Réaliser des économies d’énergie grâce à la green architecture

Construire des bâtiments énergétiquement efficients et respectueux de l’environnement : c’est tout l’enjeu de l’architecture écologique qui combine intelligence énergétique et processus de construction durable. Tour d’horizon des procédés de conception du green building.

Une architecture de l’efficacité énergétique

Le secteur résidentiel et tertiaire représente 44% de la consommation d’énergie finale (Ministère de l’Ecologie, du Développement durable et de l’Energie, chiffres datés du 21 février 2013). Potentiellement, il constitue le plus gros gisement d’économies d’énergie directement exploitable. Si, pour y parvenir, il existe la possibilité de rénover des bâtiments préexistants afin de leur conférer une efficacité énergétique optimale, ainsi que la loi du « Grenelle I » le permet depuis le 3 août 2009, l’autre option envisageable est la construction de toutes nouvelles infrastructures durables.

Architecture verte, architecture durable, architecture écologique – green architecture, green design, sustainable architecture ou encore green building, les termes ne manquent pas pour nommer cette discipline qui vise la réalisation de bâtiments « verts ». Selon la définition donnée par l’Agence américaine de protection de l’environnement, le green building est la réalisation de structures qui utilisent des procédés respectueux de l’environnement et économes en ressources tout au long du cycle de vie des bâtiments, de leur construction à leur exploitation en passant par leur maintenance, et jusqu’à leur éventuel démantèlement.

L’objectif principal de ce type d’architecture est d’assurer l’efficacité énergétique du bâtiment. Pour l’atteindre, les procédés de construction doivent permettre la baisse des besoins énergétiques du bâti et l’amélioration de sa propension à capturer de l’énergie ou même à en produire.

Baisser les besoins énergétiques grâce à l’efficacité thermique

La première source de dépense énergétique d’un bâtiment est le chauffage. Selon les chiffres de 2007 du Ministère de l’Ecologie, 66 % de l’énergie consommée par le résidentiel-tertiaire est consacrée au chauffage. A titre de comparaison, seuls 14 % sont utilisés pour l’eau chaude sanitaire et la cuisson, et 20% pour l’électricité spécifique (éclairage, climatisation…). Une manière simple et peu onéreuse de réduire cette dépense énergétique est d’assurer au bâtiment une bonne isolation thermique afin de parer à la déperdition de chaleur. Le recours à des faux plafonds, à des matériaux comme la laine minérale ou le chanvre, ou au double vitrage permet de mettre en place une inertie thermique et d’atténuer l’impact des variations de température extérieure. L’effet des ponts thermiques – soit les points de la construction où la barrière isolante est rompue – peut également être atténué grâce à une isolation extérieure, par exemple via un « manteau isolant » constitué de briques de polystyrène. En complément, la ventilation peut être assurée par un échangeur air/sol, dont le principe consiste à réchauffer ou à rafraîchir l’air ventilé en utilisant l’inertie thermique du sol.

L’isolation n’est pas la seule solution énergétiquement efficiente. Une autre manière de réduire les consommations d’énergie en matière de chauffage et d’éclairage consiste à profiter de l’ensoleillement. En d’autres termes, il s’agit de concevoir les composants et l’architecture du bâtiment afin que celui-ci capte au mieux le rayonnement solaire et le diffuse ensuite sous forme de chaleur. Cette énergie solaire passive peut être récupérée principalement grâce à l’utilisation de fenêtres à haut rendement thermique spécifiquement orientées vers le soleil et en complément de matériaux capables de conserver la chaleur.  Ces solutions pour réduire les besoins énergétiques en matière de chauffage permettent d’aboutir à l’élaboration d’un habitat passif, c’est-à-dire un logement qui consomme moins de 15 kWh d’énergie primaire par m² par an pour le chauffage, et moins de 120 kWh par m² par an pour tous les usages.

Habitat; Efficacité énergétique; Economies d'énergie; Consommation électrique; Photovoltaïque

Des bâtiments producteurs de leur propre énergie

En complément des solutions passives qui visent à atteindre l’efficacité thermique, le green building réfléchit à la façon d’intégrer la production d’énergie dans le bâti afin de réduire sa consommation énergétique – ou comment permettre à un bâtiment de générer sa propre énergie ?

A cette fin, l’emploi des énergies renouvelables permet au bâtiment de tirer parti de son environnement. L’usage actif de l’énergie solaire rend ainsi possible la production d’électricité au moyen de panneaux solaires photovoltaïques et de chaleur grâce à des panneaux solaires thermiques fixés sur le toit. L’utilisation de pompes à chaleur permet également de produire de la chaleur tandis que l’emploi d’éoliennes assure un apport électrique. La Sigma Home équipée par Rexel est un bon exemple de l’intégration de plusieurs sources d’énergie renouvelable à un bâtiment. Les quartiers Vauban et Rieselfeld à Fribourg-en-Brisgau offrent également un aperçu de ce que peuvent donner des habitats durables étendus à l’échelle urbaine.

A terme, l’objectif du Green Building est de développer des bâtiments à énergie positive (ou BEPOS), capables de produire plus d’énergie qu’ils n’en consomment. Anticipant de futures normes relatives à la transition énergétique des bâtiments, l’ONG Effinergie a déjà développé en février 2013 un label BEPOS attribué à des bâtiments dont la consommation d’énergie primaire non renouvelable est inférieure à la production renouvelable.

Pour aller plus loin :

  • 10 exemples de green building construits selon les procédés de l’architecture verte
  • Les projets d’audacieux bâtiments verts actuellement en construction
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