oût ment 2010 - init-environnement.com · Document réalisé par David Guibert, Yann Capdequi-Peyranere, Karen Gicquel, Baptiste Decaix, Romain Faurel, Guillaume Vallin Page 10

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Ce document présente un ensemble de solutions de rénovation écologiques pour le projet de la ferme du goût de la Marie de Pau

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Projet d’éco-rénovation de la ferme du goût - 10 février 2010

Document réalisé par David Guibert, Yann Capdequi-Peyranere, Karen Gicquel, Baptiste Decaix, Romain Faurel, Guillaume Vallin Page 2 / 56

La ferme du goût

Projet d’éco rénovation

Figure 1 - La ferme du goût. Photo non contractuelle



1 Table des matières 1 Table des matières ....................................................................................................................................... 3

2 Introduction .................................................................................................................................................. 6

3 Traitement de l’humidité ............................................................................................................................. 7

3.1 Constat ................................................................................................................................................. 7

3.2 Proposition ........................................................................................................................................... 7

3.3 Travaux préalables ............................................................................................................................... 7

4 L’isolation ..................................................................................................................................................... 8

4.1 Dalle ...................................................................................................................................................... 8

4.1.1 Constat ......................................................................................................................................... 8

4.1.2 Proposition ................................................................................................................................... 8

4.1.3 Travaux préalables........................................................................................................................ 9

4.2 Les murs .............................................................................................................................................. 10

4.2.1 Constat ....................................................................................................................................... 10

4.2.2 Proposition ................................................................................................................................. 10

4.2.3 Travaux préalables...................................................................................................................... 11

4.3 La toiture ............................................................................................................................................ 12

4.3.1 Constat ....................................................................................................................................... 12

4.3.2 Proposition ................................................................................................................................. 12

4.4 Le plancher ......................................................................................................................................... 14

4.4.1 Constat ....................................................................................................................................... 14

4.4.2 Proposition ................................................................................................................................. 14

4.5 Calculs des UBât ................................................................................................................................. 15

4.5.1 Calcul du UBât dans l’état actuel du bâtiment ........................................................................... 16

4.5.2 Calcul du UBât avec cette proposition d’isolation ..................................................................... 17

4.5.3 Calcul du UBâtRef RT2005 .......................................................................................................... 18

4.5.4 Conclusion .................................................................................................................................. 18

5 Les huisseries .............................................................................................................................................. 19

5.1 Constats .............................................................................................................................................. 19

5.2 Proposition ......................................................................................................................................... 19

5.2.1 Les cadres et dormants .............................................................................................................. 19

5.2.2 Les vitrages ................................................................................................................................. 19

5.2.3 Les gardes corps et châssis fixes ................................................................................................. 19

5.2.4 Les notions techniques ............................................................................................................... 20

5.3 Etanchéité à l’air des huisseries ......................................................................................................... 20

5.4 Conseils pratiques d’optimisation ...................................................................................................... 21



5.5 Travaux préalables ............................................................................................................................. 21

6 La luminosité et les apports solaires .......................................................................................................... 22

6.1 Constat ............................................................................................................................................... 22

6.1.1 Position du soleil aux solstices d’hiver (+ 1 heure à la montre) ................................................. 22

6.1.2 Position du soleil au solstice d’été (+2 heures à la montre) ...................................................... 23

6.2 Proposition ......................................................................................................................................... 25

6.2.1 Au Rez-de-chaussée .................................................................................................................... 25

6.2.2 L’étage ........................................................................................................................................ 26

6.2.3 Autre solution pour l’apport de lumière .................................................................................... 26

7 La ventilation .............................................................................................................................................. 27

8 Le chauffage et l’eau chaude sanitaire ....................................................................................................... 28

8.1 Calcul du besoin de chauffage ............................................................................................................ 28

8.1.1 Puissance du générateur ............................................................................................................ 28

8.1.2 Dimensionnement du besoin de chauffage ............................................................................... 28

8.2 Choix du système de chauffage .......................................................................................................... 29

8.2.1 Les différents types d’énergie .................................................................................................... 29

8.2.2 Le choix de l’énergie ................................................................................................................... 32

8.2.3 Les différents systèmes de l’énergie bois ................................................................................... 33

8.3 Calcul du besoin d’ECS ........................................................................................................................ 36

8.4 Choix du système d’ECS ...................................................................................................................... 36

9 Les sanitaires et eaux pluviales .................................................................................................................. 38

9.1 Constat ............................................................................................................................................... 38

9.2 Proposition ......................................................................................................................................... 38

9.2.1 Récupération des eaux de pluie ................................................................................................. 38

9.2.2 Toilettes sèches .......................................................................................................................... 38

9.2.3 Toilettes à lombricompost.......................................................................................................... 38

9.3 Travaux préalables ............................................................................................................................. 38

10 Planning ...................................................................................................................................................... 39

11 Les aides financières ................................................................................................................................... 41

11.1.1 Etat : Crédit d’impôt ................................................................................................................... 41

11.1.2 ADEME ........................................................................................................................................ 41

11.1.3 Collectivités territoriales : exonération de taxe foncière ........................................................... 41

11.1.4 Collectivités locales : aides forfaitaires ...................................................................................... 41

11.1.5 Collectivités locales : dépassement de COS de 20%................................................................... 41

11.1.6 Banques : plans de financement ................................................................................................ 41

12 Autres idées ................................................................................................................................................ 42



12.1 Cuisson ............................................................................................................................................... 42

12.2 Aménagement intérieur ..................................................................................................................... 42

12.3 Aménagement extérieur .................................................................................................................... 42

12.4 Eléments à conserver ......................................................................................................................... 42

13 Table des illustrations ................................................................................................................................. 43

14 Annexes ...................................................................................................................................................... 44

14.1 Simulation d’installation d’un système photovoltaïque .................................................................... 44

14.1.1 Simulation ................................................................................................................................... 44

14.1.2 Définitions .................................................................................................................................. 45

14.2 Simulation d’un système d’ECS solaire ............................................................................................... 47

14.2.1 Simulation Tecsol ........................................................................................................................ 47

14.2.2 Simulation Calsol ........................................................................................................................ 48

14.3 Constats sur la maison principale ....................................................................................................... 49

14.3.1 Le préau ...................................................................................................................................... 49

14.3.2 La maison principale. Elle date de 1800 ..................................................................................... 49

14.3.3 L’annexe de la maison principale ............................................................................................... 50

14.4 La thermique du bâtiment (notions de base) ..................................................................................... 52

14.4.1 La conductivité thermique ......................................................................................................... 52

14.4.2 La résistance thermique ............................................................................................................. 52

14.4.3 L’inertie thermique des bâtiments / Capacité thermique .......................................................... 53

14.4.4 La diffusivité thermique ............................................................................................................. 53

14.4.5 L’effusivité thermique ................................................................................................................ 54

14.4.6 La résistance à la diffusion de la vapeur d’eau ........................................................................... 54

14.4.7 La masse volumique ................................................................................................................... 54

14.4.8 L'énergie grise ............................................................................................................................. 55



2 Introduction Dans ce document, l’équipe de INIT-ENVIRONNEMENT vous propose une analyse de la partie grange de la

future ferme du goût. Nous aborderons différents sujets, pour lesquels nous élaborons un certain nombre de

scénarios possibles. En aucun cas ces scénarios sont les seuls envisageables. En effet, en terme d’éco-

rénovation, les solutions sont nombreuses et variées. Celles que nous vous proposons correspondent à des

données concrètes, aux attentes que nous avons comprises de votre part, mais également à notre sensibilité

et notre vision de cette éco-rénovation.

A tout moment, ce que nous proposons tient compte le plus possible de l’impact sur l’environnement, à

savoir :

- La durabilité des matériaux utilisés - Leur proximité - Leur performance énergétique - La matière grise nécessaire à leur production - Leur capacité à être recyclés - Leur impact sur la santé - Les ressources naturelles disponibles (ex: le soleil) - La conservation de l’esthétique du bâti ancien

Nous avons également tâché de prendre en compte l’aspect financier. Cependant, en aucun cas, et pour des raisons évidentes, les ordres de grandeur proposés ne peuvent être pris pour une analyse de rentabilité. Il conviendra de valider ces éléments avec les professionnels concernés par chacun des postes. Nous avons abordé, dans un premier temps, le traitement de l’humidité, qui représente la priorité sur ce bâtiment avant toute autre chose. Ensuite nous avons abordé la question de l’isolation, celle des huisseries et de l’étanchéité à l’air, celle des apports solaires, puis celle de la ventilation. Tous ces éléments sont indispensables pour réaliser une estimation du besoin de chauffage, sujet abordé en suivant. Concernant les systèmes de chauffage et d’eau chaude sanitaire, nous avons procédé de la façon suivante :

- Nous avons d’abord estimé sur la base de calculs utilisés par les professionnels les besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire

- Nous avons ensuite sélectionné les énergies les plus respectueuses de l’environnement - Puis, pour l’énergie que nous avons sélectionnée, nous avons listé les différents combustibles

existants et pris en compte l’aspect financier de ces derniers. Nous vous proposons donc un type d’énergie et de combustible. Pour le choix du matériel, le nombre de combinaisons possibles étant proche de l’infini, seul un professionnel du chauffage pourra, à travers une étude plus approfondie, donner des orientations précises. Enfin, nous vous avons également proposé des solutions écologiques de gestion de l’eau, un planning indicatif des travaux, et des idées complémentaires en lien avec l’activité future de la Ferme du goût. Nous abordons, à plusieurs endroits du document, des notions de thermique du bâtiment. Celles-ci peuvent éventuellement vous paraître complexes. Pour cela, nous avons ajouté en annexe un laïus expliquant les principales notions abordées.



3 Traitement de l’humidité

3.1 Constat Présence de deux dalles béton côté Est devant les entrées principales

Présence de végétaux envahissants et conquérants pouvant mettre en péril la structure du bâti.

Présence d’enduits ciment intérieur et extérieurs qui empêchent les murs de respirer

Infiltrations d’eau en toiture

Aucun drainage des eaux de pluie

Aucune récupération des eaux de pluie

Mur en contact direct avec la terre végétale

Etanchéité en façade nord à la jonction avec le toit du hangar

3.2 Proposition

Décaisser la dalle ciment

Désherbage

Dépose des enduits ciment intérieur et extérieur

Bâchage de la toiture en attendant sa réfection

Traiter les eaux de pluie

Drainage des murs (Cette étape est très importante)

3.3 Travaux préalables Se renseigner au service voirie de la mairie pour réaliser le raccordement des eaux usées et d’eaux propres.

Passer le réseau d’EU et d’Eau potable sous la dalle chaux-chanvre

Il conviendra de louer un engin pour décaisser la dalle, on en profitera pour créer les tranchés autour du bâti

et éventuellement dévégétaliser.



4 L’isolation

4.1 Dalle

4.1.1 Constat

La dalle actuelle n’est pas plane. De plus, elle est en béton et empêche l’humidité provenant du sol de se

réguler. Cette humidité s’échappe donc par les murs, qui se chargent donc eux-mêmes en humidité. Cette

humidité remonte par capillarité et affecte la structure, puisque les enduits extérieurs actuels en ciment

empêchent cette humidité de s’échapper à l’extérieur

4.1.2 Proposition

Nous proposons donc une dalle respirante et plane avec la composition suivante, du sol vers le haut

Description Epaisseur (m) Conductivité λ Densité (kg/m3)

Hérisson 0.2

Dalle en béton de chaux-chanvre 0.12 0.09 380

Chape légère de chaux-sable 0.06 0.7 1600

Total 0.38

La chape légère de chaux-sable serait polie de façon à obtenir une surface plane, et facile à entretenir et à

nettoyer pour les besoins de la ferme du goût

D’un point de vue esthétique, on peut envisager d’ajouter des pigments naturels dans la chape pour lui

donner la couleur souhaitée. Voici un exemple de réalisation

Autre proposition : poser directement un carrelage en tomette sur la dalle


Hérisson 0.2

Dalle en béton de chaux-chanvre 0.12 0.09 380

Tomette en terre cuite + liant 0.05

Total 0.37



Figure 2 - Exemple de réalisation en tomette

Figure 3 - Exemple de réalisation en chaux-sable poli

4.1.3 Travaux préalables

Décaissement de la dalle béton existante en tenant compte des 38 cm d’épaisseur de la solution

proposée

Dans tous les cas, si un poêle de masse est prévu, il devra porter sur une partie de dalle en béton

armé.



4.2 Les murs

4.2.1 Constat

4.2.1.1 Intérieur

A l’intérieur, nous avons constaté la présence d’un enduit chaux-sable probablement d’origine non fibré (à

vérifier) et d’un enduit ciment en partie basse sur environ 1.5 m.

L’enduit chaux est respirant, et se tient bien. Il serait donc inutile de le déposer. L’enduit ciment en revanche

empêche l’humidité de s’échapper, il faut donc le déposer

4.2.1.2 Extérieur

A l’extérieur, il existe deux types d’enduits différents. L’enduit principal qui couvre presque toute la façade et

un enduit ciment en bas à droite de la façade Est.

Figure 4 - Enduit extérieur actuel

4.2.2 Proposition

4.2.2.1 Intérieur

4.2.2.1.1 Solution favorisant la conservation du patrimoine


Enduit isolant

Enduit chaux chanvre 0.03 0.13 270

Finition

Chaux lin (fibres fines) OU 0.02 0.09 270

Chaux sable OU 0.005 0.7 1600

Terre (régule l’hygrométrie) 0.02 0.635 1450

L’enduit isolant permet d’apporter une isolation supplémentaire inexistante aujourd’hui grâce aux fibres

contenues dans le mélange. La finition chaux sable ou terre ou chaux lin permet d’augmenter la sensation de

confort thermique de 2°C pour les personnes se trouvant à l’intérieur et donc de limiter les besoins de

chauffage.



Pour cette solution il faut veiller à protéger le bas du mur à l’aide d’une plinthe

4.2.2.1.2 Solution pour une meilleure isolation thermique.

Pour obtenir le crédit d’impôt il faut obtenir un R de 2.8 en ajout d’isolant sur le mur existant

La solution proposée dans ce cas serait la suivante, en isolation par l’intérieur (meilleur contrôle de

l’hygrométrie sur des murs en pierre par rapport aux différences de pression, sachant que l’on chauffe

l’intérieur, et plus de simplicité et coûts plus bas):

Ossature métallique ou bois de façon à créer un espace de remplissage (permet de passer le réseau

technique).

Deux possibilités pour le remplissage de l’ossature

o Remplissage de140 mm de l’ossature par le dessus (le plancher actuel à déposer) avec du liège

expansé en vrac (billes, ce qui facilitera également le passage du réseau technique) ou de la

chènevotte en vrac. Le liège est intéressant de par sa durabilité (100 ans) et sa résistance parfaite

à l’humidité. Cependant, le liège est moins résistant à la diffusion de la vapeur d’eau (Résistance

à la diffusion de la vapeur d’eau Sd = 1.12 pour 140 mm). Le R résultant sera de R = e/λ = 0.14 /

0.049 = 2.87 et permettra l’obtention du crédit d’impôt

o Remplissage de 120 mm de l’ossature avec des panneaux de fibre de bois de 50 kg/m3 et une

conductivité thermique de 0.038 soit un R de 3.15 en 120 mm. L‘avantage de cette solution est

une meilleure isolation pour une épaisseur moindre, et une meilleure respirabilité (Résistance à

la diffusion de la vapeur d’eau Sd de la laine de bois en 120 mm = 0.6)

Fermacell (le Fermacell est plus résistant à la diffusion de la vapeur d’eau et remplit donc mieux la

fonction de frein-vapeur que le BA13, de plus il est plus dense et offre donc plus d’inertie que ce

dernier). D’autre part, la composition du Fermacell est mieux contrôlée que celle du BA13

4.2.2.2 Extérieur

Nous proposons de refaire un gobetis et corps d’enduit chaux-chanvre de 5 cm et un enduit chaux-sable

d’une épaisseur de 1 cm pour améliorer la respirabilité et la performance thermique du bâtiment tout en

gardant une étanchéité parfaite.


Chaux sable (enduit de finition) 0.01 0.7 1600

Chaux chanvre (gobetis + corps d’enduit) 0.05 0.13 270

4.2.3 Travaux préalables

4.2.3.1 Intérieur

L’enduit ciment en bas de mur doit être déposé

4.2.3.2 Extérieur

L’enduit ciment doit être déposé. Pour des raisons esthétiques et pratiques, ne connaissant pas la

composition exacte de l’enduit actuel, il serait judicieux de déposer tout l’enduit et de le refaire avec un

enduit sain. La dépose doit se faire idéalement au printemps et l’application du nouvel enduit, après séchage

des murs.



4.3 La toiture

4.3.1 Constat

Nous sommes en présence d’une charpente traditionnelle en bon état, disposant de plusieurs fermes simples

avec de belles pièces et un marquage de charpente apparent. Le pan Est est en ardoise sur volige, le pan

Ouest est en tuile mécanique sur liteaux

La couverture est un mauvais état et il serait souhaitable de la changer et d’en profiter pour recaler les

chevrons si nécessaire et changer ceux qui sont abîmés

4.3.2 Proposition

Il faut savoir que dans un bâtiment, 30 à 40% des déperditions se font par la toiture. Voir schéma suivant :

Figure 5 - Schéma des déperditions thermiques

4.3.2.1 Isolation en combles perdus

Pour obtenir le crédit d’impôt il faut obtenir un R de 5 en plancher haut en ajout d’isolation

La solution proposée dans ce cas serait la suivante de l’intérieur vers l’extérieur:


Lambris peuplier OU 0.012 0.23 500

Fermacell 0.013 0.36 1125

Solives posées sur les entraits

Isolant entre solives ouate de cellulose 0.2 0.039 50

Pare-pluie en fibre de bois haute densité 0.024 0.048 270

Contre-latage1 (pour la lame d’air) 0.03

Litonnage

Couverture

1 Tasseaux de bois qui reçoivent la couverture



Le R total de cette composition serait de 5.72

Le lambris peuplier remplit la fonction pare vapeur et réfléchit la lumière pour une meilleure luminosité de la

pièce. Les 20 cm de ouate de cellulose permettent d’accéder au crédit d’impôt. Le pare-pluie rigide aurait

deux fonctions :

Etanchéité de la toiture pour éviter à la ouate de s’abîmer

Apport de densité pour éviter le réchauffement de la ouate de cellulose en été

Cette solution (ouate de cellulose) a été choisie parce qu’elle est plus simple à défendre au niveau assurance.

Il existe cependant des solutions plus économiques et écologiques telles que la chènevotte ou la paille dont

les caractéristiques thermiques sont tout aussi intéressantes.

Idée si le comble perdu est ventilé le transformer en séchoir pour des graines ou autres

4.3.2.2 Isolation intérieure en rampants

Pour mieux conserver et valoriser le patrimoine, une autre solution consiste à garder les fermes (la

charpente) apparentes. Pour ce faire nous proposons la solution suivante, tenant compte des éventuelles

surchauffes en été dues à l’ardoise et à l’orientation du toit :


Lambris peuplier ou essence locale claire OU 0.012 0.23 500

Fermacell 0.013 0.36 1125

Contre-chevronnage entre les pannes 0.08

Isolant sur les contre-chevrons laine de bois 0.1 0.038 50

Isolant entre chevrons laine de bois 0.08 0.038 50

Pare-pluie en fibre de bois haute densité 0.052 0.048 270

Contre-latage (pour la lame d’air) 0.03

Litonnage

Couverture

Le R du toit serait donc de 5.82

4.3.2.3 Isolation extérieure

Il existe une solution technique appelée « sarking » qui consiste en un chevronnage incluant déjà une

épaisseur d’isolant. Cette technique présente l’avantage d’être une isolation par l’extérieur et d’éliminer

ainsi complètement les ponts thermiques.

Cependant c’est une technique fort onéreuse et qui implique un bandeau de rive en bas de toiture très large

ce qui n’est sans doute pas adapté pour la conservation du bâti ancien.

4.3.2.4 Travaux préalables

Dans tous les cas :

Faire vérifier par un professionnel l’état réel des solives et des poutres

Déposer les chevrons en mauvais état



Dans le cas d’une isolation en combles perdus, si l’on laisse les fermes de la charpente apparentes, on

réalisera les tâches suivantes :

Sabler les poutres et les solives et/ou les poncer pour les remettre en état

Eventuellement passer un lait de chaux (cela fait ressortir les tanins du bois)

4.4 Le plancher

4.4.1 Constat

Figure 6 - Etat actuel des solives

Les poutres porteuses semblent être en bois dense. Une de ces porteuses a une platine de renfort, il faudrait

faire vérifier sont état par un charpentier. Les autres semblent être mécaniquement en bon état.

Les solives semblent être également en bon état. On remarque qu’elles sont posées sur des muraillères2

elles-mêmes fixées aux poutres porteuses. Entre le sol actuellement fini et le bas des solives, il y a environ

3.5 m. Cela permet d’envisager si c’était nécessaire, de redescendre les muraillères pour descendre les

solives et donc le plancher actuel de l’étage de façon à gagner quelques centimètres en hauteur à l’étage (2

mètres actuellement entre le plancher et le bas des entraits). Cela implique en revanche de gros travaux.

Le plancher de l’étage quant à lui est en mauvais état.

On remarque également que les poutres et les solives ont été traitées à la chaux et sont sans doute encore

mécaniquement en très bon état.

4.4.2 Proposition

Nous proposons de :

Faire vérifier par un professionnel l’état réel des solives et des poutres

Sabler et/ou poncer et/ou brosser les poutres et les solives pour les remettre en état

2 Poutres de bois de forte section en principe fixées au mur qui reçoivent des solives transversales



Eventuellement passer un lait de chaux (cela fait ressortir les tanins du bois)

Déposer le plancher pour le remplacer

4.4.2.1 Solives apparentes

Pour le sol de l’étage, nous considérons que du point de vue de la conservation du bâti ancien, un plancher

bois massif serait l’idéal. Cependant, d’un point de vue acoustique, le bois est un très bon transmetteur des

sons. Pour limiter la transmission par vibration, il faudra disposer des bandes absorbantes de type liège ou

faltex.

4.4.2.2 Lambris apparent, apport thermique et isolation phonique


Lambris peuplier ou essence locale claire OU 0.012 0.23 500

Fermacell 0.013 0.36 1125

Solives existantes

Sable 0.05 2 1700

Bandes résilientes

Isolant en vrac (chanvre, lin, liège, mouton, coco)

Entre 0.05 et 0.1 Environ 0.06 Entre 20 et 40

Parquet bois massif 0.022 0.23 600

Une autre possibilité consisterait à venir plaquer du lambris (ou du Fermacell) sous les solives (différentes

solutions techniques sont envisageables). Ensuite on pourrait remplir l’espace entre solives de sable (environ

5 cm - prendre en compte le poids du sable dans le dimensionnement du plafond et dans son mode de

fixation -), ajouter un isolant souple avec fonction ressort, et finir par le plancher bois et par les bandes

absorbantes citées plus haut.

Cette solution, plus coûteuse, représente un bon compromis pour l’isolation phonique. De plus le sable

apporterait une inertie importante dans le plancher intermédiaire. Dans le cas d’une solution de chauffage

type poêle de masse ou poêle à bois le plancher se chargerait en calories pour les restituer plus tard.

4.5 Calculs des UBât Le coefficient Ubât est le coefficient moyen caractérisant les déperditions par transmission à travers les parois,

en W/(m².K). Il se calcule de la façon suivante : ∑UA / ∑A



4.5.1 Calcul du UBât dans l’état actuel du bâtiment

Zone Composition Epaisseur (e) Lambda (λ) R (e/λ) U (1/R) Surface (m²) Ʃ(UxS)

Mur rse 0,060

Enduit 0,02 1,30 0,015

Galet + mortier 0,58 1,70 0,341

rsi 0,110

Sous-totaux 0,527 1,899 348,3 661,46

Ouvertures Volets bois 0,02 0,13 0,154

Sous-totaux 0,154 6,500 38 247,00

Toiture A rse 0,060

Tuiles terre cuite 0,02 1,15 0,017

rsi 0,110

Sous-totaux 0,187 5,336 130 693,74

Toiture B

rse 0,060

Ardoise 0,005 2,10 0,002

rsi 0,110

Sous-totaux 0,172 5,801 130 754,14

1447,88

Sol Dalle béton armé 0,15 2,30 0,065

rsi 0,060

Sous-totaux 0,125 2,715 200 543,06

Note : On applique un coefficient de contact de 0,34 au Ubât sol parce que nous sommes sur un terre-plein

Totaux 0,978 1,022 846,3 2899,40

Ubat (ƩUS/ƩS) 3,43

Ferme du goût - Calcul du Ubat - Calcul des besoins de chauffage

Pour le calcul du UBât tenant compte de l’isolation future du bâtiment, nous avons retenu la combinaison de

solutions suivante, qui nous semble la plus pertinente :

Pour les murs, nous avons retenu la solution avec des enduits chaux/chanvre pour les raisons suivantes :

Ils permettent de conserver le charme du bâti

Ce sont des matériaux sains

Ces enduits permettent de conserver l’inertie du bâtiment

Leur mise en œuvre est relativement simple et pérenne

Ils sont respirants et permettent une bonne régulation de l’hygrométrie

La pose de ces enduits peu se faire dans le cadre de chantiers participatifs

Pour les ouvertures, les fenêtres double-vitrage à l’argon alu-bois représentent un bon compromis entre

esthétique (bois à l’intérieur), facilité d’entretien (aluminium à l’extérieur = peu d’entretien et longévité),

longévité et performance thermique. Nous prenons comme référence un Uw (U de la fenêtre) de 1.5

W/m².K. Nous préconisons de conserver les volets actuels en les restaurant

L’isolation en rampants présente les avantages suivants :

Conservation de l’esthétique des fermes existantes qu’il serait dommage de cacher

Possibilité d’inclure des fenêtres de toit pour l’éclairage naturel

Permet de créer une sensation de volume dans cette pièce

Peut se faire au moment de la réfection de la couverture



Cette solution d’isolation a également quelques inconvénients par rapport à l’isolation en combles perdus

Le volume à chauffer sera plus important

Cette solution ne permet pas l’utilisation de l’éclairage zénithal (sauf fenêtres de toit mais plus déperditives)

Cette solution ne permet pas de récupérer un espace technique pour le système de ventilation

Pour la dalle, nous avons retenu la solution dalle chaux/chanvre et chape chaux/chanvre qui présente les

avantages suivants :

C’est une dalle respirante qui laissera s’échapper l’humidité du sol

Ce sont des matériaux sains

Elle offre une très bonne résistance mécanique (10 kg/cm²)

4.5.2 Calcul du UBât avec cette proposition d’isolation

Zone Composition Epaisseur (e) Lambda (λ) R (e/λ) U (1/R) Surface (m²) Ʃ(UxS)

Mur

rse 0,060

Intérieur Enduit chaux/sable 0,005 0,700 0,007

Enduit chaux/chanvre 0,030 0,130 0,231

Galet + mortier 0,580 1,700 0,341

Extérieur Enduit chaux/sable 0,010 0,700 0,014

Enduit chaux/chanvre 0,050 0,130 0,385

rsi 0,110

Sous-totaux 1,148 0,871 348,3 303,40

Ouvertures bois alu Huisseries (données fabricant) 0,667 1,5

Sous-totaux 0,667 1,500 38 57,00

Toiture Rampants

rse 0,060

Lambris peuplier 0,012 0,230 0,052

Laine de bois (2 épaisseurs) 0,180 0,038 4,737

Fibre de bois haute densité 0,052 0,048 1,083

Tuiles terre cuite 0,020 1,150 0,017

rsi 0,110

Sous-totaux 6,060 0,165 260 42,91

Sol Hérisson 0,200

Dalle chaux/chanvre 0,120 0,090 1,333

chape légère chaux/sable 0,060 0,700 0,086

rsi 0,060

Sous-totaux 1,479 0,230 200 45,98

Déperditions thermiques lineiques 21,60

Totaux 9,353 0,107 846,3 470,88

Ubat (ƩUS/ƩS) 0,56

Ferme du goût - Calcul du Ubat - Calcul des besoins de chauffage



4.5.3 Calcul du UBâtRef RT2005

Le calcul du UBâtRéf RT2005 (réglementation thermique 2005) réalisé à l’aide des outils en ligne de

Cardonnel Ingéniérie pour la zone H2c (zone de Pau) donne un UBâtRéf de 0.421 W/m².K. Or le UBâtMax

autorisé pour la certification RT2005 vaut 1.30 x UBâtRef = 0.547 W/m².K. Nous sommes pour le moment à

une valeur de 0.56 W/m².K.

4.5.4 Conclusion

En terme de rénovation écologique, il n’existe pas de solution idéale. De nombreuses compositions sont

possibles. Nous avons testé par exemple la possibilité d’isoler (par l’intérieur ou par l’extérieur) avec des

panneaux de fibre de bois de 50 mm. Nous obtenons ainsi une valeur de UBât bien plus performante de 0.39

W/m².K. Avec cette possibilité, en isolation par l’intérieur, nous risquerions de perdre l’inertie du bâtiment,

et en isolation par l’extérieur, d’affecter l’esthétique du bâtiment. C’est pourquoi nous avons opté pour une

solution moins performante mais respectueuse du bâti.

Figure 7 - Pertes en fonction de l'épaisseur d'isolant

Le rendement thermique d’une isolation n’est pas proportionnel à son épaisseur. La figure ci-dessus montre

que les deux premiers centimètres d’isolation (pour une conductivité de 0.04 W/m.K) sur un mur apportent

une économie en besoin de chauffage (103 kWh/m²/an) environ deux fois et demie supérieure aux 8 cm

supplémentaires qu’on pourrait leur ajouter (42 kWh/m²/an).

170

59

3626 20 17

0

50

100

150

200

0 2 4 6 8 10 12 14

Pertes en kWh/m²/an en fonction de l'épaisseur d'isolant (en cm)



5 Les huisseries

5.1 Constats Les ouvertures en simple vitrage sont en mauvaise état. Sur la façade Est se trouve deux paires de volets

battants en bois en bonne état.

Liste des réservations sur le bâti(en cm) :

Emplacement Dimensions

RDC

Ouest

5 fenestrons 130 x 80

Est

2 portes principales avec volets bois 320 x 350

1 fenêtre 120 x 120

Sud

Présence d’une ouverture condamnée

R+1

Est

2 fenêtres 100 x 180

Sud

1 ouverture avec volet bois 110 x 260

Nord

1 ouverture condamnée 110 x 260

5.2 Proposition

5.2.1 Les cadres et dormants

Les fenêtres alu-bois permettent un très bon confort thermique (le bois à l’intérieur est moins conducteur de

chaleur que l’alu) et peut avoir un coût réduit grâce au crédit d’impôt (sous réserve de changement de

convention). L’entretien extérieur est minimisé grâce à l’alu mais, d’un point de vue esthétique, il conviendra

de choisir une couleur de nuancier adéquate pour conserver le style du bâti.

Les fenêtres bois (avec du bois local) offrent aussi un très bon confort thermique et s’adaptent très bien au

bâti ancien mais obligent à un entretien régulier à l’extérieur.

5.2.2 Les vitrages

Les vitrages classique VIR (vitrage isolation renforcée 4.16.4 remplis d’argon ont un Ug (vitre) de 0.42

W/m2°K. L’option sécurit du vitrage est fort conseillée pour des questions d’assurance. Il existe aussi d’autre

vitrages un peu plus performants et sécurisant mais beaucoup plus chers.

Note : Concernant la présence d’argon dans les vitrages, il existe des suspicions sur la pérennité de ce gaz

dans le vitrage. A priori, celui-ci s’échapperait progressivement du vitrage, le laissant ainsi après quelques

semaines dans les mêmes conditions qu’un vitrage sans gaz

5.2.3 Les gardes corps et châssis fixes

A l’étage on posera des gardes corps pour supprimer le risque de chutes en respectant les normes Françaises

du bâtiment.

Plusieurs possibilités existent :



Garde-corps maçonné (diminue les apports solaires)

Garde-corps bois ou métallique

Garde-corps sous forme de châssis fixe en partie basse

Note : D’un point du vue bioclimatique, on peut envisager de créer un « radiateur naturel » sous forme d’un

mur capteur sur l’ouverture Sud du premier étage. Ce mur servirait de garde-corps et serait en même temps

un accumulateur de chaleur aidant à profiter au maximum des apports solaires du Sud.

Il est entendu que cet appoint ne suffirait pas à chauffer une surface de 200 m², cependant il peut apporter

un confort supplémentaire.

5.2.4 Les notions techniques

La technique de pose sera de faire le compromis entre un montage en tunnel et en feuillure.

Figure 8 - Solution en feuillure et tunnel

Figure 9 - Solution en tunnel

Se faire conseiller par le menuisier est primordial pour une étude au cas par cas de l’ouvrage.

Du point de vue thermique et étanchéité du dormant, la solution en feuillure en tunnel est plus efficace que

la solution en tunnel.

5.3 Etanchéité à l’air des huisseries Il faut veiller à une étanchéité parfaite partout et particulièrement en façade ouest.

Des grilles d’aération sont à prévoir si une ventilation simple flux est privilégiée.

Au niveau des huisseries, il est conseillé de mettre un joint d’étanchéité type compribande. Les joints silicone

travaillent avec le temps et finissent par laisser passer l’air.



5.4 Conseils pratiques d’optimisation Nous proposons l’ajout de doubles rideaux isolants avec réflecteur à l’intérieur. En effet, les rideaux, même

s’ils n’empêcheront pas entièrement la chaleur de s’échapper, permettront de la conserver plus longtemps

et cela représente une solution à bas coût.

Nous proposons de garder les volets actuels et de les restaurer.

Les volets devront idéalement être fermés en hiver la nuit et rester ouverts en été.

Les 5 fenêtres orientées façade Ouest mesurant 80 x 130 sont pratiques pour ventiler les pièces. On

privilégiera donc des châssis soufflés (ouverture rapportée basse) et oscillo-battant (pour faciliter l’aération)

Figure 10 - Châssis oscillo battant

5.5 Travaux préalables Des travaux de maçonnerie sont à prévoir :

Réaliser des surbaux et appuis de fenêtre si besoin.

Redresser et remettre au propre les tableaux de fenêtres.

Réaliser l’ouverture au Sud pour avoir accès au potager et créer une réservation avec linteau au nord

(calcul de charge à respecter) pour un accès direct à la cour.



6 La luminosité et les apports solaires

6.1 Constat Etant donné la configuration de la maison, nous constatons que tous les apports solaires ainsi que les apports

de lumière dont nous pouvons jouir sont bienvenus.

En fonction de l’orientation de la maison et des masques proches (immeuble en face plein sud dont nous

avons estimé les dimensions), nous avons simulé la position du soleil à différents moments de la journée au

solstice d’hiver et au solstice d’été

6.1.1 Position du soleil aux solstices d’hiver (+ 1 heure à la montre)

Figure 11 - 10 heures solaire





Figure 14 - le 21 Janvier à 14 heures solaire

Figure 15 - le 21 février à 14 solaire

Figure 16 - Apports solaires à l'est à 9h solaire

On remarque qu’il serait judicieux de profiter au maximum des apports solaires en hiver, même si pendant la

période de Décembre et Janvier, l’immeuble situé au Sud de la grange vient masquer le RDC.

6.1.2 Position du soleil au solstice d’été (+2 heures à la montre)




ç


Figure 19 - 12h solaire



On remarque que la toiture est très exposée en été toute la journée, et que l’Ouest est très exposé en été, la

façade Sud très peu



6.2 Proposition Le bâtiment ayant très peu d’ouverture côté Sud, l’apport de chaleur est insuffisant surtout au RDC.

Différentes possibilités vous sont proposées :

6.2.1 Au Rez-de-chaussée

6.2.1.1 L’apport de chaleur solaire

Les apports de chaleur n’étant pas possibles entre Décembre et Février au Sud (à cause du masque plein

sud), il est à priori inutile d’augmenter l’ouverture au Sud. A l’Est également, les apports solaires en hiver

sont négligeables, voire nuls (l’angle d’incidence du soleil sur les vitrages étant très ouvert), on ne peut donc

pas compter sur ceux-ci de ce côté.

En été, le Sud sera très peu exposé, le soleil étant beaucoup plus à la verticale, on ne risque donc pas de

surchauffe, même si l’Ouest en revanche sera lui très exposé (la surface vitrée à l’ouest est négligeable)

6.2.1.2 L’apport de lumière

Il serait judicieux de conserver un maximum de surface vitrée à l’Est, de façon à bénéficier au maximum de la

lumière naturelle qu’offrent ces ouvertures. L’ouverture de 1,05 x 1.05 peut également être conservée avec

un maximum de surface vitrée pour les mêmes raisons

Une solution complémentaire d’apport naturel de lumière consisterait à installer en toiture un système

d’éclairage zénithal, qui traverserait l’étage pour venir éclairer le rez-de-chaussée (la cuisine et le réfectoire).

Ces tubes présenteraient l’inconvénient de traverser l’étage du dessus, mais ils pourraient être habillés de

végétaux ou autres de façon à les intégrer dans l’aménagement de l’espace. Ce système a l’avantage (par

rapport à des fenêtres de toit avec des puits de lumière classiques) de ne pas représenter une déperdition de

chaleur trop importante.

Figure 22 - Schéma de principe d'un éclairage zénithal

Figure 23 - Schéma d'éclairage zénithal



6.2.2 L’étage

6.2.2.1 L’apport de chaleur

A l’étage, le rayonnement solaire au Sud est toujours présent. En hiver, il serait dommage de se priver de cet

apport en appoint des solutions de chauffage envisagées. L’idéal serait d’augmenter l’ouverture au Sud.

D’autre part, il est possible d’envisager de capter ce rayonnement dans un matériau ayant la capacité de

l’accumuler et de le restituer sur le long terme. Cette ouverture nécessitant un garde-corps (se référer au

paragraphe correspondant), on peut envisager la solution suivante :

Figure 24 - Schéma de principe du mur accumulateur

6.2.2.2 L’apport de lumière

L’apport de lumière pourrait se faire également par éclairage zénithal, dans le cas d’une isolation en combles

perdus.

Au nord en revanche, il serait judicieux de conserver la condamnation de l’ancienne fenêtre, cette façade

étant plus exposée au froid et aux intempéries.

Dans le cas d’une isolation en rampants, la solution des fenêtres de toit est envisageable mais augmente le

risque de surchauffe en été et les déperditions de chaleur en hiver.

A l’Est, conserver les ouvertures.

6.2.3 Autre solution pour l’apport de lumière

Il existe des solutions d’éclairage qui présentent de nombreux avantages. Il s’agit des lampes à LED.

Les avantages :

Consomment très peu. 5W équivalent à une lampe à incandescence de 50 W pour les plus récentes

Durée de vie 15 à 25 fois plus grande qu'une lampe à incandescence et 3 à 4 fois plus grande qu'une

lampe fluo compacte

Ne contiennent pas de mercure

Malheureusement, cette solution est encore onéreuse mais le retour sur investissement mérite d’être

calculé.

http://www.ddmagazine.com/2008011670/Guides-pratiques/Economies-d-eclairage-l-alternative-fluocompacte.html



7 La ventilation

Renouveler l’air de la maison est une nécessité vitale :

Pour y apporter un air neuf et pourvoir à nos besoins en oxygène

Pour évacuer les odeurs et les polluants qui s’y accumulent

Pour éliminer l’excès d’humidité ;

Pour fournir aux appareils à combustion l’oxygène dont ils ont besoin pour fonctionner sans danger pour notre santé.

Dans le passé, cette aération se faisait naturellement dans les logements, peu étanches aux courants d’air.

On se doit de ventiler un bâtiment dès amélioration de l’enveloppe. 2 règles sont à prendre en compte pour

bien réaliser une ventilation mécanique :

Avoir le bon débit et placer les éléments de ventilation aux bons endroits.

Adapter les grilles d’aération à chaque pièce

Avoir un circuit aéraulique parfaitement équilibré

Les Ventilations Mécaniques Contrôlées (VMC) proposent tout simplement d’aspirer l’air et de créer une

dépression qui incitera l’air extérieur à entrer par défaut d’étanchéité ou par des orifices prévus à cet effet

en haut des menuiseries. Le modèle un peu plus intelligent est appelé Ventilation Mécanique Hygroréglable.

L’aspiration de l’air vicié se fait alors en fonction du degré d’humidité dans la pièce. C’est déjà plus

intéressant mais dans les maisons qui gèrent plutôt bien l’humidité, ce type de ventilation ne sera pas

optimisé pour évacuer les polluants et apporter l’air neuf. Dans ces deux cas, on fait sortir de l’air chauffé

pour en faire entrer du froid qu’il faudra à nouveau réchauffer! Heureusement une autre technologie existe :

la VMC double-flux. Elle consiste à faire se croiser, via un échangeur, l’air vicié et l’air neuf. Ce dernier

récupère ainsi une grande part des calories de l’air extrait. Mais ce type de ventilations n’est pas adapté au

climat tempéré et à la rénovation et donc à votre projet.

Il conviendra de prévoir un moteur microwatt, sur les VMC simple flux pour minimiser la consommation

électrique.

Des détecteurs de fumée seront à prévoir pour une meilleure sécurité du bâtiment ce qui réduit le risque

d’incendie pour un coût faible.

L’extraction d’air est nécessaire en cuisine et il conviendra de se renseigner auprès de la réglementation

sanitaire départementale qui prend en charge la sécurité du bâtiment public.

Pour être agréable une cuisine doit être constamment ventilée, c'est à dire disposer d'une arrivée d'air haute

et d'une arrivée basse ainsi que d'une sortie d'air par extraction. C'est le rôle essentiel dévolu à la hotte.

Tenant compte du type de projet, de l’investissement initial, des caractéristiques de chacune des

technologies, et des besoins en salubrité du bâtiment, nous considérons qu’une VMC simple-flux serait

probablement plus adaptée à ce projet.



8 Le chauffage et l’eau chaude sanitaire

8.1 Calcul du besoin de chauffage

8.1.1 Puissance du générateur

Pour dimensionner la puissance du générateur, il faut prendre en compte les déperditions du bâtiment.

Puissance = ∑UA * ΔT le plus défavorable des 30 dernières années. On considère que la température

intérieure souhaitée est de 19°C, et que la température minimale des 30 dernières années est -5°C, le ΔT est

de 24°C.

En rampants ∑UA vaut 470.88 et en combles perdus ∑UA vaut 460.98 (se référer aux tableaux des calculs de

UBât).

La puissance du générateur est de 470.88 W/m².K° * 24°C = 11.3 kW en rampants et 460.98 W/m².K° * 24°C

= 11.06 kW en combles perdus

Pour qu’un système de chauffage soit performant, il faut éviter un générateur qui fonctionne avec une

succession de cycles courts (cycles de chauffe intenses mais courts pour répondre à une puissance nécessaire

bien inférieure à la capacité du générateur). Pour remplir cette condition, certains professionnels appliquent

un coefficient de correction de ce résultat de 0.8.

En comble perdus nous aurions 9.04 kW, et en rampants nous aurions 8.85 kW.

8.1.2 Dimensionnement du besoin de chauffage

Pour dimensionner le besoin de chauffage, il faut prendre en compte les DJU (Degrés Jour Unifiés)3, le

rendement du système de chauffage (nous prenons ici 80%), le coefficient d’intermittence (en fonction de

l’occupation du bâti, ici nous prenons 1), sur une période de chauffe de 232 jours. La formule que nous

appliquons ici est celle des chauffagistes4 :

En rampants on obtient 28930 kWh sans prendre en compte les déperditions par la ventilation

En combles perdus on obtient 28322 kWh sans prendre en compte les déperditions par la ventilation

Pour les déperditions par la ventilation, en considérant l’utilisation d’une VMC simple flux, le taux de

renouvellement de l’air est en général d’environ 0.8 volume/heure. Cela signifie que toutes les heures, il faut

porter 0.8 fois le volume total de l’air de sa température extérieure à la température ambiante. On prendra

une température moyenne sur la période de chauffe (232 jours) de 10°C.

En combles perdus le volume total est de 1110 m3, et en rampants, le volume total est de 1610 m3.

En combles perdus, il faudra donc ajouter 15129 kWh en combles perdus et 21945 kWh en rampants.

Le besoin total de chauffage sera donc de 15129 kWh + 28322 kWh = 44059 kWh soit 109 kWh/m²/an en

combles perdus, et de 21945 kWh + 28930 kWh = 50875 kWh soit 127 kWh/m²/an en rampants.

3 Le nombre de DJU donné par Météo France pour Pau est 2048

4 Besoin = (C.Gv.V.DJU.Ci.24)/(1000.Rendement).



Note : dans l’état actuel de la grange, il aurait fallu une énergie de 445 kWh/m²/an …

Note : On note qu’en combles perdus, le besoin de chauffage est plus faible. La solution des combles perdus

est donc énergétiquement et écologiquement plus viable.

8.2 Choix du système de chauffage

8.2.1 Les différents types d’énergie

Voyons dans un premier temps les différents types d’énergie existants

8.2.1.1 Les énergies fossiles

Le Fioul

Le Gaz

Le Charbon Comme nous pouvons le constater dans le schéma ci-dessous, ces énergies ont un impact direct sur l’environnement, et ne pas les utiliser reviendra a terme à inverser la tendance exponentielle dans laquelle nous nous trouvons. Nous ne valoriserons donc absolument pas ce type d’énergie pour le projet d’éco-rénovation de la ferme du goût. Le pétrole sera la première source d’énergie à s’épuiser vers 2040, dans moins de deux générations …

Figure 25 - Evolution des émissions de CO2 par type d'énergie fossile

8.2.1.2 L’énergie nucléaire

L’énergie nucléaire quant à elle, contrairement aux idées reçues, produit également du CO2 (entre 31 et 61g

de CO2 par kWh). D’autre part, elle génère des déchets à ce jour non recyclables et dangereux pour

l’homme, dont on ne maîtrise pas la gestion. Les centrales nucléaires auraient un cycle de démantèlement

équivalent à la moitié de leur durée de vie. De plus, cette source d’énergie est complexe à maîtriser dans le

sens ou il est difficile d’ajuster la production d’une centrale pour l’adapter aux besoins des Français.

L’acheminement de l’électricité implique des pertes en ligne énormes, en effet, lorsqu’un utilisateur

consomme 1 kWh, il aura fallu en produire 2,58 (selon les normes en vigeur, plus en réalité). Enfin, tout tend

aujourd’hui vers une augmentation des tarifs ERDF. Nous ne privilégierons donc pas cette source d’énergie

pour le chauffage et l’ECS.

8.2.1.3 Les énergies renouvelables

Voici les différents types d’énergie renouvelable :



Solaire

L’énergie hydraulique

L’éolien

L’aérothermie

La géothermie

La biomasse (bois, plantes, etc.)

Les énergies renouvelables présentent les avantages suivants :

Pas de rejet de CO2 (sauf pour la biomasse, qui le séquestre également, le bilan étant donc nul)

Pas de déchet radioactif

Démantèlement aisé

Impact sur l’environnement maîtrisé

Energies inépuisables (à priori)

Leur efficacité tend à croître avec l’amélioration des technologies tout en préservant notre habitat

Le solaire : L’énergie solaire peut dans certains cas apporter une économie substantielle et un retour sur

investissement maîtrisé. Dans le cas de la ferme du goût, pour ce qui est de la grange, l’orientation du

bâtiment ne permet pas l’utilisation de cette énergie dans de bonnes conditions.

L’énergie hydraulique : L’énergie hydraulique n’est pas envisageable à la ferme du goût pour des raisons

évidentes.

L’éolien : l’efficacité d’une énergie éolienne dépend des paramètres suivants :

- La densité de l’air - L’évolution de la fréquence de la vitesse moyenne de l’air - L’intensité de turbulence

Cette énergie peut être envisageable pour le projet à condition de vérifier ces paramètres. Cependant, elle ne nous semble pas adaptée au site, et ne pourrait être utilisée que pour les besoins en électricité. L’aérothermie : cette technologie utilise les calories de l’air pour générer de la chaleur ou chauffer l’ECS. Cependant, cette énergie fonctionne à l’aide d’un compresseur qui consomme de l’électricité provenant de l’énergie nucléaire ou fossile (principalement nucléaire). Or, cette énergie produit en moyenne 3 kWh d’énergie finale en en consommant 1kWh (c’est le COP5 – COefficient de Performance). Or, ce COP varie beaucoup en fonction de la température extérieure. Ce coefficient peut donc être bien inférieur. De plus, en énergie primaire (celle qu’il faut générer en début de chaîne pour produire 1 kWh pour l’utilisateur), il faut en réalité consommer 2.58 kWh pour en générer 3 (avec une température optimale de 7 °C). Le bilan énergétique et carbone final est donc peu satisfaisant, mais néanmoins plus avantageux qu’un système tout électrique. La géothermie : cette technologie utilise les calories de la terre pour générer de la chaleur ou chauffer l’ECS. Il existe deux types de géothermie : la géothermie horizontale et la géothermie avec forage vertical verticale.

5 Coefficient de Performance



La géothermie horizontale présente les caractéristiques suivantes :

Risque de perte de rendement en cas de gel dans le sol

Même problématique que l’aérothermie du point de vue du COP

Risque de pollution du sol avec le fluide frigorigène

Plus sensible aux aléas climatiques

Impossibilité de planter des végétaux au dessus de la géothermie

Obligation d’avoir deux fois la surface de terrain que de surface à chauffer (dans notre cas cela revient à 400 m²)

La géothermie verticale présente les caractéristiques suivantes :

Même problématique que l’aérothermie du point de vue du COP même si celui-ci devient moins dépendant des aléas climatiques

Peu sensible aux aléas climatiques

Maintenance complexe

La biomasse :

La biomasse représente l’ensemble des ressources issues du vivant, végétal et animal. Le bois est l’énergie la

plus utilisée et la plus rentable dans cette catégorie, les technologies permettant son exploitation étant

arrivées à maturité (les chaudières ont des rendements très élevés).

Voici ci-après un histogramme qui représente les émissions de CO2 dues au chauffage en fonction des

différentes sources d’énergie. On constate que la filière bois est, de ce point de vue, la plus respectueuse de

l’environnement.

La cogénération :

La cogénération utilise une énergie donnée pour en fabriquer une autre. Ce système est très prometteur, car

il optimise ainsi le rendement des matériels. Il existe une chaudière bois qui génère également de l’électricité

par la simple action de la chaleur qui actionne un moteur. A titre d’exemple, Sunmachine propose une

chaudière avec des caractéristiques très intéressantes. Voir schéma suivant :



Figure 26 - Sunmachine - Cogénération

Le bois est une énergie renouvelable tous les 50 ans environ (sous réserve d’une bonne gestion des fôrets)

contre plusieurs millions d’années pour les énergies fossiles.

Du point de vue de l’investissement initial, on constate dans le tableau suivant que le chauffage au bois n’est

pas forcément plus onéreux qu’un chauffage fioul ou gaz, d’autant que l’on bénéficie encore en 2010 de 25%

de crédit d’impôts pour les chaudières bois.

Equipement Prix HT pose comprise en €

Chaudière fioul ou gaz 2500 à 5000

Bois

Brûleur granulés 4000 à 5000

Poêle bois bûches 1000 à 2500

Poêle bois granulés 3000 à 6000

Poêle avec bouilleur 3500 à 5500

Chaudière bois bûches 4000 à 5000

Chaudière bois granulés 12000 à 18000

Solaire

Chauffe eau solaire CESI 5000 à 8000

SSCI (chauffage + ECS) 9000 à 25000

Pompe à chaleur

Chauffe-eau thermodynamique sur air extrait 2800 à 3500

Chauffe-eau thermodynamique sur géothermie 3500 à 4000

Chauffage par pompe à chaleur géothermale 10000 à 18000

Figure 27 - Source La Maison Ecologique

8.2.2 Le choix de l’énergie

Dans le cadre du projet éco-rénovation de la ferme du goût l’énergie bois nous semble être la plus pertinente

pour les raisons exposées ci-dessus.

Puissance brûleur : 7,5 – 14,9 kW

Puissance thermique : 10,5 kW

Puissance électrique : nominale 3 kW, maximale 3,3 kW

Rendement global : environ 90 %

Bruits : 49 dB

Poids : environ 400 kg

Volume tampon de granulés : 80 litres L x l x h : 1160 x 760 x 1590 mm



Cependant, le bois n’emplit pas tout le volume qu’il occupe. En plaquette ou en copaux, 1 m3 de bois

équivaut à 10 m3 de fioul, ce qui implique des contraintes de volume tout au long de la filière (stockage,

transport, etc.). Il faut donc veiller à ce que ce dernier soit le plus local possible, pour éviter d’entamer son

bilan carbone.

Pour information, l’énergie primaire (Eep) est l’énergie qui englobe celle consommée par l’utilisateur final,

plus toute l’énergie nécessaire à la fabrication, à la transformation et au transport de cette dernière.

L’énergie finale (Eef) est celle consommée directement par l’utilisateur. Or le rapport entre Energie finale et

énergie primaire est le suivant :

Pour l’électricité : Eep = 2.58 Eef, pour le bois Eep = 0.6Eef. Cela signifie que pour le besoin de chauffage de la

ferme du goût (50000 kWh environ par an), le bilan énergétique environnemental est de 129000 kWh et

pour le bois, 30000 kWh …

Le graphique ci-dessous, également, confirme notre point de vue :

Figure 28 - Emissions de CO2 par source d'énergie

8.2.3 Les différents systèmes de l’énergie bois

Sur la base de cette énergie, il existe différents combustibles et différentes technologies

8.2.3.1 Les différents combustibles

Les bûches o Forme la plus répandue, la plus économique. o Chargement manuel, difficilement automatisable. o Mesuré en stère, une stère pèse environ 600 kg

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Emissions de CO2 dues au chauffage en fonction des sources d'énergie (en tonnes de CO2 par an)



Les granulés ou pellets o Les granulés ont le plus grand pouvoir calorifique (4600 kWh/tonne contre 2800 kWh/tonne

pour les plaquettes et 1680 kWh/tonne pour les bûches) o Le stockage peut facilement être fait en silos o Ils proviennent des rebus du bois

Les plaquettes o Obtenue par déchiquetage du bois frais ou séché o Ils permettent une alimentation automatisée o Le stockage peut facilement être fait en silos o La transformation des plaquettes se fait le plus souvent directement sur le site

d’exploitation, son impact est donc faible Voici ci-après un tableau comparatif des différents combustibles disponibles. Il en ressort que les plaquettes représenteraient le combustible le moins onéreux, suivi par la bûche.

8.2.3.2 Le choix du combustible

Voici ci-après un tableau et un graphique estimatif du coût de chaque combustible adapté au chauffage bois

Besoin annuel (kWh) 48700

Prix Unité € Prix annuel Coût du kWh

Bois bûche 50 cm (Stères) 28 60 1680 0,034 €

Granulés (tonnes) 10,2 280 2856 0,059 €

Plaquettes (tonnes) 15,2 90 1368 0,028 €

Comparatif économique bois énergie

On constate que le combustible le moins coûteux correspond aux plaquettes bois

8.2.3.3 Le choix du matériel de chauffage

Du point de vue de l’investissement initial, la chaudière à granulés est la plus onéreuse.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

Bois bûche Granulés Plaquettes

Coût cumulé en € des différents combustibles sur 10 ans



Chaudière à plaquettes 4500 €6

Chaudière à granulés 7500€ Suppose des locaux adéquats

Chaudière à bûches 2000 €

Prix moyen d’installation 1000€ Voici un calcul de retour sur investissement en tenant compte du prix indicatif ci-dessus à ce jour:

Figure 29 - Prix en € et retour sur investissement entre différents combustibles

Conclusion : Au vu des données dont nous disposons aujourd’hui, les systèmes de chauffage les moins

coûteux seraient la chaudière bois bûche et la chaudière à plaquettes, cette dernière représentant un

surcoût au départ, mais un retour sur investissement au bout de 10 ans (sous réserve d’une évolution

favorable ou défavorable des prix d’un combustible par rapport à un autre).

Les coûts de maintenance ne sont pas pris en compte dans cette analyse.

Un silo de stockage peut être bien adapté en le plaçant à l’extérieur du bâtiment sous le hangar en façade

nord.

Un espace technique sera à prévoir dans un angle du bâtiment.

6 Prix indicatifs extraits des fiches ADEME

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Bois bûche Granulés Plaquettes

Coût cumulé année après année de chaque énergie tenant compte de l'investissement initial



Figure 30 - Exemple d'installation avec silo à l'extérieur

En ce qui concerne, les chaudières à bois (ou autres), il existe des modèles dits à condensation, qui brûlent

les fumées plusieurs fois, augmentant ainsi substantiellement leur rendement.

8.2.3.4 Travaux préalables

Il faudra prévoir une cheminée maçonnée pour l’évacuation des fumées, si l’on opte pour une solution de

chauffage au bois.

8.2.3.5 Poêle de masse

Le poêle de masse, qui semble faire partie du projet de départ (avec four à pain inclus) ne nous semble pas

adapté pour les raisons suivantes :

- Nous supposons que la fréquentation de la ferme du goût sera ponctuelle - Les températures sur la région de Pau ne sont pas extrêmement froides - Le bâtiment a besoin d’une chaleur répartie

Or, un poêle de masse a les caractéristiques suivantes :

- Il est long à chauffer - Il a une inertie de 24 à 36 heures - Il n’est pas réglable ni programmable - Il nécessite une alimentation manuelle

Son point de chauffe est localisé à un seul endroit

8.3 Calcul du besoin d’ECS7 Sur la base de deux logiciels en ligne (calsol et tecsol), et d’une consommation quotidienne de 300 litres,

nous avons estimé le besoin d’énergie en ECS à environ 6000 kWh, soit 15 kWh/m²/an.

8.4 Choix du système d’ECS Beaucoup de combinaisons sont possibles pour un bâtiment. Il convient de se renseigner auprès de

professionnels et de confirmer les propositions par une recherche personnelle.

Il serait judicieux de prévoir le ballon dans l’espace technique et de le situer au plus près de la cuisine.

7 ECS : Eau Chaude Sanitaire



Si vos canalisations se trouvent en dehors du volume chauffé, vous pouvez réduire les déperditions

énergétiques de votre système d’eau chaude sanitaire en isolant les canalisations (calorifugeage).

Pour les mêmes raisons, isolez le ballon s’il ne se situe pas dans l’espace chauffé.

Si votre chauffe-eau est électrique, vérifiez que la température d’eau est de 55°C et que vous avez souscrit à

un contrat « Heures creuses ».

Si vous optez pour un ballon électrique, il existe un système appelé ballon thermodynamique, qui récupère

les calories de l’air pour chauffer l’eau. Ce système permet de réaliser des économies importantes par

rapport à un chauffe-eau électrique.

Cependant, dans un souci d’éco-rénovation, l’énergie électrique, comme expliqué plus haut, ne peut pas être

privilégiée. L’énergie solaire, dans le cas de la ferme du goût pourrait sans doute apporter un complément

d’énergie totalement gratuite (en dehors de l’investissement initial). Les simulations que nous avons

réalisées (voir annexes simulation ECS Tecsol et Calsol ) ne semblent pas concluantes à l’Est. Pour optimiser

ces résultats, il est peut-être envisageable d’installer les panneaux plein Sud sur la demi-croupe. Dans tous

les cas, faire réaliser une analyse complète par un installateur agréé.



9 Les sanitaires et eaux pluviales

9.1 Constat Les gouttières en zinc ne sont pas en très bon état.

Descente de gouttière abîmée dans l’angle Nord/Est.

La gouttière Sud/Est termine dans le jardin

Absence de réseau d’eau pluviale

Pas de récupération d’eau usée

9.2 Proposition

9.2.1 Récupération des eaux de pluie

Les gouttières existantes sont peut être récupérables (sauf les descentes). Il serait intéressant de récupérer

les eaux de pluie en citernes enterrées. Le système pourra êtres relié au potager et aux toilettes pour une

économie d’eau considérable.

9.2.2 Toilettes sèches

Les toilettes sèches (à litière) sont également une solution très simple pour économiser l’eau. Faire appel à

un menuisier pour fabriquer l’ensemble du coffre et négocier de la sciure gratuite. Prévoir un lieu de

stockage.

9.2.3 Toilettes à lombricompost

Il existe une solution appelée lombricompostage, à base de petits vers (eseinia foetida) qui se chargent de la

détérioration des matières fécales. Cette solution présente en principe l’avantage de ne pas nécessiter

d’entretien particulier. Cependant, elle nécessite une cuve sous les toilettes, celle-ci ne pouvant pas

aisément se trouver dans la grange, cela impliquerait de placer les toilettes à l’extérieur.

9.3 Travaux préalables Se renseigner au service voirie de la mairie pour réaliser le raccordement des eaux usées et d’eaux propres.

Passer le réseau d’EU et d’EV sous la dalle chaux-chanvre.



10 Planning Voici ci-dessous une proposition de planning dont l’objectif est de donner une idée approximative du

déroulement du chantier et de l’ordre dans lequel réaliser les tâches





11 Les aides financières

11.1.1 Etat : Crédit d’impôt

L’Etat par l’intermédiaire du crédit d’impôt offre une aide pour la réalisation d’un diagnostic de performance énergétique, l’installation d’équipements d’isolation, de chaudières basse température ou à condensation, de matériaux de régulation de chauffage et de systèmes de chauffage à énergie renouvelable. Pour obtenir cette aide : • le projet doit concerner une habitation principale ou un logement en location ; • le matériel doit répondre à des normes précises (voir document Crédit d’impôt sur le revenu); • le matériel doit être fourni et installé par une seule et même entreprise ; • il suffit de joindre à votre déclaration de revenu de l’année durant laquelle vous effectué vos travaux, la facture acquittée de fin de travaux remise par l’installateur.

11.1.2 ADEME

L’ADEME soutient le développement des énergies renouvelables en attribuant des aides financières pour les projets collectifs concernant le chauffage automatique au bois, l’eau chaude et le chauffage solaire ainsi que le solaire photovoltaïque.

11.1.3 Collectivités territoriales : exonération de taxe foncière

Les collectivités territoriales et les EPCI (établissements publics de coopération intercommunale) à fiscalité propre ont la possibilité de décider d’exonérer de la taxe foncière sur les propriétés bâties (TFPB), en totalité ou pour moitié, les logements achevés avant le 1er janvier 1989 faisant l’objet de dépenses d’équipement pour économie d’énergie ou développement durable. Une collectivité qui souhaite exonérer de taxe foncière doit faire voter cette décision par le conseil. Vous trouverez les conditions d'application et un exemple de délibération sur notre site internet : http://www.prioriterre.org/pages_fr/article/30/aides-locales.html

11.1.4 Collectivités locales : aides forfaitaires

Certaines communes de Haute-Savoie ont décidé de soutenir financièrement le développement des énergies renouvelables. Lors de votre déclaration de travaux ou du dépôt de votre permis de construire, renseignez-vous auprès de votre mairie.

11.1.5 Collectivités locales : dépassement de COS de 20%

Les collectivités ont la possibilité de bonifier le coefficient d'occupation des sols (COS) de 20% pour des bâtiments performants et recourant aux énergies renouvelables. Les conditions d'applications (arrêté du 3 mai 2007) concernent aussi bien le neuf que la rénovation. Une collectivité qui souhaite bonifier le COS doit faire voter cette décision par le conseil municipal. L'association Enerplan a rédigé un document synthétique présentant également une délibération-type : www.enerplan.asso.fr

11.1.6 Banques : plans de financement

Certaines banques peuvent proposer des plans de financement à taux bonifiés pour ce type d’installation (voir fiche). Renseignez-vous auprès d’elles. Vous trouverez un comparatif des éco-prêts sur le site de l’ADEME www.ademe.fr (Espace Particuliers, rubrique Financez vos projets).



12 Autres idées Nous avons envisagé, en tenant compte de l’activité future de la ferme du goût, les idées suivantes :

12.1 Cuisson Mise en place de fours solaires (http://www.boliviainti-sudsoleil.org/)

Marmite Norvégienne

12.2 Aménagement intérieur Optimiser l’espace intérieur en privilégiant aussi le côté pratique de la cuisine

Prévoir des doubles rideaux avec isolant réflecteur intégré (tissus en liège par exemple)

Prévoir un vestiaire

12.3 Aménagement extérieur Prévoir une station de compostage pour le potager

Planter des arbres à fruit côté Est (en évitant de masquer le soleil au Sud)

12.4 Eléments à conserver Dans un souci de conservation du patrimoine, nous proposons de conserver et valoriser les éléments

suivants :

Tableaux de fenêtre en pierre

Les volets en bois massif

Les fermes de charpente avec les marquages apparents

Les roues de charrette

Les mangeoires à bétail

Les pierres d’angle apparentes

Les poutres porteuses et les solives existantes tant qu’elles sont mécaniquement encore fiables

Le matériel ancien (traitaux, outils anciens, échelles) qui pourront servir à la décoration

http://www.boliviainti-sudsoleil.org/



13 Table des illustrations Figure 1 - La ferme du goût. Photo non contractuelle ......................................................................................... 2

Figure 2 - Exemple de réalisation en tomette ...................................................................................................... 9

Figure 3 - Exemple de réalisation en chaux-sable poli ......................................................................................... 9

Figure 4 - Enduit extérieur actuel ....................................................................................................................... 10

Figure 5 - Schéma des déperditions thermiques ................................................................................................ 12

Figure 6 - Etat actuel des solives ........................................................................................................................ 14

Figure 7 - Pertes en fonction de l'épaisseur d'isolant ........................................................................................ 18

Figure 8 - Solution en feuillure et tunnel ........................................................................................................... 20

Figure 9 - Solution en tunnel .............................................................................................................................. 20

Figure 10 - Châssis oscillo battant ...................................................................................................................... 21

Figure 11 - 10 heures solaire .............................................................................................................................. 22



Figure 14 - le 21 Janvier à 14 heures solaire ...................................................................................................... 23

Figure 15 - le 21 février à 14 solaire ................................................................................................................... 23

Figure 16 - Apports solaires à l'est à 9h solaire .................................................................................................. 23

Figure 17 - 6 heures solaire ................................................................................................................................ 23


Figure 19 - 12h solaire ........................................................................................................................................ 24

Figure 20 - 14h solaire ........................................................................................................................................ 24

Figure 21 - 18h solaire ........................................................................................................................................ 24

Figure 22 - Schéma de principe d'un éclairage zénithal ..................................................................................... 25

Figure 23 - Schéma d'éclairage zénithal ............................................................................................................. 25

Figure 24 - Schéma de principe du mur accumulateur ...................................................................................... 26

Figure 25 - Evolution des émissions de CO2 par type d'énergie fossile ............................................................. 29

Figure 26 - Sunmachine - Cogénération ............................................................................................................. 32

Figure 27 - Source La Maison Ecologique ........................................................................................................... 32

Figure 28 - Emissions de CO2 par source d'énergie ........................................................................................... 33

Figure 29 - Prix en € et retour sur investissement entre différents combustibles............................................. 35

Figure 30 - Exemple d'installation avec silo à l'extérieur ................................................................................... 36



14 Annexes

14.1 Simulation d’installation d’un système photovoltaïque

14.1.1 Simulation

Choix de la ville

: Pau

Prendre en compte un masque :

non

Inclinaison du

plan : 40°

Orientation du

plan :

Est

Albédo du

sol :

0.2

Puissance crête de l'installation PV (technologie :

Poly-Si.(12%)) :

kW , (25 m² )

Investissement initial de l'installation PV (total ou par W crête

) : 8.00

€/W

Taux de subvention à l'investissement initial : 0 %

Rendement de conversion électrique module PV vers réseau : 75%

Coût de la maintenance annuelle en % de l'investissement initial : 1.0%

Tarif d'achat de l'électricité photovoltaïque : 0.58 €/kWh

Taux d'inflation sur le tarif d'achat : 0.5%

Taux d'actualisation de l'argent

: 2%

Durée de vie de

l'installation : 20 ans

Cliquez ici pour valider votre choix et lancer les calculs

Calcul de la production électrique, moyenne par jour ou cumulée COMPARAISONS

- jan fév mars avr mai juin juil août sep oct nov déc année

IGP (kWh/m²) 40 54 92 115 136 143 148 132 111 75 48 37 1131

Prod (kWh) 91 121 208 258 306 322 332 297 249 170 109 83 2546

Ou entrer une valeur de prod : non, oui en kWh, oui en kWh/kWc

Calculs économiques (par la méthode TEC de B.Chabot/ADEME)

Productivité électrique annuelle par kiloWatt de puissance crête : 848.6 kWh/kWc.an

Recette annuelle (CF ou Cash flow) : 1476.59 € par an

Temps de Retour Brut (TRB) : 16.3 an(s)

Prix de revient du kWh photovoltaïque (CGA) 0.643 €/kWh

Marge sur le prix de vente (MPV) : -10.85 %

Temps de Retour Actualisé (TRA) : 23.1 an(s)

Taux de Rentablité Interne (TRI) : 0.4 %

Gain ou Valeur Actuelle Nette (VAN) en fin d'exercice : -2753.8 €

Taux d'enrichissement du capital (TEC) : -0.115 (sans unité)

Taux de subventions à l'investissement initial pour une rentabilité nulle : 11.5 %

http://ines.solaire.free.fr/pvreseau_1.php






























Calcul du gain environnemental

Equivalent foyer moyen (2 500 kWh/an sans chauffage ni eau chaude) 1.02 foyer(s)

Emission de CO2 évitée (moyenne Europe : 0,476 kg/kWh) [1] 1212 kg par an

Emission de CO2 évitée (moyenne France : 0,089 kg/kWh) [1] 227 kg par an

Matières hautement radioactives à longue vie évitées (0,0034 g/kWh) 8.656 g par an

Temps de retour énergétique (modules polycristallins : 3 kWh/Wc) [2] 3.5 an(s)

Note[1] : l'électricité PV ne produit pas de CO2 mais la production de modules PV consomme de

l'électricité.

Cette énergie est remboursée en moyenne entre 1 et 4 ans de fonctionnement.

Note[2] : source www.pvresources.com/en/economics.php

14.1.2 Définitions

Irradiation Globale dans le plan (noté IGP en kWh/m²) : IGP est l'énergie lumineuse réelle reçue du soleil à

la surface de la terre dans le plan dont l'inclinaison et l'orientation ont été définies. Cette valeur est la

somme de l'Irradiation Directe dans le plan IBP, l'Irradiation Solaire Diffuse dans le plan IDP et l'Irradiation

Solaire Réfléchie dans le plan IRP.

Production électrique (en kWh) : c'est la production électrique d'origine photovoltaïque injectée sur le

réseau électrique, par jour, par mois ou durant l'année. Cette valeur se calcule en effectuant le produit de la

puissance crête de l'installation par le rendement de conversion énergétique module PV vers le réseau et par

l'irradiation solaire global journalière, mensuelle ou annuelle. Attention, pour que la formule soit homogène,

il faut considérer que la puissance crête est en watt électrique par 1 000 watt lumineux/m² (cf. définition du

watt crête).

Productivité électrique annuelle par kiloWatt de puissance crête : La productivité est la production

électrique d'origine photovoltaïque par kiloWatt de puissance crête installée, c'est aussi le nombre d'heures

de fonctionnement à la puissance crête. Ce nombre d'heures de fonctionnement à pleine puissance est

compris entre 900 et 1 300 heures pour la France, à comparer aux 7 000 heures pour une centrale nucléaire

et aux 8760 heures que compte une année.

Recette annuelle (CF ou Cash flow) (en €) : La recette annuelle ou cash flow est le produit de production

électrique annuelle par le tarif d'achat de l'électricité photovoltaïque.

Temps de Retour Brut (TRB) (en année) : Le temps de retour brut est l'investissement initial divisé par la

recette annuelle, donc le nombre d'année pour rembourser l'investissement initial. Cette valeur, souvent

utilisée car simple à calculer, est un indicateur peu fiable sur la rentabilité d'un projet car il ne tient pas

compte du taux d'actualisation de l'argent, de la maintenance et de la durée d'exploitation de l'installation

PV.

Prix de revient du kWh photovoltaïque (CGA) (en €/kWh) : Le prix de revient ou coût global actualisé (CGA)

du kWh photovoltaïque est ce que coûte la production d'un kWh en tenant compte de l'investissement

(subventions déduites), de la maintenance, du l'actualisation de l'argent et de la durée de vie de l'installation

photovoltaïque. Pour que le projet photovoltaïque soit rentable, le tarif d'achat du kWh photovoltaïque doit

être supérieur aux prix de revient de ce kWh photovoltaïque.






http://www.pvresources.com/en/economics.php



Marge sur le prix de vente (MPV) (en %) : La marge sur le prix de vente est le tarif d'achat du kWh moins le

prix de revient du kWh sur le tarif d'achat du kWh, en pourcent. Une marge sur le prix de vente positive

indique que le projet est rentable avec les hypothèses faites sur le taux d'actualisation de l'argent, la durée

d'exploitation et les coûts d'entretien.

Temps de Retour Actualisé (TRA) (en année) : Le temps de retour actualisé est le nombre d'année de

production de l'installation photovoltaïque pour rembourser l'investissement en tenant compte du coût de

l'argent et de la maintenance. Ce temps de retour actualisé doit être inférieur à la durée d'exploitation (ou à

la durée garantie durant laquelle l'achat des kWh est assuré) pour que le projet soit rentable.

Taux de Rentabilité Interne (TRI) (en %) : Le taux de rentabilité interne (TRI) est le taux de rendement du

capital investi pour qu'à la fin de la durée de l'exploitation, l'investissement soit juste remboursé. Ce taux de

rentabilité interne doit au moins être égal taux d'actualisation de l'argent pour que le projet soit à l'équilibre

et supérieur ou coût de l'argent pour être profitable.

Gain ou Valeur Actuelle Nette (VAN) en fin d'exercice (en €) : La valeur actuelle nette est le gain financier en

fin d'exploitation de l'installation photovoltaïque. Si la VAN est positive, c'est que le projet est rentable.

Taux d'enrichissement du capital (TEC) (sans unité) : Le taux d'enrichissement du capital (TEC) est le rapport

entre le gain financier en fin d'exploitation (la VAN) sur l'investissement initial moins les subventions. Le Taux

d'enrichissement du capital doit être positif pour que le projet soit rentable.

Taux de subventions à l'investissement initial pour une rentabilité nulle (en %) : Taux de subventions

minimum nécessaire sur l'investissement initial pour que en fin d'exploitation de l'installation

photovoltaïque, les comptes soient justes à l'équilibre.



14.2 Simulation d’un système d’ECS solaire

14.2.1 Simulation Tecsol



14.2.2 Simulation Calsol



14.3 Constats sur la maison principale

Lors de notre première visite nous avions diagnostiqué la maison. Les informations ci-dessous, même si elles

sont incomplètes (toutes les pièces ne sont pas listées), peuvent servir de support pour la suite du projet.

14.3.1 Le préau

Désignation Description Désordres constatés

Le préau Le sol est en terre battue.

Les façades Est et Nord sont ouvertes.

Mur à l’ouest en galets et tuiles avec mortier bâtard sur 2 mètres à partir du sol. Enduit ciment sur la partie basse sur 1 m.

Présence d’amiante sur la pointe du mur Ouest.

Charpente en chêne globalement en bon état

Couverture en tuile

Présence de parpaings mur Sud

La toiture n’est pas plane

Présence d’amiante

Pas de sol en dur

14.3.2 La maison principale. Elle date de 1800


Vestibule

Belle porte d’entrée en bois

Carrelage sur dalle en dur (impossible de connaître la composition de la dalle)

cimaise en bois non ventilée sur 1m

Présence d’un escalier bois pour accès à l’étage.

Cloisons en brique plâtrière avec tapisserie.

Petit local à l’état brut sous escalier avec porte d’accès en bois avec enduit ciment.

Plafond en plâtre

Présence d’un tableau électrique à droite à rentrant très ancien

Trous dans cimaise et escalier bois dû à des rongeurs.

Forte humidité dans les cloisons

Traces d’humidité et de fissures dans le local sous l’escalier

Déformation des cloisons due à une forte humidité et/ou aux rongeurs.

Séjour S=31,9 m² Lxl = HSP=2.78 m

Sol parquet Versailles bois ancien.

Plinthes en bois

Murs Sud, Nord et Ouest porteurs de 70 cm

Cloison Est en brique plâtrière

Revêtement mural en tapisserie sur plâtre

Présence de deux ventilations basses et deux ventilations naturelles hautes et

Trace d’humidité dans les murs

Tâches d’humidité dans le plafond en plâtre

Décollement du revêtement et de l’enduit mural dû à l’humidité.

Fissure sur le revêtement (enduit plâtre) des poutres porteuses

Fenêtres en mauvais état (ouvrant)



basses sur murs porteurs

Plafond finition plâtre

Poutre porteuse en bois, finition plâtre.

Présence d’une cheminée avec conduit ouvert

Menuiserie bois ouvrant à la française deux vantaux simple vitrage

Volet persienne bois.

Placard encastré mur nord.

Cuisine S = 33 m² Lxl = 5,66 x 5,82 HSP = 2,78 m

Sol : carrelage en bon état

Faïence sur murs sud-est et est sur une hauteur de 1,5 m

Cheminée avec insert

Ouverture Est et Sud en bois simple vitrage

Mur nord Mitoyen à LNC (Local Non Chauffé)

Arrivée d’eau mur Ouest

Menuiserie bois ouvrant à la française deux vantaux simple vitrage Sud et Est

Poutre porteuse de retombée 30 cm

2 bouches d’air chaud au dessus de la cheminée

Présence de verrière mur Est

Volets persiennes bois

Traces d’humidité au niveau de l’allège de la fenêtre plein Sud

Traces d’humidité plein Sud et Est sur 1,60 m de hauteur

Trace d’humidité au dessus de la cheminée

Humidité partout au plafond et plus particulièrement au Nord

Traces de début d’incendie liées à l’électricité

Fissure verticale mur Nord

14.3.3 L’annexe de la maison principale


LNC RDC S: 55 m² Lxl : 7,7 x 7,45 HSP 2,75 Sol à moins 30 cm par rapport à la cuisine

Mur Sud mitoyen avec la cuisine

4 murs porteurs (galets + mortier)

Enduit ciment sur les 4 murs

Dalle ciment

Hotte ciment

Les deux tiers sud de la pièce sont en plafond plancher bois et solives apparentes

Le dernier tiers au Nord est idem mais recouvert de plâtre

Menuiserie bois ouvrant à la française deux vantaux simple vitrage Nord

Porte bois plein deux vantaux Est grande dimension

Escalier en bois massif

Présence d’humidité sur les 4 murs

Fissure importante verticale côté nord

Présence de vrillette dans les solives

Fissure sous l’escalier

Escalier en mauvais état

LNC R+1 Lxl : 8,15 x 7,5 HSF : 4 m

Présence d’un plancher massif ancien

Charpente apparente avec fermes sur blochets avec entraits retroussés en bon état

Mur porteur remonte de 1 mètre tout autour

Plancher en mauvais état

Deux fissures structurelles sur pignon Sud, côté Est dont une descend dans l’étage inférieur

Menuiserie façade est en mauvais état



Portée entre fermes de 3 mètres

Conduit de cheminée Nord cimenté

Versant Est en ardoise et versant Ouest en Tuile plate

Capucine façade est avec volet bois

Ouverture façade nord avec volet bois



14.4 La thermique du bâtiment (notions de base)

Il existe deux grandes familles de paramètres, les caractéristiques statiques et les caractéristiques

dynamiques des matériaux. La conductivité thermique (λ), la résistance thermique (R) et le coefficient de

transmission thermique (surfacique) (U), la capacité thermique (ρC) et la perméabilité à la vapeur d’eau (μ)

sont les caractéristiques statiques des matériaux.

Les caractéristiques dynamiques sont par exemple la diffusivité thermique (a), l’effusivité thermique (E). Elles

caractérisent les propriétés d’un matériau en fonction de son temps de réaction.

Abordons ces quelques notions importantes8 :

14.4.1 La conductivité thermique

La conductivité thermique est une grandeur physique caractérisant le comportement des matériaux lors du

transfert thermique par conduction. Elle représente le flux de chaleur, traversant un matériau d’un mètre

d’épaisseur pour une différence de température de 1 degré entre les deux faces. Plus la conductivité

thermique est faible plus le matériau sera isolant.

La conductivité thermique s’exprime en Watt par mètre Kelvin (W/m.K), le Watt étant l’unité de puissance, le

mètre étant l’unité de longueur et le Kelvin l’unité de température. Rappelons que le rapport en le °C (degré

Celsius) et le Kelvin est T = θ + 273,15 (T est exprimé en Kelvin et θ en degrés Celsius. A 0°C on est a 273,15

K). La conductivité thermique s’exprime en Lambda (λ).

-

Plus λ est faible, plus le matériau est isolant.

14.4.2 La résistance thermique

La résistance thermique est utilisée pour quantifier le pouvoir isolant des matériaux pour une épaisseur

donnée. Elle s’exprime en m².K/W. Une paroi est d’autant plus isolante que sa résistance thermique est

élevée.

R = résistance thermique (m².K /W)

e = épaisseur de l’isolant (m)

λ = conductivité thermique (W/m.K)

La relation entre la conductivité thermique et la résistance thermique est la suivante :

8 Source : Wikipedia et « Propriétés et performances thermiques des matériaux » - AGEDEN.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Transfert_thermique



R = e/ λ. La résistance thermique s’exprime donc en m².K/W

Plus la résistance thermique est élevée, plus une paroi est isolée.

14.4.3 L’inertie thermique des bâtiments / Capacité thermique

L'inertie thermique est la capacité d'un corps à stocker de la chaleur. Elle est caractérisée par la capacité

thermique. Ce comportement des matériaux est un principe fondamental pour la conception bioclimatique

des bâtiments. Elle contribue au confort de l'habitation en atténuant les variations des pointes de

températures. En hiver, une forte inertie permet d'emmagasiner la chaleur de la journée due aux apports

solaires puis de la restituer plus tard dans la journée lorsque la température extérieure commence à chuter.

En été, une forte inertie liée à une ventilation nocturne permet d'atténuer les surchauffes durant la journée.

La capacité thermique d’un matériau représente sa capacité à stocker de la chaleur. Elle s’exprime en

Wh/m³.K. Plus la capacité thermique est élevée, plus le matériau pourra stocker une quantité de chaleur

importante. Un phénomène physique peut facilement montrer ce qu'est l'inertie thermique. Il s'agit des

pierres exposées en plein soleil lors d'une belle journée d'été.

Lorsque le soleil n'illumine plus la pierre, on constate qu'elle reste chaude. Elle peut même continuer

longtemps à rayonner sa chaleur emmagasinée. C'est un exemple de stockage de chaleur. Généralement ce

sont les matériaux les plus lourds qui possèdent la plus grande capacité thermique. Au contraire, les isolants

ont généralement une capacité thermique assez faible. Il convient alors de trouver le bon compromis entre le

pouvoir isolant et l'inertie du matériau. Les blocs de construction à isolation répartie comme la brique

monomur ont une capacité thermique assez élevée tout en conservant des performances d'isolation

importantes. Pour les isolants, les panneaux de bois offrent l'un des meilleurs compromis entre inertie et

isolation. A noter, dans les locaux utilisés de manière intermittente, l'inertie n'est pas souhaitable pour des

raisons de lenteur de mise en température de confort et de consommations énergétiques importantes.

Plus la capacité thermique est élevée, plus le matériau pourra stocker de la chaleur.

14.4.4 La diffusivité thermique

La diffusivité thermique (a) exprime la capacité d'un matériau à transmettre (rapidement) une variation de

température. C’est la vitesse à laquelle la chaleur se propage par conduction dans un corps. Elle s'exprime en

m²/heure. Plus la valeur de la diffusivité thermique est faible, plus le front de chaleur mettra du temps à

traverser l'épaisseur du matériau, et donc, plus le temps entre le moment où la chaleur parvient sur une face

d'un mur et le moment où elle atteindra l'autre face est important. On parle également de déphasage. (Un

déphasage de 10 à 12h permet d'atténuer les différences de température entre le jour et la nuit).

Plus la diffusivité thermique (a) est faible, plus la chaleur mettra de temps à traverser le matériau.



14.4.5 L’effusivité thermique

L’effusivité thermique E des matériaux, parfois dénommée “chaleur subjective”, représente la rapidité avec

laquelle la température superficielle d’un matériau se réchauffe. Plus le coefficient E est bas, plus le matériau

se réchauffe vite. Les matériaux isolants ont un coefficient E faible et ont une bonne “chaleur subjective”, les

matériaux dotés d’une inertie forte ont généralement un coefficient E élevé. Dans certains cas, il pourra être

intéressant de disposer un matériau à faible coefficient E devant une paroi à forte inertie (E élevé). Cette

solution permet de supprimer parfois l’effet de paroi froide, mais en revanche elle diminue de façon

importante la capacité de stockage des calories dans la paroi froide et donc l’effet de régulation des

températures. Par exemple, en hiver, pour une salle de bains où le temps d'occupation est souvent court, les

revêtements à faible effusivité thermique comme le bois augmenteront le confort de la pièce puisqu'elle se

réchauffera rapidement. Au contraire, dans les climats chauds l'utilisation de matériaux à forte effusivité

comme le carrelage permet de maintenir un certain confort plus longtemps malgré l'échauffement de l'air de

la pièce.

Plus l’effusivité thermique (E) est faible, plus un matériau se réchauffe vite.

14.4.6 La résistance à la diffusion de la vapeur d’eau

(μ en Allemagne, R en France)

Ce coefficient détermine la perméabilité d'un matériau à la vapeur d'eau. Plus μ est élevé, plus le matériau

est étanche à la vapeur d’eau. Cette propriété est très importante afin d'éviter tout problème d'humidité à

l’intérieur des parois puisque la vapeur d'eau contenue dans l'air intérieur chaud se refroidit en se

rapprochant de la face externe de la paroi et condense à l'intérieur du mur. En construction conventionnelle,

pour empêcher ce phénomène, on utilise un pare-vapeur (imperméable à la vapeur d'eau) mais cette

solution n'est pas toujours recommandée car sa mise en œuvre favorise les passages « entonnoir » qui

accentuent les dégradations. Les isolants écologiques ont généralement un coefficient beaucoup plus faible

que les isolants conventionnels. Cela permet de réaliser des parois perméables à la vapeur d'eau avec une

grande capacité hygroscopique (capacité à absorber le surplus de vapeur d'eau quand l'air est trop humide et

à la restituer lorsqu'il s'assèche). Pour éviter toute condensation dans les murs, il est important de respecter

une règle de base : la perméabilité des matériaux composant la paroi doit être dégressive de l'extérieur vers

l'intérieur dans un rapport minimum de 1 à 5 autrement dit, le μ du coté intérieur doit être cinq fois plus

élevé que le μ du coté extérieur. (Si cette règle ne peut pas être respectée par les composants de la paroi

(par exemple en rénovation), il est préférable d'utiliser un frein-vapeur, plutôt qu'un pare-vapeur totalement

étanche, avec un μ approprié).

Plus la résistance à la diffusion de la vapeur (μ) est élevée, plus le matériau est étanche à la vapeur

d’eau.

La perméabilité des matériaux composant la paroi doit être dégressive de l'extérieur vers l'intérieur dans

un rapport minimum de 1 à 5.

14.4.7 La masse volumique

Pour éviter les tassements d'isolants en paroi verticale, il faut privilégier les isolants en panneaux ou en vrac

à forte densité. Les tassements augmentent considérablement les ponts thermiques (défaut ou diminution



d'isolation entre deux parois) et par conséquent les déperditions dans l'habitat. C'est un phénomène très

répandu avec les laines minérales suite à de mauvaises qualités de mise en œuvre. Cette notion est

également importante pour évaluer le comportement du matériau car plus elle est élevée, plus la capacité

thermique sera importante.

Attention à la masse volumique en isolation verticale. Plus celle-ci est élevée, moins il y aura

tassement, et moins il y aura de ponts thermiques.

14.4.8 L'énergie grise

Afin de réduire l'impact environnemental lié à la construction, il est important de considérer l'ensemble du

cycle de vie des différents matériaux. L'énergie grise permet justement de quantifier l'énergie nécessaire à la

production d'un matériau en tenant compte de l'extraction, la transformation, le transport et l'élimination du

matériau. Elle s'exprime généralement en kWh/m³.

Plus l’énergie grise est faible, plus la conception d’un matériau est respectueuse de

l’environnement.



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oût ment 2010 - init-environnement.com · Document réalisé par David Guibert, Yann Capdequi-Peyranere, Karen Gicquel, Baptiste Decaix, Romain Faurel, Guillaume Vallin Page 10