaudière aide aussi à préchauffer l’air entrant. En supplément, un puits canadien a également été placé pour les deux maisons des extrémités. Pour la maison du milieu, il aurait fallu passer sous les fondations et le dispositif n’a pas été installé pour des raisons de coût et d’accessibilité en cas de problème. C’est alors une résistance électrique qui amène l’air entrant à une température supérieure à 0°C.

fig077 Figure 77 : Maisons de Steyr. (Source : Cepheus - Photo : Martinez)
fig078 Figure 78 : Puits canadien pour les maisons 1 et 3. (Source : Cepheus)
fig079 Figure 79 : Production et distribution de la chaleur pour les maisons 1 et 3. (Source : Cepheus)
b. capteur solaire + pompe à chaleur air / eau

Une solution très simple est offerte par les systèmes “compacts”, qui combinent la production d’eau chaude, la ventilation et le préchauffage de l’air entrant.

Le principe est le suivant : une pompe à chaleur air/eau est couplée au ventilateur avec récupération de la chaleur à environ 80%. D’une puissance de seulement 1,5 kW, elle transfère la chaleur résiduelle de l’air vicié vers le ballon d’eau sanitaire. Ensuite, un autre échangeur disposé entre l’eau chaude et l’air pulsé fournit le supplément de chaleur nécessaire à l’habitation. Comme la pompe à chaleur ne suffit pas à fournir toute l’énergie nécessaire, un appoint solaire ou électrique doit nécessairement venir en renfort.

Pour éviter une consommation relativement importante d’électricité, des capteurs solaires sont recommandés. La plupart des appareils de ce type sont d’ailleurs prévus pour être reliés aux panneaux solaires. La résistance électrique n’intervient alors plus que les jours de grand froid où la demande de chaleur est plus importante. Leur consommation est alors négligeable.

fig080 Figure 80 : Principe de l’appareil. (Source : Passivhaus Institut, Darmstadt)

L’avantage de ce genre de système est son faible encombrement. En effet, il prend la même place au sol que d’une machine à lessiver, mais sur 2 m de haut. Un autre avantage est qu’il n’est pas nécessaire de stocker du carburant. Par contre, l’inconvénient majeur de ce système compact est le recours à l’électricité dont il faudrait assurer plus de sources renouvelables. Globalement, cela reste une excellente solution.

fig081 Figure 81 : Vitotres 343 de Viessmann. (Source : www.viessmann.at)
Pompe à chaleur

Une pompe à chaleur est un dispositif thermodynamique permettant de transférer la chaleur du milieu le plus froid (et donc le refroidir encore) vers le milieu le plus chaud (et donc de le chauffer), alors que spontanément la chaleur se diffuse du plus chaud vers le plus froid jusqu’à l’égalité des températures. C’est le principe du frigo. Certaines pompes à chaleur travaillent sur la chaleur de l’air, d’autres avec la chaleur de l’eau ou du sol. Certains modèles sont réversibles, capable de transférer de la chaleur de la maison vers le sol.

La chaleur prélevée dans l’air, dans le sol ou dans l’eau est acheminée vers l’évaporateur qui la transmet au fluide caloporteur (à faible point d’ébullition) de la pompe à chaleur. Ce fluide change d’état et se transforme alors en vapeur. Le compresseur comprime cette vapeur, augmentant ainsi sa température. C’est au niveau du condenseur que la vapeur surchauffée transmet sa chaleur au circuit à eau ou à air du système de chauffage. Le fluide caloporteur, toujours comprimé, redevient liquide. La soupape de détente réduit la pression du fluide caloporteur. La température de ce dernier s’abaisse fortement le rendant prêt pour une nouvelle absorption de chaleur de l’environnement et le cycle peut recommencer.

fig082 Figure 82 : Fonctionnement d’une pompe à chaleur. (Source : www.pac.ch)
Exemple de Dornbirn

Dans la maison de Dornbirn (Autriche), ce système a été choisi et a été placé de façon judicieuse près de la salle de bain et au-dessus de la cuisine pour raccourcir au maximum les conduites. L’appareil est été isolé dans 10 à 15 cm de cellulose pour éviter les pertes par transmission.

fig083 Figure 83 : Maison de Dornbirn (Source : Cepheus - Photo : Martinez)
fig084 Figure 84 : Production et distribution de la chaleur pour la maison de dornbirn. (Source : Cepheus)
c. capteur solaire + pompe à chaleur air /air

Dans ce cas de figure, les deux fonctions (eau chaude et chauffage) sont distinctes. Pour l’eau chaude, ce sont des panneaux solaires qui assurent le réchauffement d’un ballon d’eau. Pour le chauffage, une pompe à chaleur air/air est couplée au ventilateur. Elle transfère la chaleur résiduelle de l’air vicié directement à l’air entrant au lieu de la communiquer au ballon d’eau comme dans le cas précédent.

On peut également préchauffer l’air grâce à un puits canadien. Dans la première maison passive de Belgique, à Heusden-Destelbergen, le puits canadien suffit à obtenir une température confortable à l’intérieur tout l’hiver. D’ailleurs, la maison n’est pas équipée d’une pompe à chaleur.

Inversement, on pourrait imaginer un échangeur entre le ballon d’eau chaude et l’air entrant si la pompe à chaleur ne suffit pas.

Exemple de Hörbranz (maison 1 et 2)
fig085 Figure 85 : Maisons de Hörbranz. (Source : Cepheus - Photo : Martinez)

A Hörbanz, la façade sud de ces trois maisons mitoyennes est entièrement couverte de capteurs solaires (49 m²) placés verticalement. Les capteurs et le mur ne sont pas thermiquement séparés. L’isolation thermique du collecteur est donc meilleure, ce qui réduit les coûts. Il y a également moins de pertes par transmission au niveau du mur puisque la plupart du temps, la température du capteur est supérieure à la température extérieure. Le fait que les panneaux soient verticaux réduit le rendement annuel de l’installation comparée à la pente optimale, mais le rendement en hiver est augmenté (soleil bas donc rayons plus proches de l’horizontale) et le rendement général est donc plus équilibré au cours de l’année.

fig086 Figure 86 : Coupe détaillée dans la façade sud avec les collecteurs solaires intégrés. (Source : Cepheus)

Les capteurs solaires génèrent de l’eau chaude dans le ballon de distribution ou dans le ballon de stockage (qui vient en renfort lorsque le ballon de distribution ne suffit plus). Le système de ventilation dispose d’un puits canadien et d’une pompe à chaleur air/air.

fig087 Figure 87 : Production et distribution de la chaleur. (Source : Cepheus)
d. capteur solaire + granulés de bois

Le bois peut aussi constituer un combustible intéressant parce qu’il s’agit d’une énergie renouvelable, c’est-à-dire que, globalement, l’utilisation de bois n’a pas d’influence négative sur l’effet de serre : lors de sa combustion, le bois ne libère que la quantité de CO2 qu’il a assimilé durant sa croissance… L’utilisation de granulés de bois participe donc au développement durable. La consommation de bois, comme source d’énergie, est respectueuse de l’environnement, pour autant que leur combustion soit bien réalisée.

Les granulés de bois (aussi appelé pellets) sont constitués à 100 % de bois naturel. La matière première pour leur production est composée de déchets de scierie provenant de la première transformation du bois.

fig088 Figure 88 : Granulés de bois. (Source : www.pelletsheizung.at)

Cette matière première est broyée, séchée, comprimée et granulée. Un intérêt certain de ce combustible est sa haute capacité calorifique (5 kWh/kg). Comme comparaison énergétique, on peut dire que 2 kg de granulés de bois correspondent à un litre de mazout.

fig089 Figure 89 : Chaudière à granulés de bois. (Source : www.pelletsheizung.at)
fig090 Figure 90 : Principe de la chaudière à granulés de bois. (Source : www.pelletsheizung.at)

Le principe de ce système de chauffage est simple : une chaudière, spécialement conçue pour des puissances réduites, fonctionne avec des granulés de bois comme combustible. Elle chauffe l’eau d’un ballon qui distribue l’eau chaude sanitaire et qui préchauffe l’air entrant au moyen d’un échangeur de chaleur. Des panneaux solaires peuvent également contribuer au chauffage de l’eau.

fig091 Figure 91 : Poêle à granulés de bois. (Source : www.exinor-sa.com)

Les granulés de bois sont aussi utilisables dans un poêle. Ici, par exemple, le système présente une puissance de 10 kW. Deux kiloWatts sont dissipés par rayonnement à travers le poêle lui-même et les huit autres servent à chauffer l’eau du ballon pour l’eau chaude sanitaire. On peut aussi imaginer un petit circuit qui préchaufferait l’air entrant pour les autres pièces de la maison. Avec de telles chaudières, il est préférable de couper l’installation en été (2kW rayonnants !). Il est donc optimal de coupler le poêle à des capteurs solaires.

Le bois présente le facteur d’énergie primaire le plus intéressant. En effet, pour les granulés de bois, il est de 0,1 comparé à 1,15 pour le gaz, ou 2,7 pour l’électricité… Mais l’inconvénient de ce système est qu’il faut prévoir une (petite) surface de stockage des granulés ; de plus, comme pour le gaz, une cheminée est indispensable.

Le chauffage aux granulés de bois n’est pas du tout réservé aux maisons passives. Dans certains pays comme l’Autriche, la Suisse et les pays nordiques, c’est une façon de se chauffer déjà bien répandue. En Belgique, les produits sont disponibles mais encore peu connus.

Les fabricants ont conçu des chaudières moins puissantes spécialement pour les maisons passives.

Exemple de Wolfurt

Dans les appartements de Wolfurt, on a employé le système d’une chaudière centrale à granulés de bois couplée à des panneaux solaires. La chaudière a été placée dans la cave d’un des deux bâtiments ; elle chauffe cependant le ballon d’eau des deux bâtiments.

Chaque appartement dispose de son propre système de ventilation avec récupération de chaleur et d’un échangeur de chaleur entre l’eau chaude et l’air entrant. Un puits canadien est également installé.

fig092 Figure 92 : Logements groupés de Wolfurt. (Source : Cepheus - Photo : Martinez)
fig093 Figure 93 : Production et distribution de la chaleur. (Source : Cepheus)

L’eau qui sert à préchauffer l’air sert aussi au préalable à alimenter un radiateur d’appoint dans la salle de bain.

Les performances du bâtiment ne sont cependant pas celles attendues. C’est probablement dû à de grandes longueurs de tuyaux, à une mise en œuvre peu rigoureuse ou à une mauvaise isolation des ballons d’eau.

Exemple de Horn.
fig094 Figure 94 : Maison de Horn. (Source : Cepheus - Photo : Martinez)

Dans la maison de Horn, le principe est sensiblement identique à celui de l’ensemble de Wolfurt, à la seule différence qu’on a également disposé un chauffage rayonnant dans le living et la salle de bain. De façon générale, on pourrait se poser la question de la pertinence d’un dispositif additionnel de chauffage (ici par les murs) parce que cela complique le système et augmente considérablement les coûts. Des tests vont être réalisés dans les prochains hivers pour vérifier si ces dispositifs sont superflus.[41]

fig095 Figure 95 : Production et distribution de la chaleur. (Source : Cepheus)

B. Chauffage indépendant de la ventilation

Bien que ce ne soit pas l’idéal, il est possible de ne pas utiliser le système de ventilation pour distribuer l’appoint de chaleur. C’est le cas dans l’ensemble de logements de Hallein (Autriche).

Capteur solaire + granulés de bois et radiateurs

Le système recourt aux granulés de bois, mais au lieu de chauffer l’air entrant, la chaleur est distribuée via un système classique de radiateurs. On sort ainsi du principe de la maison passive qui est d’éviter le système de chauffage conventionnel.

Exemple de Hallein
fig096 Figure 96 : Ensemble de Hallein. (Source : Cepheus - Photo : Martinez)

Le chauffage via la ventilation n’a pas été utilisé parce que le promoteur de cet ensemble de 31 appartements craignait que les clients y soient réticents. Un puits canadien est cependant en place.

On trouve deux ballons d’eau chaude. Le ballon principal est alimenté par la chaudière et les panneaux solaires du sud-est. Le deuxième ballon est alimenté par les capteurs du sud-ouest et récupère la chaleur perdue par les congélateurs de tous les locataires placés dans la cave. Astucieux !

fig097 Figure 97 : Production et distribution de la chaleur. (Source : Cepheus)

6.1.2. Mesures et analyses.

A. Chauffage

L’analyse de toutes les maisons de Cepheus pendant la saison de chauffage a prouvé que le chauffage dans une maison passive (quel que soit le système adopté) permet le réglage de la température et que les capacités de chauffage sont toujours suffisantes. La figure 98 indique que, dans les maisons occupées, les températures moyennes de l’air intérieur sont situées entre 19,4°C et 23,4°C de novembre à février.

fig098 Figure 98 : Température de l’air intérieur dans les projets Cepheus de novembre à février. (Source : Cepheus)

Du point de vue des consommations d’énergie pour le chauffage (figure 99), il est intéressant de voir que, dans un même ensemble de logements similaires, les consommations d’énergie par logement sont très variables. Le fait que les habitants n’ont pas tous la même conception du confort est ici clairement mis en évidence.

fig099 Figure 99 : Consommation d’énergie pour le chauffage dans les projets Cepheus d’octobre à mai. (Source : Cepheus)

Pour évaluer la performance des maisons passives, les résultats de chaque projet ont été normalisés à une température intérieure de 20°C, extrapolés pour une année complète et comparés, d’une part, à un bâtiment de référence qui aurait la même géométrie et qui serait construit selon les normes en vigueur dans le pays concerné et, d’autre part, avec la consommation estimée avant construction (figure 100).

fig100 Figure 100 : Economie d’énergie de chauffage (estimée et mesurée) comparée aux valeurs de référence. (Source : Cepheus)

En moyenne, les maisons passives ont permis d’économiser 84 % d’une consommation “normale” (en orange sur la figure 100). L’économie est la plus faible pour les bâtiments qui étaient habités depuis peu lors des mesures (ex : Dornbirn, Horn, Egg). Il est aussi frappant de constater que dans la plupart des cas, les valeurs de consommation mesurées (en vert) sont plus hautes que les valeurs estimées (en bleu). Cela s’explique par plusieurs raisons.

D’une part, les imperfections de la mise en œuvre se traduisent presque invariablement par des fuites. Cela augmente forcément la consommation.

D’autre part, presque tous les bâtiments ont été mesurés pendant la première année d’utilisation. Le fait de chauffer les composants pour la première saison de chauffe (hiver) consomme déjà car l’humidité dans les matériaux de construction doit disparaître, ce qui peut augmenter la consommation de chaleur de 3 à 8 kWh/m².an. Il faut penser aussi que les habitants doivent s’habituer au système de chauffage. On peut donc expliquer cette différence de valeurs par l’existence d’une phase de “mise en route” du bâtiment. Il est à prévoir que les bâtiments consommeront moins les années suivantes comme cela s’est passé dans le lotissement d’Hannovre (figure 101).

fig101 Figure 101 : Consommation d’énergie pour le chauffage dans une maison passive à Hanovre. (Source : Passivhaus Institut, Darmstadt)

B. Eau chaude sanitaire

Comme pour le chauffage, une même disparité dans les consommations entre les logements est constatée pour la consommation d’eau chaude. Celle-ci représente une autre caractéristique typique des demandes en confort des occupants. Les mesures, disponibles uniquement pour l’hiver, ont été extrapolées pour l’année entière sauf à Hanovre où des relevés d’une année complète étaient disponibles (figure 102).

fig102 Figure 102 : Consommation d’énergie pour l’eau chaude sanitaire dans les projets Cepheus. (Source : Cepheus)

Elles montrent que, en moyenne, les niveaux de consommation sont comparables à la consommation typique : 25 litres à 60°C par jour et par personne. Dans certains projets (Kuchl et Horn) le niveau moyen est même clairement supérieur, ce qui indique que le comportement de l’habitant d’une maison passive n’est pas nécessairement cohérent avec l’objectif sous-jacent du bâtiment.

6.2. Equipement électrique

On a vu comment, dans les maisons passives, les besoins en énergie pour le chauffage et pour l’eau chaude sanitaire sont réduits au mieux. Si la consommation en électricité dans ce type de maison reste identique à celle d’un logement “normal”, elle représente alors presque deux fois la consommation d’énergie nécessaire au chauffage (sans compter l’émission de CO2). Ceci est d’autant plus vrai dès qu’on considère l’énergie primaire puisque l’électricité a un coefficient d’énergie primaire élevé par rapport aux autres sources d’énergie.

Pour les maisons passives spécifiquement, il y a une raison supplémentaire de viser l’efficacité électrique. Les sources de chaleur internes (comme le sont les appareils électriques) continuent à produire de la chaleur en été, ce qui est non seulement inutile, mais surtout inconfortable.

Les solutions pour atteindre une meilleure efficacité électrique échappent au projet d’architecture et résident principalement dans le choix des appareils. La tâche est facilitée avec les étiquettes-énergie qui informent des caractéristiques de l’appareil.

fig103 Figure 103 : Etiquette - énergie. (Source : Ademe)

Sur un lave-linge ou un lave-vaisselle classique, plus de 80 % de l’énergie est absorbée par la résistance de chauffage de l’eau. On peut considérablement réduire cette consommation en fournissant aux appareils de l’eau non chauffée électriquement (chauffe-eau solaire par exemple). On équipe alors le lave-linge ou lave-vaisselle d’une double entrée “eau chaude, eau froide”. Cela permet d’injecter directement de l’eau chaude dans l’appareil. Si les lave-vaisselles à double entrée existent sur le marché, en revanche, les lave-linges de ce type sont peu répandus.

Mis à part le choix de l’appareil, il convient aussi de considérer son emplacement. Par exemple, il est conseillé de ne pas installer le réfrigérateur à côté du four. Cela en augmenterait inutilement la consommation.

Une autre façon d’économiser l’électricité est de concevoir des dispositifs qui permettent de moins consommer. Nous avons mentionné l’exemple innovateur de Hallein (Autriche, voir page 111) où une cave a été conçue pour rassembler les congélateurs des 31 ménages occupant le bâtiment. Ils sont tous reliés à une installation de refroidissement commune. Les déperditions sont utilisées pour fournir l’appoint de chaleur à la production de l’eau chaude sanitaire.

La consommation d’électricité reste de toute façon une caractéristique du besoin en confort des occupants (figure 104) et apparaît donc très variable selon les familles. Même dans des projets comme celui de Lucerne (Suisse), où les propriétaires des maisons passives étaient obligés de choisir leur équipement électroménager dans une liste établie par cepheus (classe A et B uniquement), les différences entre logements restent importantes.

fig104 Figure 104 : Consommation d’électricité dans les projets Cepheus. (Source : Cepheus)

Le graphique montre également la moyenne de consommation par rapport à celle d’un bâtiment de référence correspondant (même géométrie et construit selon les normes en vigueur dans le pays concerné). Dans certains cas, il n’y a pas de différence importante, mais, parfois, la consommation de la maison passive est franchement supérieure à sa référence. Cela peut s’expliquer par le fait que, dans ces projets, l’attention s’est surtout focalisée sur le chauffage et l’eau chaude puisque c’est là que les normes sont les plus strictes. Cependant, des exemples tels que celui d’Hanovre nous prouvent qu’il est tout à fait possible de réaliser de belles économies d’électricité dans une maison passive. En effet, dans le cadre de Cepheus, 18 ménages de l’ensemble de logements passifs d’Hanovre-Kronsberg ont participé à des séances personnalisées d’information sur la consommation électrique. La figure 105 montre la consommation moyenne d’un ménage allemand (colonne 1). Ensuite, on trouve la colonne indiquant la consommation théorique optimale des ménages dans une maison passive. La troisième colonne adapte les résultats de la deuxième en fonction des usages spécifiques de chacun des 18 ménages. Enfin, la dernière colonne révèle la consommation réelle et mesurée de ces ménages. Bien qu’elle soit légèrement plus haute que la théorie, on constate une économie de 38% par rapport à la moyenne allemande.

fig105 Figure 105 : Economie d’électricité dans les maisons passives du projet Cepheus à Hanovre (Source : Cepheus)

6.3. Bilan énergétique

Les résultats des mesures effectuées illustrent clairement un bilan positif en matière d’économies d’énergie (figure 106). Par mètre carré et par an, les habitations Cepheus consomment 80% d’énergie en moins pour le chauffage par rapport à une habitation traditionnelle correspondante. Une épargne totale de 56% est obtenue au niveau de l’énergie utile. A cause du rendement des installations, qui est bien entendu inférieur à 100%, et des inévitables imperfections de l’enveloppe, l’épargne est un peu plus faible (52%) en termes d’énergie finale. Par contre, en énergie primaire, on arrive de nouveau à une économie de 57 % grâce à l’utilisation d’énergies renouvelables et de combustibles à faible coefficient d’énergie primaire.

Au vu de ce graphique, on se rend bien compte que c’est au niveau de l’énergie utilisée pour l’eau chaude sanitaire et pour les appareils électriques que l’effort est maintenant à fournir.

fig106 Figure 106 : graphique énergie utile / finale / primaire pour cepheus. (Source : Cepheus)

- Cepheus : valeur moyenne pour les 14 projets (résultat de mesures)

- Référence : valeur moyenne des 14 projets dans le cas du simple respect des normes en vigueur (pour le chauffage, il s’agit d’une valeur calculée, pour l’eau chaude et l’électricité, il s’agit d’une moyenne basée sur les statistiques de chaque pays).

- Énergie utile : énergie utilisée pour répondre à la demande de chaleur nette pour assurer le confort.

- Énergie finale : la quantité d’énergie réellement requise pour le service ou le but d’efficacité calorifique, le mazout requis réellement fourni, l’électricité consommée, la quantité de granulés délivrés… , en tenant compte des rendements des technologies utilisées.

- Énergie primaire : la quantité d’énergie fossile requise pour chaque service ou but d’efficacité calorifique. Ex : énergie de transport pour le combustible bois.




[1]Feist, Wolfgang, Peper, Søren et Görg, Manfred, Final Technical Report, CEPHEUS-Projectinformation, n°36, Hanovre, juillet 2001.



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