Bienvenue dans un LowCal performant

La commune rurale de Pont-de-Barret, dans la Drôme, non loin de Montélimar, était réputée pour un site d’escalade. Désormais, depuis 2016, elle l’est aussi pour accueillir le premier bâtiment tertiaire à énergie positive. Le projet a été porté par le bureau d’études Enertech afin de satisfaire ses propres besoins. « Lors de la transmission d’Enertech par son fondateur, Olivier Sidler, à ses salariés sous la forme d’une Scop[1], il a fallu changer de locaux. Après avoir envisagé une rénovation, nous avons décidé de construire un bâtiment neuf où nous pourrions mettre en œuvre tout ce qu’on n’aurait pas osé faire pour un autre maître d’ouvrage. La conception a duré un peu moins de deux ans pour relever tous les défis (construction bois-paille, simulations thermiques, tenue au séisme, etc.) et le chantier environ neuf mois », raconte Thierry Rieser, gérant d’Enertech. Au-delà de la satisfaction du bureau d’études d’avoir accompli ce projet et du confort vécu au quotidien, une campagne de mesures a été menée sur deux ans pour vérifier objectivement le niveau de performance de ce « LowCal ». Publiques, ces données montrent le bien-fondé de la démarche et fixent des repères pour la réalisation d’autres bâtiments du même type.

L’objectif du LowCal est de satisfaire trois ambitions : avoir un bâtiment à faible impact, à faible coût et low-tech. Une démarche de sobriété constructive a d’abord été appliquée pour minimiser l’impact environnemental des matériaux utilisés. Ils ont été choisis locaux, ainsi que bio et géosourcés : du bois pour l’isolation, de la paille et de la fibre de bois pour l’isolation des murs, de la terre crue pour l’inertie thermique des planchers, du papier recyclé (ouate de cellulose) pour l’isolation des combles. Les entreprises réalisant les travaux se situaient principalement dans un rayon de 40 km. Par rapport à une construction traditionnelle (murs béton, isolation en polystyrène, etc.), le choix de ces matériaux « rustiques » permet une division par 1,33 à 3,7 de l’impact carbone de la construction, selon la méthodologie utilisée (E+C- ou outil basé sur ecoinvent). Cette performance permet au LowCal d’être classifié Bâtiment Bas Carbone au niveau excellence (label Certivéa) et E4C2 par le label E+C- (soit le plus bas niveau de consommation énergétique et le deuxième plus bas niveau carbone).

Conception bioclimatique et performante

Conçu avec l’architecte Pierre Traversier, l’allure du bâtiment est très classique : un grand parallélépipède sur trois niveaux, d’une surface totale utile de 614 m² pouvant accueillir jusqu’à 35 personnes. L’originalité vient des stratégies déployées pour réduire énormément les déperditions thermiques et valoriser les apports du soleil : épaisseur d’isolants importante, conception compacte, traitement des ponts thermiques inévitables, forte étanchéité à l’air de l’enveloppe et ventilation double-flux à haut rendement. Ainsi, les déperditions sont seulement de 182 W/K pour les parois, 22 W/K pour la ventilation double flux (soit 8 fois moins qu’une simple flux) et de 18 W/K pour les infiltrations.

Malgré un triple vitrage, ce sont les fenêtres qui créent le plus de déperditions (la moitié du total). Mais leur disposition – surtout au sud, à l’est et à l’ouest – les rend très utiles comme principale source de chauffage et de lumière. D’autres apports caloriques viennent des humains (3,2 kWh/m²/an) et des outils informatiques. Conséquence : les faibles appoints nécessaires l’hiver montent à peine à 3,3 kWh électriques par an et par m² de surface utile, soit 10 fois moins qu’un bâtiment neuf respectant la réglementation thermique 2012. « Selon nos estimations, les apports solaires naturels assurent 61 % du chauffage en période hivernale. Vu le faible besoin de complément – environ 50 à 70 W par bureau –, nous avons remplacé les quelques convecteurs électriques mobiles initiaux par des ampoules de couveuses », complète Thierry Rieser.

Inversement, l’été, où le risque de surchauffe existe lorsque les bâtiments sont très isolés, la campagne de mesure a montré que la température intérieure ne franchissait pas 28°C alors que l’extérieur dépassait les 36°C. Ce résultat vient de l’occultation extérieure des ouvrants, de la maîtrise des apports internes par une sobriété d’usage (appareils électriques économes, serveur basse consommation, veilles et extinction totale hors utilisation), et de l’aération nocturne et matinale. Ce dernier point est crucial afin que l’inertie thermique du bâtiment apportée par la terre crue joue bien son rôle de temporisation (constante de temps de 10 jours) et non pas d’accumulation de chaleur lors d’une canicule.

Coût global 15 à 45 % moins élevé

La réduction des besoins fait que la consommation d’énergie annuelle – uniquement de l’électricité – est très faible, à hauteur de 7 kWh/m² (SHON). Les deux principaux postes sont le chauffage (2,7 kWh) et la bureautique (2,45 kWh), suivi de l’éclairage (0,65 kWh), de la cuisine-réfectoire (0,45 kWh), de l’eau chaude sanitaire (0,37 kWh) et de la ventilation (0,27 kWh).

La toiture sud a été entièrement couverte avec 153 m² de panneaux solaires photovoltaïques intégrés de marque PhotoWatt, soit 24 kWc. Le taux d’autoproduction est de 65 %, c’est-à-dire que les deux tiers de la consommation d’électricité du bâtiment sont assurés par ces panneaux. Surtout, les deux premières années, 32 MWh/an ont été produits en moyenne, soit 6 fois plus que la consommation du bâtiment, tous usages confondus ! Ce surplus de production photovoltaïque permettra de compenser l’énergie grise due à la construction et l’entretien du bâtiment au bout de 37 ans. « Vu que la durée de vie conventionnelle d’un bâtiment est de 50 ans, nous avons donc bien réussi à construire un bâtiment à énergie grise positive », se félicite Thierry Rieser.

Enfin, le panorama sur le LowCal serait incomplet sans les dimensions sanitaires et économiques. Des mesures sur le taux de CO₂ et les composés organiques volatils ont montré que les niveaux sont corrects, dès lors que la ventilation est bien utilisée et l’aération régulière. De plus, le confort hygrothermique et visuel des occupants a été questionné avec des retours très majoritairement positifs (à plus de 75 %).

Côté financier, le coût de construction du bâtiment affiche 1 120 € HT/m² (SHON), soit un surcoût estimé à 17 % par rapport à un équivalent en béton respectant la RT2012. Mais en coût global sur 50 ans, les économies d’énergie, de maintenance et la production photovoltaïque font que le rapport est inversé : le LowCal coûte 15 % à 45 % moins cher qu’un bâtiment classique. Ce modèle de bureaux gagnerait donc à être reproduit en améliorant certains aspects (acoustique par exemple) et en l’adaptant aux contraintes climatiques d’autres régions, voire en imaginant une version résidentielle. Thierry Rieser confirme cette approche : « Enertech travaille sur toutes ces options. Un bâtiment sans chauffage ne se fait pas sans bureau d’études ! C’est par la simulation thermique dynamique et un travail de co-conception en équipe que chaque nouveau projet arrivera à la performance ».

[1] Société coopérative de production