Le moyen le plus efficace de rendre un bâtiment préfabriqué plus économe en énergie et d’économiser de l’argent sur les factures d’électricité est d’intégrer toutes les caractéristiques d’efficacité énergétique dans sa conception. L’élément de conception le plus important d’un bâtiment préfabriqué économe en énergie est son enveloppe extérieure car, étant la séparation entre les espaces intérieurs et extérieurs, elle doit être convenablement isolée et réduire autant que possible les pertes de chaleur. Néanmoins, deux actions supplémentaires permettront d’améliorer considérablement l’efficacité énergétique de la maison : orienter la maison en tenant compte des conditions climatiques naturelles de la région et n’utiliser que des équipements à haut rendement énergétique.
Qu’est-ce que l’efficacité énergétique ?
L’efficacité énergétique est la qualité d’une maison qui consomme moins d’énergie tout en offrant un environnement de vie confortable. Les maisons économes en énergie offrent un environnement chaud pendant les mois d’hiver, restent fraîches pendant les saisons plus chaudes, et leurs factures d’électricité sont fortement réduites.
Emplacement et orientation d’une maison préfabriquée économe en énergie
Pour obtenir un préfabriqué économe en énergie, il est essentiel de connaître les conditions climatiques du terrain où la maison sera placée. Nous devons tenir compte de la température, de la trajectoire du soleil et de la configuration des vents tout au long de l’année. Ces informations nous indiquent l’orientation de la maison et nous donnent une première approche de la manière dont elle doit être conçue.
Par exemple, si nous construisons une maison préfabriquée dans un climat plus froid, comme au Royaume-Uni ou dans le nord de l’Europe, nous voulons laisser entrer autant de soleil que possible pour chauffer l’espace intérieur naturellement avec les rayons du soleil. En choisissant un modèle préfabriqué avec de grandes fenêtres sur une façade et en orientant cette façade vers le sud, nous créons un effet de serre qui chauffera agréablement l’espace intérieur. Dans ce cas, il est également essentiel d’éviter de placer trop de fenêtres dans les zones où le vent est fort ou le soleil ne les atteint pas, car elles contribueront à la perte de chaleur.
L’inverse s’applique aux maisons situées dans des régions plus chaudes comme les pays méditerranéens. Dans ces cas, nous utilisons la compréhension de la trajectoire solaire pour éviter que les rayons du soleil d’été ne frappent directement les fenêtres de la maison, tout en les accueillant pendant les mois d’hiver. Étant donné que le soleil est plus haut pendant les mois d’été, il est possible d’orienter la façade de la fenêtre vers le sud et de placer une structure de pergola devant pour la protéger des rayons d’été.
Une compréhension bioclimatique de la maison peut nous aider à choisir une conception économe en énergie et nous guider dans l’orientation de la maison. Si la façon dont nous avons construit la maison est essentielle, d’autres éléments tels que les arbres, les montagnes ou d’autres bâtiments doivent également être pris en compte car ils créent des ombres et protègent du vent.
Concevoir une enveloppe thermique efficace sur le plan énergétique
L’enveloppe de la maison est définie par son revêtement extérieur : les murs, les fenêtres, le toit et le sol. Étant donné que l’enveloppe de la maison est la barrière qui sépare l’espace intérieur confortable de l’environnement extérieur, c’est un élément clé à prendre en compte lors de la conception d’une maison économe en énergie.
Un bâtiment préfabriqué économe en énergie doit être très bien isolé et couvrir tous les éléments de l’enveloppe, y compris le toit et le sol. Des éléments tels que les matériaux d’isolation, les types de fenêtres et l’étanchéité à l’air de la maison sont essentiels à prendre en compte pour l’ensemble de l’enveloppe.
Exigences en matière d’isolation
Une bonne isolation de la maison doit prendre en compte les murs, sans oublier le sol et le toit dans les climats chauds et froids. Il existe une grande variété de matériaux d’isolation, mais vous trouverez ci-dessous une liste des matériaux d’isolation les plus couramment utilisés dans les maisons préfabriquées :
| Matériau d’isolation | Brève description | Valeur U à 100 mm (W/m2K) [1][2] |
| Panneaux structuraux isolés (SIP) | Ce matériau est facile à installer puisqu’il est livré avec le matériau structurel et l’isolation. En général, trois matériaux isolants différents sont utilisés dans les panneaux SIP : le polystyrène expansé (EPS), le polystyrène extrudé (XPS) ou la mousse de polyuréthane (PUR). | EPS = 3,52XPS = 3PUR = 4,50 |
| Laine de mouton | Ce matériau est naturel, durable et très efficace. Il peut être appliqué sur les murs et les toits et, bien qu’il soit organique, il a une longévité de 60 ans, il est résistant au feu et éloigne les insectes. | 2.63 |
| Laine de verre | Bien que ce matériau ne soit pas d’origine naturelle, il a un impact positif sur l’environnement puisqu’il est fabriqué à partir de bouteilles de verre recyclées. | 2.85 |
| Laine de roche | La laine de roche est un matériau très efficace puisqu’elle offre une bonne isolation thermique, une réduction du bruit et une sécurité incendie. | 2.85 |
| Laine de roche | Bien que ce matériau ne soit généralement pas respectueux de l’environnement, il présente certains avantages : appliqué sous forme de mousse, il est assez efficace pour réduire les courants d’air. | 1.08 – 1.26 |
L’épaisseur de l’isolation varie en fonction du matériau et des exigences de chaque lieu. Bien que la quantité d’isolant nécessaire pour chaque partie de l’enveloppe de la maison doive être calculée de manière adéquate par un architecte ou un ingénieur, vous pouvez vous faire une idée de l’épaisseur nécessaire pour chaque partie en comprenant approximativement le concept de transmittance thermique.
Chaque matériau d’isolation a un coefficient de transmission thermique (valeur U) qui définit la capacité de ce matériau à transmettre la chaleur. Cette valeur permet de déterminer l’épaisseur de chaque matériau par rapport aux autres. Les matériaux ayant une valeur U plus faible nécessiteront moins de matériau pour obtenir les mêmes résultats d’isolation. Cependant, le calcul correct prendra en compte d’autres aspects, tels que les autres matériaux qui s’adaptent au mur.
Fenêtres à haut rendement énergétique
Les fenêtres sont un élément essentiel à prendre en compte lors du choix d’un bâtiment préfabriqué économe en énergie, car les maisons ordinaires perdent 10 % de leur température intérieure à cause de ces éléments [3]. En Europe et au Royaume-Uni, pour savoir si une fenêtre est économe en énergie, il suffit de regarder les étiquettes :
Label énergétique de l’UE : Il fournit des informations sur l’efficacité énergétique d’un produit. Chaque produit est évalué sur une échelle de 7, le produit le moins économe en énergie étant classé par un D rouge et le plus économe en énergie par un A+++ vert foncé.
British Fenestration Rating Council (BFRC) : Applicable uniquement au Royaume-Uni et dont le format est similaire à celui du label énergétique de l’UE. Dans ce cas, il existe une échelle de 8 valeurs, la fenêtre la moins économe en énergie étant classée avec un G marron et la plus économe en énergie avec un A+ violet.
L’importance de l’étanchéité et de la ventilation
Pour garantir l’efficacité énergétique d’un bâtiment préfabriqué, il ne suffit pas de choisir les bonnes fenêtres et les bons matériaux d’isolation, il faut aussi que l’ensemble soit bien étanche à l’air. L’objectif principal de l’étanchéité à l’air est d’éliminer les fuites d’air et les courants d’air indésirables à travers l’enveloppe de la maison. Par conséquent, la température intérieure confortable peut être facilement maintenue avec une production d’énergie moindre.
Pour éviter les fuites d’air, il est essentiel d’accorder une attention particulière aux différents joints de la maison, les plus importants étant ceux entre les fenêtres et les murs, les murs et les toits, ou les murs et les planchers. Cependant, les matériaux utilisés pour construire l’enveloppe sont essentiels pour définir un espace étanche à l’air.
L’étanchéité à l’air permet de réaliser des économies substantielles sur les factures d’énergie. Cependant, l’étanchéité à l’air signifie qu’il n’y a pas de renouvellement de l’air, ce qui peut avoir des conséquences sur la santé. Par conséquent, une maison étanche à l’air doit toujours être équipée d’un système de ventilation mécanique, idéalement avec récupération de chaleur, afin de réduire autant que possible les pertes de chaleur.
Choisir des équipements économes en énergie
Après avoir choisi la bonne orientation pour la maison et conçu une enveloppe extérieure efficace, il est temps de choisir des équipements de chauffage et de refroidissement efficaces sur le plan énergétique. Même si les maisons à haut rendement énergétique réduisent fortement les besoins en chauffage et en climatisation, l’utilisation d’équipements à haut rendement énergétique permet d’atteindre la température intérieure souhaitée. Nous pouvons opter pour des appareils à haut rendement énergétique afin de réduire davantage la consommation d’énergie et le coût des factures.
Lorsque l’on choisit une maison économe en énergie, il faut veiller à ce que la quantité d’énergie utilisée par les différents équipements soit faible, afin de maintenir les factures d’énergie à un niveau minimal. Pour identifier les systèmes les plus efficaces sur le plan énergétique, nous devons examiner leur étiquette énergétique de l’UE, qui fonctionne comme nous l’avons décrit dans la section sur les fenêtres : un D rouge représente le système le moins efficace sur le plan énergétique et un A+++ vert foncé représente le système le plus efficace sur le plan énergétique.
Les maisons préfabriquées et modulaires sont-elles plus efficaces sur le plan énergétique ?
Les maisons préfabriquées ne sont pas efficaces sur le plan énergétique par définition, même si le processus de préfabrication permet d’atteindre plus facilement ces paramètres. Voici quelques-uns des avantages les plus notables offerts par la construction hors site :
- Contrôle de la qualité: La centralisation des travaux de construction permet d’effectuer des contrôles de qualité supplémentaires tout au long du processus, ce qui garantit une meilleure performance de l’enveloppe thermique.
- Environnement de construction industrialisé: Construits dans un environnement semblable à celui d’une usine, les préfabriqués ont accès à des outils et à des machines sophistiqués, ce qui permet d’obtenir une qualité de travail plus fine, réduisant ainsi le risque de laisser des espaces ouverts qui provoqueraient des courants d’air.
Étant donné l’avantage de construire hors site, une bonne sélection de fabricants offre la possibilité de construire en respectant les normes d’efficacité énergétique. Le choix d’une maison économe en énergie augmente le coût de la construction, mais réduit considérablement le coût des factures d’électricité par la suite. Selon la BBC, une maison moyenne au Royaume-Uni peut économiser jusqu’à 555 livres sterling sur ses factures d’énergie en se conformant aux normes d’efficacité énergétique [4].
Références :
[1]Les matériaux d’isolation et leurs propriétés thermiques Greenspec https://www.greenspec.co.uk/building-design/insulation-materials-thermal-properties/
[2]Sprayfoam offre une combinaison unique de valeurs U élevées et de résistance à la perméabilité à l’air Fusion Insulation http://www.fusioninsulation.com/thermal-insulation.html
[3]Fenêtres : Perte de chaleur et gain de chaleur Greenspec https://www.greenspec.co.uk/building-design/windows/
[4]Stallard, E. (2022 October 7) Home insulation : Comment réduire les factures d’énergie ? BBC News https://www.bbc.com/news/explainers-60289396