Maison passive : qu’est-ce que c’est, comment ça marche et 7 principes de base

Toutes les interventions de construction neuve ou sur le patrimoine existant sont motivées par une recherche constante d’économie d’énergie et de durabilité environnementale : optimiser la consommation énergétique d’une construction permet de réduire son impact sur l’environnement environnant et de garantir un environnement plus sain pour les générations futures.

Parmi les actions de conception motivées par la sensibilité environnementale, on trouve la maison passive, un type de construction très courant en Europe et également en diffusion en Italie.

En avez-vous déjà entendu parler ? Savez-vous en quoi cela consiste ? Découvrez dans cet article ce que c’est et comment ça marche.

Qu’est-ce qu’une maison passive ?

Une maison passive, également connue sous le nom de «Passive House» ou «Passivhaus», est un bâtiment technologiquement avancé, à faible consommation d’énergie et à haute efficacité.

Elle a la capacité de garantir un confort thermique adéquat sans recourir aux systèmes de chauffage ou de refroidissement traditionnels et avec une faible voire nulle contribution énergétique externe.

Avec un enveloppe constituée de matériaux isolants, elle n’a donc pas besoin de chaudières ou de pompes à chaleur, mais utilise le chauffage passif, obtenu par le rayonnement solaire transmis par les fenêtres, les appareils électroménagers utilisés à l’intérieur de la maison ou les personnes qui y vivent.

Maison passive à haute efficacité énergétique

Comment fonctionne une maison passive ?

Une maison passive fonctionne grâce à la combinaison de plusieurs éléments : 

• l’isolation thermique, qui garantit le maintien à l’intérieur de la maison d’une température constante et homogène, avec pour conséquence une amélioration du confort de vie et de la salubrité des espaces, réduisant le risque de formation d’humidité et de moisissures ;
• l’utilisation de menuiseries thermiques, qui ont un double rôle important : d’une part, elles contribuent à augmenter l’isolation du bâtiment passif, réduisant la perte de chaleur, d’autre part, elles sont essentielles pour absorber la chaleur et la transmettre à l’intérieur, augmentant ainsi la sensation de chaleur en saison froide ;
• la chaleur corporelle des personnes qui habitent la maison ou celle produite par les appareils électroménagers.

À cela s’ajoutent ensuite la ventilation contrôlée et l’utilisation d’énergies renouvelables.

Avec la ventilation contrôlée, l’air vicié à l’intérieur du bâtiment est extrait et de l’air riche en oxygène provenant de l’extérieur est introduit. De cette manière, un renouvellement continu de l’air est assuré, sans perte de chaleur ou de fraîcheur, avec un bien-être total des habitants grâce à l’obtention d’une qualité optimale de l’air.

Les installations à source renouvelable utilisent quant à elles les énergies provenant du soleil, de la terre, du vent ou de l’eau. Dans une maison passive, il est possible de capter l’énergie solaire grâce aux panneaux solaires thermiques et photovoltaïques et de la transformer en énergie thermique, ou de récupérer l’énergie géothermique grâce à des pompes à chaleur, ou encore de réaliser des murs ou des toits verts pour l’isolation thermique.

Comment l’idée de maison passive est-elle née ?

L’idée de maison passive est née à la fin des années 1980, plus précisément en 1988 en Allemagne avec le Protocole Passivhaus, grâce à la collaboration de deux professeurs d’université, le physicien allemand Wolfgang Feist et le chercheur suédois Bo Adamson.

Ce qui les unissait était une passion pour l’architecture durable et cette passion les a amenés à travailler sur un projet ambitieux : créer la soi-disant «Passive House» ou «Passivhaus», un bâtiment innovant technologiquement avancé et à faible consommation d’énergie pour lequel il n’était pas nécessaire de recourir à des systèmes de chauffage.

Leur projet n’est pas resté inachevé, en effet, à partir de leur idée en 1991, un complexe de 4 maisons mitoyennes à Darmstadt à haute efficacité énergétique par rapport aux bâtiments de l’époque a vu le jour.

Par la suite, en 1996, l’Institut Passivhaus a été créé à Darmstadt, où se sont poursuivies les études et la diffusion des normes de construction des maisons passives.

À partir de ce moment, cette nouvelle vague de durabilité s’est répandue de plus en plus, le phénomène de la maison passive s’est répandu comme une traînée de poudre du nord de l’Europe au reste du continent.

Avantages d’une maison passive

Vivre dans une maison passive comporte d’importants avantages, voyons les principaux : 

1. structure de qualité : la maison passive construite selon des règles de conception strictes s’avère être beaucoup plus solide et durable que les maisons traditionnelles, maintenant des performances optimales pendant longtemps et réduisant le besoin d’entretien ;
2. conception et réalisation selon des normes : devant garantir un certain niveau de qualité, à la fois la phase de conception et celle de réalisation sont contrôlées dans les moindres détails, en choisissant soigneusement les bons matériaux et en les posant de manière optimale ;
3. réduction de l’impact environnemental : l’efficacité énergétique d’une maison passive réduit son impact environnemental, très élevé pour toutes les autres habitations non optimisées ;
4. confort thermique élevé : la température à l’intérieur de la maison est toujours agréable, chaude en hiver et fraîche en été grâce à l’isolation thermique des murs extérieurs et à l’insertion de menuiseries thermiques. L’isolation élimine également la formation de ponts thermiques, éliminant ainsi la présence d’humidité et de moisissures ;
5. air filtré et propre : l’insertion de la ventilation mécanique permet en effet de filtrer l’air entrant de la pollution extérieure et d’absorber simultanément l’air intérieur saturé.

Le coût de construction d’une maison passive sera plus élevé que celui d’une maison traditionnelle et varie généralement en fonction du matériau dans lequel elle sera construite. Ce modèle s’avère cependant être avantageux à long terme : en effet, étant un bâtiment NZEB, c’est-à-dire à impact zéro et à très haute efficacité énergétique, il permet de réduire la consommation d’énergie jusqu’à 90 % par rapport à un bâtiment traditionnel et garantit un retour sur investissement en quelques années grâce aux économies sur les factures.

Comme on peut le deviner, la maison passive est donc synonyme de qualité, car elle est construite selon des règles et des normes précises. Pour atteindre ces normes de qualité, une accélération de la mise en œuvre de nouvelles technologies dans les processus de construction est également nécessaire. La conception de maisons passives à l’aide de jumeaux numériques peut être une ressource importante pour tous les professionnels. Le jumeau numérique offre une vision complète et détaillée des performances des bâtiments, donc l’avenir de la conception de maisons passives efficaces et très confortables réside sans aucun doute dans l’utilisation de cette technologie.

7 principes pour concevoir et réaliser une maison passive

Pour concevoir et réaliser une maison passive, il est important de suivre 7 principes fondamentaux : 

1. l’orientation, pour tirer le meilleur parti de l’irradation solaire, il est important d’organiser au mieux la disposition des ouvertures extérieures. Orienter la façade principale au sud, par exemple, permet d’absorber plus de radiation solaire et d’obtenir un chauffage plus important et gratuit pendant les périodes hivernales. Que ce soient les fenêtres d’un immeuble à plusieurs étages ou les vitrines d’un magasin, bien positionner les ouvertures et prévoir des systèmes de protection appropriés, comme des rideaux ou des brise-soleil, contribue à réduire le risque de surchauffe estivale ;
2. le rapport de forme, défini comme le rapport entre la surface dissipative du bâtiment (murs extérieurs, toitures, dalles au sol) et le volume chauffé, mesure la compacité d’un bâtiment. Ce rapport influence les performances énergétiques du bâtiment ; en effet, à de faibles valeurs du rapport de forme correspond un bâtiment compact avec, proportionnellement, des surfaces dissipatives moindres vers l’extérieur, tandis qu’à des valeurs élevées correspondent des bâtiments présentant des formes plus variées et, donc, plus dissipatives avec une plus grande pénétration et communication avec l’environnement extérieur ;
3. l’utilisation de l’isolation thermique, réalisée avec une couche de matériau isolant disposée sur les murs extérieurs du bâtiment, garantit moins de pertes vers l’extérieur et une température agréable à l’intérieur de l’environnement en toutes saisons. L’isolation thermique est un excellent outil tant pour les bâtiments résidentiels que commerciaux : elle réduit les pertes de chaleur et le besoin énergétique pour maintenir la température souhaitée ;
4. l’utilisation de menuiseries thermiques, qui, réalisées avec du triple vitrage, limitent au maximum la dissipation de chaleur. On privilégie également la réalisation de menuiseries larges, pour tirer le meilleur parti de la chaleur solaire ;
5. l’absence de ponts thermiques, lors de la réalisation de la couche d’isolation thermique, il est important de veiller à ne pas créer de points de discontinuité, en la posant de manière continue. Ces points se créent lorsqu’il y a un changement dans la résistance au passage de la chaleur et sont la cause de la formation d’humidité et de moisissure ;
6. l’utilisation de systèmes de ventilation, les machines VMC sont capables de fournir de manière constante de l’air propre, exempt de poussières et de smog, éliminant l’humidité et l’air saturé. Surtout dans les bâtiments commerciaux, les systèmes de ventilation sont très importants pour extraire l’air vicié et introduire de l’air frais et filtré, maintenant l’environnement sain ;
7. l’attention à l’étanchéité à l’air, pour garantir le maximum de confort thermique, il est en effet opportun d’éviter la formation d’infiltrations d’air, qui génèrent par conséquent des condensations interstitielles, causes de dommages aux structures du bâtiment. Dans les bâtiments résidentiels, l’étanchéité à l’air permet de prévenir les infiltrations qui peuvent nuire à l’efficacité de l’appartement, tandis que dans les bâtiments commerciaux, elle permet de prévenir des variations de température qui pourraient nuire aux travailleurs ou aux clients.

7 principes de conception de maisons passives

Comment intégrer les principes de la maison passive dans les flux de travail de rénovation

Pour pouvoir appliquer les principes de la maison passive aux interventions de rénovation bâtimentaire, il est fondamental de commencer par la modélisation du bâtiment existant à l’aide d’un logiciel pour la certification énergétique.

En effet, pour comprendre quels interventions il convient de développer sur un bâtiment pour le rendre à haute efficacité énergétique, il est bon de modéliser la maison en tenant compte de tous les facteurs qui influencent son comportement thermique.

Vous devrez procéder à la modélisation de : 

• enveloppe opaque : murs extérieurs, intérieurs, dalles, toitures ;
• enveloppe transparente : fenêtres, bow-window, lucarnes ;
• centrale thermique : chaudière, climatiseur, pompes à chaleur, chauffe-eau ;
• ponts thermiques.

Une fois l’état des lieux du bâtiment défini, vous n’aurez plus qu’à développer la conception guidée du système bâtiment-installation, avec la définition guidée des interventions d’amélioration énergétique telles que l’isolation thermique, le remplacement des fenêtres, le remplacement de la centrale thermique, etc.

Si nécessaire, pour améliorer des paramètres tels que l’orientation, vous pouvez prévoir le déplacement des éléments transparents ou l’insertion de systèmes d’ombrage.

Ensuite, il est possible d’effectuer automatiquement les vérifications légales selon la norme nZEB et de visualiser graphiquement le comportement énergétique du bâtiment : de cette manière, vous pouvez facilement comprendre si les interventions que vous insérez sont adéquates pour transformer le bâtiment en une maison passive ! 

Ponts thermiques, ombrage, rapport de forme, systèmes de ventilation ou d’isolation, tout est géré et vérifié automatiquement, vous permettant de trouver la solution optimale pour réaliser une maison passive à impact zéro ! Qu’attendez-vous ? Essayez-le gratuitement pendant un mois.

Les principes de la maison passive et leur impact sur les coûts de gestion et d’entretien à long terme

Donner vie à des constructions passives permet de réduire au minimum les coûts de gestion et d’entretien à long terme, car cela signifie créer un système capable de contrôler l’utilisation de l’énergie, l’état des structures et des installations.

En créant un jumeau numérique de la maison passive et en l’associant à des systèmes de surveillance basés sur les données, il est possible de suivre en temps réel chaque appareil. Imaginez pouvoir suivre les consommations énergétiques du bâtiment, cela vous permettra de corriger immédiatement les anomalies ou d’identifier les gaspillages et les inefficacités.

Intervenir immédiatement signifie optimiser les coûts de gestion et d’entretien, maximisant ainsi l’efficacité énergétique de l’habitation.

Les systèmes de surveillance permettent également de fournir des retours constants sur les performances de la structure en temps réel : habitudes, besoins, nécessités, tout est mesuré et utile pour prendre des décisions éclairées.

Équilibre entre forme et fonction : stratégies de conception alignées aux normes Passivhaus

L’équilibre entre la forme et la fonction est un aspect très pertinent pour les normes Passivhaus.

Si la forme d’un bâtiment est définie par tous les éléments de l’enveloppe du bâtiment qui séparent les espaces clos de l’environnement extérieur, la fonction représente le but ultime pour lequel il est réalisé.

En ce qui concerne la forme, dans la conception thermique d’un bâtiment, il est important de garder à l’esprit que : 

• à mesure que la surface exposée augmente, les pertes d’énergie vers l’extérieur en hiver et les gains thermiques indésirables en été augmentent ;
• à mesure que le volume augmente, la masse et l’énergie accumulable augmentent, ce qui aide à amortir les oscillations thermiques.

Il est donc important que, par rapport au rapport de forme mentionné ci-dessus, des formes compactes et régulières soient préférées, avec des structures possédant une masse thermique significative.

En ce qui concerne la fonction d’un bâtiment, elle est certainement de garantir le maximum de confort d’habitation à ses utilisateurs : efficacité énergétique, isolation thermique, étanchéité à l’air, ventilation adéquate sont les éléments clés.

Au-delà de l’isolation : l’importance de l’étanchéité à l’air

L’isolation thermique est fondamentale car elle réduit les pertes et assure du confort en toute saison. Cependant, dans la conception d’une maison passive, il y a beaucoup d’autres éléments à considérer.

À côté de l’isolation thermique, un aspect assez pertinent est l’étanchéité à l’air.

Prévenir les ponts thermiques aux joints, arêtes et nœuds est l’une des mesures d’économie d’énergie les plus efficaces.

Imaginons par exemple, une dalle d’un balcon directement connectée à une dalle en béton, elle produit inévitablement des pertes thermiques supplémentaires car elle interrompt l’isolation thermique extérieure, transportant donc la chaleur à l’extérieur.

Une bonne technique pour remédier au problème pourrait être de positionner le balcon à une certaine distance de la façade en prévoyant des supports séparés de la structure afin de réaliser une couche d’isolation continue et simultanément une couche d’étanchéité à l’air continue.

Une construction étanche à l’air peut également être efficacement obtenue, par exemple, en enduisant complètement le bâtiment sur le côté intérieur ou en utilisant des membranes, du papier renforcé ou des panneaux en bois.

Le climat régional et comment il influence les priorités de conception de la maison passive

La localisation d’un bâtiment influence ses conditions de confort environnemental en raison du climat et donc la ligne de conception d’une maison passive changera.

Dans les climats tempérés, les besoins de refroidissement et de réduction de la charge thermique solaire concernent uniquement la période estivale.

Le critère de conception dans ce cas doit être subordonné à la nécessité de ne pas compromettre la possibilité d’utilisation de la radiation solaire pendant la période froide, qui est beaucoup plus longue.

Les surfaces vitrées, qui représentent un élément important pour les apports solaires, et les surfaces opaques, qui, en absorbant la radiation solaire, déterminent une augmentation de la température de surface, doivent être bien positionnées.

Les ouvertures devraient être principalement situées au Sud, car en hiver elles captent la plus grande quantité de radiation (lorsque le soleil est bas à l’horizon), tandis qu’en été la radiation peut être facilement ombragée par une étude attentive des débords et l’utilisation de protections.

Dans les climats méditerranéens, il est important d’utiliser des surfaces à basse température pour réduire l’accumulation de chaleur dans l’environnement.

Les surfaces transparentes nécessitent un équilibre attentif entre la conductivité thermique, le facteur solaire et l’apport de lumière naturelle, de plus, disposer les façades principales vers le Sud et le Nord, avec un axe majeur Est-Ouest, permet un contrôle plus efficace de la radiation solaire et de la ventilation naturelle.

Outils numériques qui simplifient le respect des principes de la maison passive

Comme on peut le comprendre, la maison passive est donc synonyme de qualité, car elle est réalisée selon des règles et des normes précises. Pour atteindre ces normes de qualité, une accélération dans l’implémentation de nouvelles technologies dans les processus de construction est également nécessaire.

La conception de maisons passives par le biais de jumeaux numériques peut être une ressource importante pour tous les professionnels. Le jumeau numérique offre une vision complète et détaillée des performances des bâtiments, donc l’avenir de la conception de maisons passives efficaces et hautement confortables réside sans aucun doute dans l’utilisation de cette technologie.

Le jumeau numérique offre une large gamme d’applications pratiques dans le domaine de la conception de maisons passives, telles que : 

• la possibilité de simuler et d’optimiser le comportement du bâtiment dans différents scénarios ;
• la gestion avancée des systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) ;
• la création de modèles de simulation interactifs ;
• le développement d’analyses des données historiques et en temps réel sur l’utilisation de l’énergie.

Les logiciels de conception thermique sont également un excellent outil de simulation énergétique dynamique des bâtiments, capables de garantir le développement de conceptions orientées vers l’atteinte des principes de Passivhaus, le confort environnemental, l’efficacité énergétique, la durabilité environnementale.

Erreurs courantes dans l’implémentation des principes de la maison passive sur site

Parmi les erreurs les plus courantes dans l’implémentation des principes de la maison passive, on trouve certainement : 

• l’utilisation de matériaux inappropriés : des matériaux pour l’isolation thermique non adéquats et des menuiseries de basse qualité influencent énormément l’efficacité d’un bâtiment ;
• la mauvaise exécution des interventions : la qualité des ouvriers et une installation correcte de tous les matériaux et produits de construction utilisés influencent énormément ;
• le développement d’une conception sommaire : le développement d’une conception non détaillée, qui prend en compte les conditions réelles du bâtiment et qui ne simule pas son comportement en fonction de la forme, des dimensions, du positionnement des éléments opaques et transparents, de l’insertion des systèmes d’isolation, d’étanchéité et des installations, influence négativement la réalisation d’une maison passive.

FAQ – Maison Passive

Qu’est-ce qu’une maison passive ?

C’est un bâtiment conçu pour garantir un confort thermique sans avoir besoin d’installations de chauffage ou de refroidissement traditionnelles. Elle utilise l’isolation, des menuiseries à haute performance, une ventilation contrôlée et des énergies renouvelables.

D’où vient le concept de maison passive ?

L’idée a été développée en Allemagne à la fin des années 80, avec le protocole Passivhaus, grâce aux chercheurs Wolfgang Feist et Bo Adamson.

Quels sont les principaux avantages de vivre dans une maison passive ?

Une durabilité accrue de la structure, des consommations réduites, un impact environnemental moindre, un confort thermique constant et une qualité de l’air plus élevée.

Quels sont les principes fondamentaux pour concevoir une maison passive ?

Orientation correcte, forme compacte, isolation continue, menuiseries performantes, absence de ponts thermiques, ventilation mécanique contrôlée et attention à l’étanchéité à l’air.

Peut-on appliquer le modèle de maison passive aux rénovations ?

Oui. En partant d’une modélisation énergétique du bâtiment existant, il est possible de planifier des interventions ciblées telles que l’isolation, le remplacement des menuiseries ou l’optimisation des installations.

Le climat influence-t-il la conception d’une maison passive ?

Oui. Dans les zones tempérées ou méditerranéennes, les priorités changent : par exemple, la gestion de la radiation solaire, l’orientation des façades et les stratégies d’ombrage.

Quelles technologies numériques aident dans la conception d’une maison passive ?

Des outils comme les jumeaux numériques et les logiciels de simulation énergétique permettent de prévoir les performances, d’optimiser les consommations et de surveiller le bâtiment en temps réel.

Quelles sont les erreurs les plus courantes dans la réalisation d’une maison passive ?

Utilisation de matériaux inappropriés, pose incorrecte, conceptions superficielles et manque de simulations énergétiques précises.