ÉNERGIE Une maison passive en cœur d'îlot parisien

Le principal intérêt de cette propriété résidait dans sa localisation exceptionnelle dans le quartier Denfert-Rochereau, près de la mairie du 14e arrondissement. La parcelle s'inscrit dans la typologie particulière de ces faubourgs parisiens avec des maisons et des jardins en cœur d'îlot, entourés d'immeubles nettement plus élevés édifiés sur rue en périphérie. Ce tissu urbain est maintenant protégé par le PLU (plan local d'urbanisme) de la ville de Paris qui limite sa constructibilité quasiment aux volumes existants.Le bâtiment d'origine ne présentait ni une qualité architecturale notable, ni des caractéristiques techniques satisfaisantes par rapport aux exigences du xxie siècle.

De plus, un petit hôtel particulier R 2 implanté au sud le prive d'apports solaires directs en hiver. En revanche, la façade nord ouvre sur un agréable jardin de plus de 300 m², qui fera également l'objet d'un réaménagement. En l'état, cette propriété n'était guère séduisante, mais une réhabilitation « inspirée » allait révéler le potentiel insoupçonné du lieu.

Une transformation radicale

En l'absence de permis de construire et de. fondations dignes de ce nom, il semble que cet édifice ait été aménagé à titre provisoire dans les années 1950-1970. Les murs étaient en briques alvéolaires et en parpaings, la toiture en plaques de fibrociment, les menuiseries en bois à simple vitrage.

L'enveloppe a donc dû être entièrement reconditionnée et d'importantes reprises en sous-œuvre ont été nécessaires. Alors que le local d'origine était divisé en deux niveaux de 100 m² chacun environ, le programme de la réhabilitation portait sur une surface de 300 m² (grandes pièces pour une famille avec deux enfants, salle de home cinéma professionnelle, buanderie, etc.). Sur un plan qualitatif, le maître d'ouvrage exprimait de manière diffuse une attente d'architecture écologique, avec des matériaux « sains », dans un style sobre à l'image des intérieurs scandinaves et japonais.

Le projet a pris la forme d'une refonte complète de l'existant. Pour gagner en espace tout en respectant le gabarit autorisé, un sous-sol et un deuxième étage partiel ont été créés. Pour cela, le bâtiment a été totalement vidé et le rez-de-jardin décaissé de 22 cm. La chape non armée de type asphalte sur amiante a été détruite. L'épaisseur des nouveaux planchers est d'environ 220 mm (système Rector Rectolight et petite dalle de compression, passage des réseaux en hourdis). Le chéneau est toujours à la même altitude réglementaire, mais la forme arrondie de la couverture a permis de gagner 40 cm au faîtage, tout en respectant le gabarit légal.

La qualité architecturale fut l'objectif principal avec des espaces généreux (chambres de 20 à 25 m²), de grandes surfaces vitrées pour une bonne luminosité et une ambiance claire (sol en béton blanc) et chaleureuse (menuiseries bois). Seule la façade nord est transfigurée, l'aspect des façades sud, est et ouest étant peu modifié. Outre la volumétrie, l'organisation de l'espace, la conception de l'enveloppe, les équipements techniques ont été repensés pour atteindre un niveau de performance énergétique aux standards BBC.

Récupération des calories en hiver et des frigories en été

Une maison passive se distingue par des besoins en énergie réduits au minimum. Pas question pour autant d'habiter une « maison thermos ». Même si les déperditions des surfaces vitrées sont supérieures à celles des parois opaques, ici les vitrages représentent en moyenne plus de 20 % de la surface habitable.

Le premier point fort de cette maison réside dans sa compacité. Avec un niveau et demi supplémentaire aménagé en conservant sensiblement le volume extérieur initial, par l'enfouissement du rez-de-jardin (20 cm environ) et la baisse des hauteurs sous plafond à 2,50 m au maximum, le coefficient de forme (rapport entre l'espace habitable et le gabarit extérieur) est devenu très favorable.

L'enveloppe est maintenant très bien isolée et son étanchéité a été optimisée (voir encadré). Non seulement les déperditions surfaciques ont été minimisées, mais tout a été prévu pour une récupération des calories en hiver et des frigories en été par le système de ventilation.

À cet effet, la maison est équipée à la fois d'un puits canadien pour le préchauffage ou le rafraîchissement de l'air neuf et d'une VMC double flux sur l'air extrait (voir encadré).

Ces dispositions complémentaires ont permis d'adopter des équipements de chauffage minimalistes, avec simplement une batterie chaude de sécurité (1 kW de puissance) sur la VMC, des sèche-serviettes dans les salles de bains (2,34 kW au total) et une trame chauffante de 2 kW au plafond du séjour sur environ 20 m². La puissance installée est inférieure à 15 W au m² habitable. Cette valeur confirme le caractère passif de la maison.

À l'occasion, on relève la pertinence d'un chauffage électrique direct comme solution économique dans un bâtiment très performant énergiquement, même si l'architecte Marc Bénard regrette un manque sur le marché de petits émetteurs radiants qui seraient bien adaptés à ce type de projet. Les économies réalisées sur les équipements (ni chaudière, ni réseau hydraulique, ni radiateur, un seul plafond chauffant) ont permis d'investir sur ­l'enveloppe et le système de ventilation. Le chantier fut long et délicat en raison de sa relative complexité technique et de sa localisation.

En effet, la maison est isolée en cœur d'îlot, à 60 m de la rue. Il était impossible de recourir à de gros engins de chantier traditionnels et seul un petit chariot élévateur pouvait être utilisé. L'approvisionnement s'est pour l'essentiel ­effectué à dos d'homme.

Ces contraintes ont conduit l'architecte à privilégier les solutions en filière sèche et les matériaux légers (surélévation partielle à ossature bois par exemple).

Efficacité confirmée sur les premiers mois d'occupation

Un premier appel d'offres s'étant révélé infructueux, le marché fut finalement signé avec l'entreprise générale Farc.

Les détails ont alors fait l'objet d'une mise au point minutieuse entre architecte et entrepreneur. des problèmes de tolérance dans la combinaison de procédés et de produits relevant de registres différents se sont notamment posés. Pour les façades, la maçonnerie d'origine a été en partie conservée côté sud, bien que les vitrages en bande aient été descendus d'environ 1 m. Côté nord sur jardin, les allèges sont en béton cellulaire. Le projet a été conçu en fonction de la performance thermique, avec les logiciels PHPP versions 2 004 et 2007.

Encore rares en France, les menuiseries à triple vitrage sont justifiées par la demande du maître d'ouvrage de grandes baies, en particulier pour la chambre principale à R 2 vitrée sur trois faces, au sud, à l'est et au nord.

La mise en œuvre du puits canadien fut ­facilitée par la surface du jardin et le fait que celui-ci devait être réaménagé. Un véritable local technique a été installé en sous-sol pour la ventilation (encombrant échangeur) et le chauffe-eau. L'étanchéité a été vérifiée (test de blower door) pour atteindre un niveau de 0,6 volume heure sous une pression de 50 Pa. De même, les ponts thermiques ont été identifiés à la caméra infrarouge. Des injections de silicone, des joints supplémentaires ou ponctuellement de meilleurs réglages, ont permis d'optimiser l'isolation et l'étanchéité de l'enveloppe.

Les résultats des études thermiques effectuées avec les logiciels PHPP sont plus rigoureux que ceux réalisés selon la RT 2005 en raison de plusieurs différences significatives : référence à la surface habitable et non à la SHON, rapport énergie finale/énergie primaire pour l'électricité aux normes allemandes, soit 2,70 au lieu de 2,58 en France, émissions de CO2 par KW ­électrique selon standard allemand de 680 gr.

Au final, la maison voit sa consommation pour le chauffage baisser d'environ 450 kWh/m². an dans son état d'origine à un niveau BBC, soit moins de 65 kWh/m².an selon la RT 2005 et à 74,9 kWh/m².an selon le logiciel PHPP.

Les émissions de CO2 seraient en fonction de ces mêmes références de respectivement 3,7 kg/m².an ou 18,9 kg/m².an.

Point essentiel pour conclure, l'efficacité des dispositions prises se confirme sur les premiers mois d'occupation, avec une consommation moyenne de 2 300 KWh par mois, soit 27 500 kWh sur l'année, en comptant la période décembre 2008 - printemps 2009 particulièrement froide et une partie de la chaleur absorbée sans doute par le séchage des finitions.

Ces chiffres ont été vérifiés avec une température ambiante moyenne de 20 °C et un très bon confort (absence de paroi froide ou de courant d'air), quelles que soient les circonstances climatiques à l'extérieur.