Maison passive en pin maritime du futur
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1. INSTITUT TECHNOLOGIQUE Maison passive en pin maritime du futur Le programme Maison passive en pin maritime du futur permet de d montrer la faisabilit de la construction d habitat bois tr s basse nergie en pin maritime adapt aux conditions climatiques du sud ouest de la France En outre ce programme se place dans une d marche de gestion durable avec la prise en compte du confort d hiver mais aussi du confort d t Pour contacter l auteur Jean Luc Kouyoumii lean luc kouyoumji fcba fr FCBA P le Industries Bois Construction All e de Boutaut BP 227 33028 Bordeaux Cedex T l 05 56 43 63 45 Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 INSTITUT TECHNOLOGIQUE Le projet Maison passive en pin maritime du futur a pour objet d int grer des syst mes constructifs innovants base de bois sous climat atlantique chaud et humide Les r sultats sont publics et destin s d montrer sur un cas r el l efficacit de la gestion nerg tique pour le respect des futures r glementations thermiques RT 2012 et RT 2020 Ce projet a abouti sur la mise en chantier de deux logements au Taillan M doc Gironde Pour la fili re bois le projet rev t un enjeu conomique soci tal et d innovation Il a permis d initier et de faire merger une fili re b timent basse consommation en bois en appui sur les connaissances scientifiques et les techniques capitalis es2. conception en approche multicrit re avec l architecture la stabilit l nergie l conomie et l environnement optimiser Le choix des compositions multicrit res est effectu par test et erreur en petites boucles au niveau des phases pr coces de conception entre architecture conception nerg tique et co t Les autres crit res sont approfondis dans un second temps avec pour certains une finalit discriminante En d finitive la d marche suivie pour la conception d crit une spirale convergente Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 5 INSTITUT TECHNOLOGIQUE L approche Architecture et Energie de la construction Sur la base d un projet d fini par Gironde Habitat l EAP Ecole d architecture et de paysage de Bordeaux propose des modifications de volumes des orientations des choix de mat riaux des circulations des am nagements et des principes constrictifs Les propositions de l EAP sont aussit t valu es du point de vue nerg tique Le TREFLE participe la conception du b timent en collaboration avec l EAP II r alise l optimisation et l valuation nerg tique de la construction par calcul par choix des quipements nerg tiques par choix des composants d enveloppe par la veille L approche Conception constructive FCBA participe la conception du b timent valide l emploi de mat riaux ou principes innovants tudie la stabilit
3. de la construction r alise les plans de d tails de la construction et prend en charge le DCE Bois cahier des d tails et CCTP march travaux des parties sp cifiques l emploi du bois II est possible de tester des syst mes constructifs dans les laboratoires de FCBA II serait n anmoins pr f rable d utiliser des produits connus techniquement sous Avis technique l innovation consistant en la mise en uvre dans un chantier bois I n est cependant pas exclu de mettre au point de nouveaux proc d s techniques et de les valider avec ventuellement un ATEXx ou un Dossier Technique L approche Economie de la construction Sur les aspects conomie de la construction les partenaires ont fait appel un conomiste afin de g rer les connaissances puis d aider la d cision La mission a t sous trait e au Cabinet Michel Sarrazin L conomiste est Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 6 INSTITUT TECHNOLOGIQUE charg de la cr ation d une base de donn es sur le co t des technologies par unit de surface la centralisation de la d marche conomie de la construction et la mise en place de la m thode d analyse conomique Le travail commence par une analyse conomique de la fili re L approche Environnement Les r flexions sur la conception et l aide la d cision doivent prendre en compte l impact environnemental de la construction et sa dur e de vie ainsi qu une a
4. de surface habitable par rapport au plan initial Les cloisons peuvent d passer l paisseur actuellement mentionn e sur les plans Les techniques et les moyens utilis s dans la construction des logements doivent tre reproductibles Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 INSTITUT TECHNOLOGIQUE Le surco t ne doit pas exc der 10 15 du co t classique Des solutions en pin maritime doivent tre int gr es au projet La construction doit r pondre des crit res de confort adapt s au climat du sud ouest Le b timent doit tre suivi en exploitation sur un an avec une enqu te sur le ressenti des habitants Remarque Le projet concerne en priorit le b timent exp rimental Une gamme plus large de b timents sera tudi e Elle permettra d tendre les connaissances et les capacit s de l quipe de travail aux autres types de constructions les plus courantes en ossature bois la maison individuelle la maison individuelle R 1 le collectif en bande le b timent multi familles le collectif concentr Choix des mat riaux et des syst mes Afin d aider la prise de d cision sur les solutions envisag es un tableau a t r alis en s ance de brainstorming Il regroupe les produits les syst mes constructifs les fournisseurs le cadre r glementaire et le cadre normatif dans lequel ceux ci pourraient tre utilis s Pour hi rarc
5. d finition du cahier des charges qui s applique la typologie des constructions destin es au locatif social aux contraintes de site au niveau de consommation l utilisation du pin maritime Niveau Consommation La maison passive a un objectif de consommation au d marrage de l tude Nous avons choisi le standard allemand Passivhus avec un besoin en Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 3 INSTITUT TECHNOLOGIQUE thermique d hiver de 15 kWh m 2 an Par le d cret du 15 mai 2007 et les travaux de l association Effinergie le label BBC B timent Basse Consommation est fix 50 kWh m 2 an Pour le BBC la consommation est calcul e avec la m thode r glementaire RT Le projet devra donc pr senter une consommation se rapprochant de 50 kWh m an Localisation Le projet doit r pondre aux contraintes climatiques de l Aquitaine en termes de thermique d hiver et de thermique d t Les mod les nord europ ens ne peuvent pas tre appliqu s directement Utiliser le pin maritime Le projet pr voit d utiliser principalement le pin maritime comme mat riau de construction ossature bois panneaux mat riaux fibreux d isolation menuiseries Cr ation d un march pour le bois construction La r ussite du projet pourra propulser la fili re bois vers des applications innovantes Pour cela elle doit accomplir une structuration de l offre bois construction produire des sciag
6. duit Contreplaqu TARE 1 localement base de pin Certification et norme aa maritime os o a 4 Sans pin maritime Une usine sur le massif Panneau de particules landais Caissons coll s Probl me de collage en Avis mr grand format Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 12 INSTITUT TECHNOLOGIQUE e Inventaire des solutions constructives bois Un second travail destin rassembler les caract ristiques et les informations sur les solutions constructives bois a t r alis FCBA II permet de montrer de fa on quasi exhaustive la capacit du bois et des mat riaux base de bois tre utilis s en construction Les crit res renseign s sont la description les dimensions la provenance les syndicats professionnels les fabricants l utilisation les classes m caniques la normalisation la certification les caract ristiques comparatives les impacts environnementaux Les l ments suivants ont t tudi s Bois de structure bois massifs structuraux bois lamell s coll s bois massifs reconstitu s lamibois LVL poutres composites Panneaux d riv s du bois panneaux contreplaqu s panneaux OSB panneaux de particules panneaux de fibres bois panneaut s Mat riaux isolants isolants min raux isolants plastiques alv olaires fibres de bois laine de bois et li ge expans autres isolants d origine v g tale isolants d origine animal
7. e Syst mes constructifs ossatures bois et remplissage isolant standard ossatures bois et bottes de paille ossatures bois et chanvre banch bois massifs empil s murs en panneaux massifs Un cahier de coupes de principes des parois et des liaisons structurales a t produit pour des parois de MOB sur isol es avec 200 mm 300 mm et 400 mm d isolant e Etude du cas de base Afin de comparer les variantes et d identifier les am liorations nous avons consid r le projet initial r alis par l atelier d architecture Gorce comme version de base Chaque variante est compar e par simulation afin d en Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 13 INSTITUT TECHNOLOGIQUE mesurer l am lioration L analyse porte sur l nergie l acoustique la thermique et l conomie A partir de cette premi re tude l Ecole d architecture a propos deux familles constructives la famille bois max et la famille inertie max Ainsi on diff rencie une solution dite l g re en ossature bois et une solution dite lourde en bois lamell clou midi ni kim Figure 3 Plans du projet Gorse initial Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 14 FCBA INSTITUT TECHNOLOGIQUE e Calculs nerg tiques et conception architecturale La strat gie de calcul mise en place commence par la r alisation d une esquisse du projet puis le
8. es adapt s la MOB fournir du bois sec avec du stock et de la disponibilit La construction bois En thermique d hiver les niveaux de consommations sont atteints facilement La MOB se pr te bien au principe de sur isolation Elle atteint des performances lev es au standard BBC pour une paisseur de parois faible paisseur gale la paroi ma onn e est juste r glementaire En revanche la thermique d t est le talon d Achille de la construction bois principalement par son manque d inertie Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 4 INSTITUT TECHNOLOGIQUE Destination de l ouvrage Gironde Habitat est un OPAC d HLM et le b timent construit sera destin la location Par cette exp rience Gironde Habitat souhaite cr er une gamme constructive reproductible Notons qu il ne sera pas possible d imposer aux locataires de se soumettre un mode d emploi de l habitation Pour tout pilotage il faudra recourir des moyens automatis s sans intervention des occupants Ech ances Le projet tant pr vu sur 3 ans apr s identification d un chantier il faut aller vite concevoir construire puis analyser en 3 ans Le chantier a t livr en d cembre 2009 Objectif de vulgarisation II faudrait que la maison passive devienne un standard pour un surco t de 10 15 R partition des activit s Pour r pondre au mieux au cahier de charges nous avons segment la
9. hiser les solutions plus finement l ensemble des partenaires a not selon une chelle de I 5 la note 1 repr sentant le produit disponible et utilisable court terme et la note 5 le produit non existant sur le march et difficilement exploitable pour le projet Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 10 FCBA INSTITUT TECHNOLOGIQUE Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 11 INSTITUT TECHNOLOGIQUE Fournisseurs et R O Proms disponibilit Cadrage normatif Axes d am lioration 1 Probl mes de longueur Bois massif 2 Certifications et normes et de rectitude au del produit de 2 50 m 2 Bois massif about En res FCBA En recherche certification et NF 14 797 Bois massif reconstitu 3 l Probl me au niveau du Pas de fournisseurs en Norme fran aise et 2 5 plis wp as collage Aquitaine certification 1 Bois lamell clou 1 2 Norme europ enne et certification 3 Pas de texte normatif collectif seulement un Avis technique Multipli coll Pas d acteur local porteur de projet 1 2 3 pour la solution en Un ou deux acteurs poutre disposant d Avis techniques 3 pour la solution en dalle 2 Proc dure d Avis Voir avec le BMA technique lancer Multipli clou Poutre en Probl me de longueur EN K 374 et de prix Caissons assembl s Pr fabrication possible m caniquement SI Te en poutre Mat riau pro
10. lors des d veloppements Le projet se base sur les principes suivants Conception nerg tique du b ti individuel mitoyen petit collectif multi niveaux Respect du multicrit re constructif feu acoustique m canique Mise en uvre de sur isolation Exploitation des apports solaires Choix des composants d enveloppe Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 INSTITUT TECHNOLOGIQUE Gestion du confort d t Suivi monitor Enqu te sur le ressenti psychosensoriel Travail sur le renouvellement d air utilisation de puits canadiens et de VMC double flux si n cessaire R alisation du prototype deux logements dans un R 1 locatif La mise en chantier a d faire face la complexit la gestion au suivi la mise en place et l impl mentation des innovations e Partenaires FCBA Coordinateur Jean Luc Kouyoumiji Gironde Habitat OPAC La R sini re Constructeur Laboratoire TREFLE STEICO Ecole d Architecture et de paysage de Bordeaux e Financeurs FUI Minist re de l industrie Minist re de l Agriculture et de la P che Conseil r gional d Aquitaine e Partenaires contributeurs Smurfit Kappa Rol Pin Menuiseries Gr goire Isover le Cluster Above SOMFY ALDES Pr paration de la phase de conception e Cahier des charges En pr alable la t che de conception nous avons travaill avec la ma trise d ouvrage la
11. nalyse globale qui mesure l impact environnemental des composants de leur transport de leur mise en uvre de leur entretien de leur dur e de vie L impact environnemental sera trait en r alisant un Bilan Carbone sur la construction et sur la dur e de vie du b timent FCBA d veloppe depuis 5 ans en partenariat avec des industriels et l Ademe le logiciel EcoMOB Le principe consiste entrer les caract ristiques des produits dans le programme et structurer l information utilis e Le r sultat calcul est le bilan en CO2 de la construction Trois grands th mes ont n cessit la cr ation de groupes de travail e Groupe 1 Int gration du pin maritime avec La R sini re l Ecole d architecture FCBA STEICO et l conomiste e Groupe 2 Conception nerg tique avec TREFLE l Ecole d architecture et FCBA Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 7 INSTITUT TECHNOLOGIQUE e Groupe 3 Economie de la construction avec l conomiste Gironde Habitat La R sini re STEICO l Ecole d architecture et TREFLE Outre les r unions pl ni res o l ensemble des partenaires taient invit s pr senter leurs avanc es ces groupes de travail effectif r duit ont permis une meilleure interaction Au total 65 r unions de suivi ont t n cessaires la conduite du projet jusqu la fin 2009 Phase conception La strat gie d velopp e afin de r p
12. ondre l ensemble des contraintes pour le choix des solutions constructives est repr sent e sur la Figure 1 Maison Passive PMF lt N Environnement Stabilit Mat riaux Syst mes Q Energ tique Economie Figure 1 Synoptique de conception multicrit res Les aspects architecturaux d terminent aussi bien les contraintes de stabilit que les choix nerg tiques Les contraintes conomiques permettent d identifier la composition qui pr sente le meilleur couple technico conomique L approche environnementale permet de qualifier les choix Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 8 FCBA INSTITUT TECHNOLOGIQUE e Choix du chantier D s la deuxi me r union Gironde Habitat a propos deux programmes pouvant servir l tude Nous avons choisi de travailler sur un lotissement au Taillan M doc Un b timent de deux logements mitoyens est d di l tude Le b timent test est compos de deux logements T4 en R 1 expos s sud est 10 d environ 84 m chacun Le b timent est construit dans les m mes conditions d orientation et d am nagement que plusieurs autres pouvant servir de b timent t moin Figure 2 Vue projet e du lotissement de Taillan M doc 42 logements en structure mixte bois et ma onnerie Les contraintes et objectifs de la r alisation de ces b timents sont les suivants Le b timent maison passive ne doit pas perdre
13. simuler avec un code de calculs dynamiques Pl iades amp Comfie Les r sultats sont pr sent s en s ance pl ni re et des modifications peuvent tre demand es Dans un second temps le calcul r glementaire RT 2005 est r alis Enfin une derni re tape d affinage du calcul est pr vue en phase de validation apr s l tude des autres crit res respecter Levage des enveloppes et Mesure de la Menuiseries avec volets de r alisation du plancher perm abilit l air ventilation estival et lamell clou bardages en grande longueur Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 15 FCBA INSTITUT TECHNOLOGIQUE R sultats Les actions coupl es entre esquisses architecturales calculs nerg tiques faisabilit structurale et conomie ont permis de converger vers deux choix architecturaux utilisant deux principes constructifs L orientation des fa ades et la compacit du b timent ont t modifi es Pour la thermique d t il est pr vu de r aliser un apport d inertie dans les logements d utiliser des brise soleil et d organiser les volumes pour favoriser la ventilation traversante horizontale et verticale Les interactions entre les diff rentes quipes sont actuellement tr s actives Le rythme de l activit est d une r union pl ni re tous les 15 jours et d une r union technique en petit groupe op rationnel par semaine Maison passive en pin mari
14. time du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 16 ms INSTITUT TECHNOLOGIQUE j Uliniteite re d E 0 L STD een Es pre Gi Li ee re 1h H i T 1LIRLRLLLE a i a 7 414 nl FT TH AT iA i Jonction sur mur de fa ade Poteaux Porteurs Jonction sur dolson Figure 4 Ensemble d esquisses et de coupes de principe Les deux logements permettent de tester plusieurs combinaisons nerg tiques et techniques puits canadien planchers massifs ventilations naturelles traversantes La configuration choisie deux logements mitoyens permet la validation des syst mes vis vis du bruit a rien et du bruit d impact int grant les transmissions lat rales Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 17 INSTITUT TECHNOLOGIQUE Le projet a pour objet de rechercher des m thodes pertinentes permettant de r pondre aux crit res des constructions passives La construction permet de valider les principes mis en uvre par le monitoring sur une p riode d un an d une construction neuve prototype Les deux logements sont instrument s et serviront de laboratoire vivant visant valider la conception Maison passive en pin maritime du futur Copyright FCBA INFO Juillet 2010 18
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