10 choix gagnants pour construire une maison bioclimatique

La résidence secondaire de Brian Baker, construite il y a cinq ans à Bolton-Est, dans les Cantons-de-l’Est, a été présentée comme un modèle d’efficacité énergétique dans le documentaire Chercher le courant, lancé en salles en 2011. Sa par­ti­cu­la­rité? Elle tire profit du soleil et du vent pour réduire les coûts de chauffage. Et ça fonctionne: le propriétaire ne paie que 800 $ d’électricité par an, pour une surface habitable de 2 300 pieds carrés. En comparaison, un bungalow «ordinaire» moyen coûte 1 900 $ d’électricité par an, dont 60 % vont au chauffage.

Le bioclimatique a toutefois un coût: de 8 000 à 10 000 $ pour la maison de Brian Baker. Une facture qu’il a prévu amortir en huit ans, grâce aux économies d’énergie dont il bénéficie.

«J’ai fait construire cette maison parce que je ne voulais pas participer au gaspillage des ressources et de l’énergie qui a cours en ce moment», dit Brian Baker. Sa maison ne comporte aucune technologie sophistiquée. Elle est simplement bien orientée au sud et tire profit du soleil, grâce à une surface vitrée supérieure à la moyenne de celles qu’on trouve dans les maisons conventionnelles. Les murs sont isolés au-delà des normes du Code de construction du Québec, et l’intérieur est pourvu de murs et de planchers à masse thermique élevée, ce qui signifie qu’ils emmagasinent la chaleur du soleil le jour pour la diffuser la nuit venue. L’hiver, un poêle certifié EPA chauffe la maison grâce au bois du terrain environnant; le propriétaire ne chauffe à l’électricité que lorsqu’il s’absente.

• 350 $, c'est le coût de chauffage annuel de la maison solaire passive Ray-vision, construite en 2001. Surface habitable: 3 000 pieds carrés, répartis dans deux logements.
• 90 % : diminution potentielle des besoins de chauffage dans une maison bioclimatique performante.

Passive mais productive

Une maison bioclimatique est d’abord et avant tout une habitation solaire passive, c’est-à-dire construite de façon à tirer parti de la chaleur emmagasinée dans les matériaux grâce au rayonnement du soleil, énergie qui contribuera à chauffer l’intérieur le soir venu. «L’un des buts ultimes de la maison solaire passive est de conserver l’énergie, grâce à la mise en place d’une enveloppe du bâtiment étanche et d’une isolation per­for­mante», décrit Claude MH Demers, professeur titulaire à l’École d’architecture de l’Université Laval.

Le principe bioclimatique va cependant plus loin, car il tient compte des conditions climatiques du lieu de construction. La lumière naturelle, les vents, les précipitations, la température et l’acoustique sont examinés. Ainsi, si la maison est construite dans une région très venteuse, le concepteur songera à la protéger à l’aide d’un talus ou d’un bosquet de conifères dense par exemple. Mais le vent peut aussi être bénéfique s’il favorise une ventilation naturelle de la maison et s’il permet d’éviter ou de réduire le phénomène de surchauffe qui survient généralement l’été et l’au­tomne. Il faut donc s’en protéger, tout en ne se privant pas de ses bénéfices.

La résidence secondaire de Brian Baker, construite il y a cinq ans à Bolton-Est, dans les Cantons-de-l’Est, a été présentée comme un modèle d’efficacité énergétique dans le documentaire Chercher le courant, lancé en salles en 2011. Sa par­ti­cu­la­rité? Elle tire profit du soleil et du vent pour réduire les coûts de chauffage. Et ça fonctionne: le propriétaire ne paie que 800 $ d’électricité par an, pour une surface habitable de 2 300 pieds carrés. En comparaison, un bungalow «ordinaire» moyen coûte 1 900 $ d’électricité par an, dont 60 % vont au chauffage.

Le bioclimatique a toutefois un coût: de 8 000 à 10 000 $ pour la maison de Brian Baker. Une facture qu’il a prévu amortir en huit ans, grâce aux économies d’énergie dont il bénéficie.

«J’ai fait construire cette maison parce que je ne voulais pas participer au gaspillage des ressources et de l’énergie qui a cours en ce moment», dit Brian Baker. Sa maison ne comporte aucune technologie sophistiquée. Elle est simplement bien orientée au sud et tire profit du soleil, grâce à une surface vitrée supérieure à la moyenne de celles qu’on trouve dans les maisons conventionnelles. Les murs sont isolés au-delà des normes du Code de construction du Québec, et l’intérieur est pourvu de murs et de planchers à masse thermique élevée, ce qui signifie qu’ils emmagasinent la chaleur du soleil le jour pour la diffuser la nuit venue. L’hiver, un poêle certifié EPA chauffe la maison grâce au bois du terrain environnant; le propriétaire ne chauffe à l’électricité que lorsqu’il s’absente.

Dix choix gagnants

Envie de vous lancer dans l’aventure? Que vous soyez autoconstructeur ou que vous confiez les travaux à un architecte ou un entrepreneur, les conseils suivants vous seront utiles dès l’étape de la planification et de la confection des plans.

1. Faire une modélisation

D’abord, il est conseillé de mandater un architecte ou un ingénieur qui procédera à une analyse énergétique. «Cette opération permet notamment de déterminer la surface optimale de fenêtres à installer pour profiter des gains solaires, de même que d’évaluer quand pourraient survenir les périodes de surchauffe, l’été et l’automne, afin de les minimiser à l’aide de pare-soleil par exemple», explique Francis Pronovost, expert en énergie et bâtiment chez Écobâtiment. Cette modélisation réalisée par un expert conduit à la production d’un rapport proposant différentes épaisseurs d’isolants et de surfaces vitrées, par exemple. «L’architecte peut, par la suite, produire le plan de la maison en se basant sur ce rapport», dit Martin Roy, spécialiste du génie bioclimatique et président de Martin Roy et associés. Une telle modélisation coûte entre 3 000 et 5 000 $, selon Martin Roy. «Si vous êtes autoconstructeur, vous pouvez toutefois la réaliser vous-même, car les logiciels [de modélisation comme eQuest ou Hot2000] sont assez simples à utiliser et accessibles gratuitement sur Internet», affirme-t-il

2. Orienter la façade plein sud

C’est de ce côté que les occupants obtiendront le maximum de gains solaires. À moins que le site ne s’y prête pas, comme dans le cas d’un terrain situé sur la rive sud d’un lac. Dans ce cas, vous voudrez que la façade nord, qui fait face à l’eau, soit la plus fenêtrée. La solution de l’architecte André Bourassa, président de l’Ordre des architectes du Québec: mettre de bonnes fenêtres énergétiques du côté nord et des fenêtres double vitrage (un compromis entre une bonne isolation et la pénétration du rayonnement solaire) côté sud, pour laisser entrer la chaleur.

3. Concevoir un bâtiment de forme rectangulaire

Afin de maximiser la surface orientée au sud, le bâtiment doit avoir une forme­ rectangulaire, la plus étirée possible, dans le sens est-ouest.

4. Installer au moins 50 % des fenêtres sur la façade sud

La modélisation vous aidera à déterminer la surface de fenêtres nécessaire ; grosso modo, elle devrait correspondre à 6 à 12 % de la surface totale des planchers. Plusieurs concepteurs choisissent toutefois de ne pas installer de fenêtres sur le côté ombragé de la maison, afin d’améliorer l’efficacité énergétique de leur bâtiment.

5. Aménager l’intérieur de manière à bien profiter du soleil

Les pièces de vie (cuisine, salle à manger, salon, chambres) se trouveront côté sud, alors que les pièces de service (buanderie, toilettes) prendront place côté nord. Idéalement, les pièces de vie communes doivent aussi être à aire ouverte afin de favoriser la circulation naturelle de la chaleur solaire.

6. Choisir des matériaux capables d’accumuler la chaleur

Certaines matières comme le béton, le granit, la brique, la terre crue et, dans une moindre mesure, le bois ont la capacité d’accumuler la chaleur et de la libérer ensuite sur une période de deux à quatre heures après le coucher du soleil. Pensez aux pierres délimitant un feu de camp, qui demeurent chaudes après l’extinction des flammes ; leur haute densité leur permet d’absorber beaucoup d’énergie et de l’émettre lentement par la suite. Les planchers et, surtout, les murs à masse thermique élevée contribuent à réduire les écarts de température entre le jour et la nuit. Au Québec, en raison de notre climat froid, l’installation de plinthes électriques est toutefois recommandée.

Le granit, champion incontesté de la masse thermique, n’est pas à la portée de toutes les bourses. On peut toutefois se rabattre sur le béton pour bâtir des murs et des planchers qui retiendront la chaleur.

Voici la capacité des matériaux à retenir la chaleur (chaleur spécifique volumétrique : kJ/m3) selon Jul Sheng Hsleh, Solar Energy Engineering, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1986.

7. Optimiser la capacité d’accumulation de chaleur de la masse thermique

Les rayons de soleil doivent pouvoir atteindre et réchauffer les murs et les planchers agissant comme masse thermique. Il faut donc éviter de placer des meubles hauts et volumineux le long des murs, ou de mettre une moquette ou un tapis sur les planchers, côté sud. Par ailleurs, il est bon de privilégier une couleur foncée et un aspect mat pour recouvrir les matériaux constituant la masse thermique. Ces caractéristiques favorisent l’accumulation de la chaleur. Selon des données colligées par Yves Perrier, auteur du Guideperrier.com, un matériau noir absorbe de 90 à 95 % du rayonnement solaire, contre seulement 15 à 20 % pour un matériau blanc.

8. Prévoir des feuillus et des pare-soleil pour réduire les risques de surchauffe

Bien isolées et gorgées de soleil, les maisons bioclimatiques accumulent parfois un surplus de chaleur. Cette surchauffe se produit surtout en été et à l’automne. Si une bonne ventilation aide à réduire ce phénomène, des arbres feuillus et des pare-soleil seront utiles pour ombrager le vitrage de la façade sud du bâtiment. L’hiver, les feuillus dégarnis laisseront passer la lumière du soleil, que leurs feuilles bloquaient pendant l’été.

9. Bien étanchéiser l’enveloppe de la maison

Afin d’éviter les fuites d’air dans les murs, on doit rendre l’enveloppe bien étanche. Pour y parvenir, on installe un pare-air extérieur et un pare-vapeur continu à l’intérieur. Un bon moyen d’obtenir une bonne étanchéité consiste à construire sa maison selon la norme Novoclimat, qui limite à 2,5 par heure les changements d’air, soit deux fois moins que dans une maison neuve typique.

10. Hyper-isoler les murs

Si vous avez la fibre écolo, privilégiez un isolant naturel comme la laine de roche, la cellulose ou la laine de coton. Selon la Société canadienne d’hypothèques et de logement, l’épaisseur optimale d’isolant est de 40 cm (16 po) dans une maison bioclimatique, contre 15 cm (6 po) dans une maison ordinaire.

Trois petits plus

• Installer un solarium trois saisons. «Cette pièce, très éclairée, agira comme­ une zone tampon, dit Francis Pronovost, expert en énergie et bâtiment à l’organisme Écobâtiment. L’hiver, le solarium constitue une ré­serve de chaleur qui peut être libérée, au besoin, dans la maison, et l’été, cette chaleur peut être évacuée si on ouvre la porte.» Mais attention, «il ne faut pas utiliser cette pièce en permanence de la même façon que le reste de la maison, car elle n’est pas aussi bien isolée et cela occasionnera des pertes thermiques», avertit Martin Roy.
• Construire une maison sans sous-sol ou semi-enterrée, côté nord. Plusieurs architectes de maisons bioclimatiques considèrent plus utile de construire un deuxième étage avec davantage de fenêtres côté sud, plutôt qu’un sous-sol avec peu de surface vitrée. Cela permet d’accroître les gains solaires. La maison peut aussi être semi-enterrée avec ou sans sous-sol. «Ce type de bâtiment conserve la chaleur accumulée l’hiver et contribue à garder la maison plus fraîche l’été», affirme Martin Roy. Il est plus facile de concevoir ce type de maison sur un terrain en pente. Sinon, il faut prévoir déplacer de la terre.
• Bien ventiler la maison. Dans les maisons à deux étages et plus, on gagne à utiliser la ventilation naturelle pour accroître le confort et réduire les risques de surchauffe. Pour y parvenir, on ouvre les fenêtres au rez-de-chaussée et au premier étage (s’il y a lieu), les nuits d’été. Cela permet à l’air frais de pénétrer dans le bas et de remplacer l’air chaud, qui a tendance à monter. En ouvrant aussi les fenêtres du haut, l’air chaud sera évacué et l’air frais circulera ensuite dans l’ensemble du bâtiment. Dans une maison très bien isolée, il est important d’utiliser un ventilateur récupérateur de chaleur en saison froide. Cet appareil permet d’évacuer l’air vicié et de le renouveler avec de l’air de l’extérieur, réchauffé grâce à la chaleur contenue dans l’air vicié. Les occupants seront alors assurés d’avoir une bonne qualité d’air en toute saison.