Technique et chantier

Construction durable Villavenir, vitrine de techniques d’avenir

Mots clés : Acier - Architecte - Architecture - Bois - Droit du travail - Efficacité énergétique - Energie renouvelable - Maison individuelle

La FFB Nord-Pas-de-Calais mène une opération pilote de construction de six maisons individuelles basse consommation avec six concepts constructifs différents, utilisant les filières bois, acier et maçonnerie. Une occasion de comparer les solutions.

Avec le projet Villavenir, la Fédération française du bâtiment du Nord-Pas-de-Calais offre une vitrine des solutions techniques permettant d’atteindre le niveau de performance énergétique des bâtiments basse consommation (BBC), 50 kWh/m².an corrigé du coefficient régional, soit 65 kWh/m².an (objectif en moyenne annuelle avec apports compensatoires possibles).

Les unions et syndicats de métiers de la FFB régionale ont élaboré le programme : six maisons utilisant six systèmes constructifs et six solutions différentes d’équipements techniques. Le tout dans une enveloppe de 150 000 euros par maison (prix 2006), hors foncier. Outre la performance énergétique, à atteindre avec une architecture bioclimatique, une isolation renforcée et une bonne étanchéité à l’air, ainsi que le recours aux énergies renouvelables, Villavenir s’est imposé de construire des maisons accessibles aux personnes à mobilité réduite mais aussi évolutives, modulables et flexibles. Le tout en utilisant un maximum de techniques différentes, pour constituer une véritable vitrine du savoir-faire des entreprises.

Mené à Loos-en-Gohelle, au cœur du bassin minier du Pas-de-Calais, le projet a également pour ambition de suivre dans la durée les techniques retenues afin d’améliorer les performances énergétiques et de modifier les comportements. Un guide sera ainsi rédigé à destination des habitants. Il apportera des conseils sur l’utilisation de la maison et des préconisations de maintenance et d’entretien courant, ainsi que les résultats des mesures réalisées pendant le suivi. En effet, pendant trois ans, le bureau d’études du projet, Beitha, analysera les consommations et les conditions de confort d’été et d’hiver.

Cette expérience devrait aussi permettre la conception d’outils d’aide pour les entreprises, maîtres d’ouvrage et maîtres d’œuvre en leur apportant des conseils dans les combinaisons de matériaux, de techniques et d’équipements. Les réalisations Villavenir sont en effet résolument innovantes, « sans être des objets de laboratoires car tout doit pouvoir être dupliqué sur n’importe quel chantier », observe Patrick Leblanc, chef de projet Villavenir à la FFB Nord-Pas-de-Calais.

Six maisons, six filières constructives

Trois architectes se sont vu confier la conception de deux maisons jumelles symétriques, chacune étant dédiée à une filière constructive. Ainsi, les maisons 1 et 2 de Jérôme Houyez (Atelier d’architecture écologique) sont construites respectivement en ossature bois revêtue de bardage bois et en briques de terre cuite alvéolaires avec isolation complémentaire par l’extérieur et enduit mince. La première est isolée avec des produits recyclés (fibres textiles et laine de bois) ; la seconde combine isolation répartie et polystyrène expansé.

Les maisons 3 et 4, conçues par l’architecte Flavie Demagny, sont respectivement en ossature bois (système poutres composites en I) isolée par de la ouate de cellulose et des panneaux de fibres de bois, et en blocs de béton cellulaire à isolation répartie.

Enfin, les maisons 5 et 6 de l’agence Lheureux Wilk Architectes exploitent la filière acier, l’une avec une ossature métallique légère Styltech revêtue d’un bardage isolant complété d’une isolation intérieure en laine de bois, l’autre avec une structure acier traditionnelle et un bardage extérieur à forte isolation.

Du côté des équipements techniques, la plupart des solutions du marché sont représentées et font largement appel aux énergies renouvelables (solaire, géothermie).

Conception-construction

Démarche originale dans la construction de maisons individuelles, les entrepreneurs de la FFB ont choisi la conception-construction : « L’objectif est de montrer que le savoir-faire technique est dans les entreprises. Cette méthode permet d’intégrer très en amont les corps d’état techniques et le second œuvre et d’éviter ainsi les problèmes de mise en œuvre. Enfin, la conception-construction favorise le décloisonnement des métiers, chaque corps d’état devant travailler en interaction avec les autres. » Pour chacune des six maisons, la SCI Villavenir, maître d’ouvrage, a conclu un marché de travaux avec un groupement composé d’un architecte et d’entreprises – dont l’une est nommée mandataire – qui ont alors souscrit un acte d’engagement unique.

Une fois le programme arrêté, un appel à candidatures a été lancé auprès des architectes, suivi d’une présélection, puis de la sélection avec les présidents d’unions et syndicats de métiers de trois architectes responsables chacun de la conception de deux maisons accolées. De même, les entreprises mandataires ont été sélectionnées par les présidents d’unions et syndicats de métiers. Le choix des autres entreprises résulte d’un appel à candidatures, sur la base de critères sélectifs.

Les six maisons seront livrées à l’automne au bailleur social Pas-de-Calais Habitat qui en a fait l’acquisition et compte construire six autres maisons sur le site appelé à devenir l’écoquartier de Loos-en-Gohelle. Villavenir se lancera alors dans un second projet régional : dans le Nord, la ville de Lambersart accueillera deux bâtiments à énergie positive de vingt logements.

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ENCADRE

L’EXPERTPatrick Leblanc, chef de projet Villavenir à la FFB Nord-Pas-de-Calais

« Les compétences techniques sont dans les entreprises »

Le projet Villavenir est né fin 2006 à la Fédération du bâtiment du Nord-Pas-de-Calais de la prise de conscience de l’évolution des métiers de la construction. Convaincus que les compétences techniques sont dans les entreprises, nous avons choisi pour cette opération une démarche en conception-construction, peu développée en maison individuelle. C’est pourtant le moyen d’associer en amont tous les intervenants du projet, notamment les corps d’état techniques et le second œuvre qui se voient le plus souvent imposer les produits mis en œuvre. Une telle méthode de travail favorise le décloisonnement entre les métiers et s’avère indispensable pour que les entreprises s’engagent sur le résultat final.

Tous les métiers du bâtiment auront encore leur place demain, mais ils connaîtront des évolutions. Villavenir a donc voulu rassembler tous ces métiers. Toutes les unions constituant la FFB ont ainsi été associées à l’élaboration du projet, soit quelque deux cents chefs d’entreprises. Le résultat est un programme de six maisons explorant les filières constructives bois, acier et maçonnerie pour l’enveloppe et un large éventail de procédés innovants pour les équipements techniques. Des techniques innovantes mais pas expérimentales. Car il s’agit de proposer des solutions reproductibles sur d’autres chantiers, et pour un coût maîtrisé : 150 000 euros hors foncier (valeur octobre 2006).

ENCADRE

Atelier d'architecture écologique Jérôme Houvez

Maison 1 bois

Entreprise mandataire : Coquart.

Surface habitable : 84 m².

Enveloppe : ossature bois, bardage bois, toiture membrane PVC.

Isolation : remplissage ossature fibres textiles recyclées (15 cm) plus isolation extérieure laine de bois (12 cm).

Equipements techniques : pompe à chaleur air/air, panneaux solaires thermiques.

Performance énergétique estimée : 54 kWh/m².an.

Maison 2 maçonnerie

Entreprise mandataire : Thomé.

Surface habitable : 89 m².

Enveloppe : briques alvéolaires plus enduit mince sur isolant, toiture membrane PVC et tuiles.

Isolation : répartie (briques) plus polystyrène extérieur (10 cm), laine de roche en toiture.

Equipements techniques : chaudière gaz condensation, chauffe-eau solaire.

Performance énergétique estimée : 58 kWh/m².an.

ENCADRE

FLAVIE DEMAGNY ARCHITECTE

Maison 3 bois

Entreprise mandataire : Laurenge.

Surface habitable : 100 m².

Enveloppe : ossature bois, bardage mélèze, mur intérieur terre crue, toiture bac acier.

Isolation : ouate de cellulose (24 cm).

Equipements techniques : poêle granulés de bois, air chaud, chauffe-eau solaire plus appoint électrique.

Performance énergétique estimée : 52 kWh/m².an.

Maison 4 maçonnerie

Entreprise mandataire : Andrivon.

Surface habitable : 100 m².

Enveloppe : blocs béton cellulaire (36,5 cm), toiture bac acier.

Isolation : répartie béton cellulaire, toiture ouate de cellulose (35 cm).

Equipements techniques : géothermie verticale, chauffe-eau solaire, appoint électrique.

Performance énergétique estimée : 52 kWh/m².an.

ENCADRE

AGENCE LHEUREUX WILK

Maison 5 acier

Entreprise mandataire : Loison.

Surface habitable : 101,26 m².

Enveloppe : ossature Styltech, doublage plaque de plâtre, toit bac acier plus membrane PVC.

Isolation : bardage isolant (6 cm) plus laine de bois (18 cm), toiture laine de bois (24 cm).

Equipements techniques : chaudière condensation, panneaux solaires thermiques en façade, puits canadien.

Performance énergétique estimée : 50 kWh/m².an.

Maison 6 acier

Entreprise mandataire : Constru.

Surface habitable : 102,43 m².

Enveloppe : ossature acier traditionnel habillée Alucobond, toit bac acier plus membrane.

Isolation : bardage isolant (20 cm), toiture (24 cm) laine de bois.

Equipements techniques : pompe à chaleur air/air, solaire photovoltaïque, éclairage par leds.

Performance énergétique estimée : 46 kWh/m².an (22 kWh/m².an avec photovoltaïque).

ENCADRE

Equipements techniques et isolation Priorité à la performance énergétique

Le premier objectif de Villavenir est de réaliser six maisons bénéficiant du label BBC (bâtiment basse consommation), dont la consommation d’énergie primaire pour le chauffage, l’eau chaude sanitaire et l’électricité soit inférieure à 65 kWh/m².an (50 kWh/m².an pondéré du coefficient régional de 1,3). L’architecture bioclimatique favorise les apports énergétiques gratuits avec de larges baies vitrées au sud pour capter la lumière naturelle et la chaleur l’hiver, tout en s’en protégeant l’été par des brise-soleil. Quels que soient le système constructif et le type d’isolant, les niveaux de déperdition des enveloppes sont identiques. En fonction des modes constructifs, l’isolation thermique est tantôt intérieure, tantôt extérieure ou répartie, voire combine plusieurs procédés. Ainsi, la maison en maçonnerie de terre cuite associe des briques Monomur de 30 cm et 10 cm de polystyrène expansé à l’extérieur. L’une des maisons en acier ajoute au bardage de façade isolant de 6 cm une isolation intérieure en laine de bois de 18 cm. Les maisons bois cumulent un remplissage entre ossatures en ouate de cellulose ou en fibres textiles recyclées et une isolation extérieure complémentaire en fibres de bois.

L’échantillonnage des équipements techniques est tout aussi étendu et fait largement appel aux énergies renouvelables : chauffe-eau solaire, système solaire combiné (eau chaude et chauffage), panneaux photovoltaïques, géothermie sur double sonde de 60 m de profondeur, pompe à chaleur air/air et appoints électriques ou par chaudière gaz à condensation. Et des solutions non prévues par les logiciels de calcul thermique selon la RT 2005 ont dû faire l’objet de dérogations (Titre V) pour être prises en compte dans l’évaluation de la performance énergétique globale. C’est notamment le cas d’un poêle à granulés de bois et d’un puits canadien.

Les performances énergétiques estimées vont de 46 kWh/m².an à 58 kWh/m².an. Le bureau d’études lillois Beitha chargé des études thermiques réalisera pendant trois ans un suivi des consommations et des conditions de confort d’été et d’hiver, grâce à quelque 130 capteurs, une mini-centrale météo et un serveur de stockage des données.

ENCADRE

aménagement intérieur Des maisons flexibles et accessibles

Le cahier des charges fixé par Villavenir aux architectes candidats imposait que les maisons soient accessibles, ou au moins adaptables, aux personnes à mobilité réduite et qu’elles soient de plus évolutives, modulables et flexibles. Réponse des architectes à la première exigence : sur les trois chambres que comptent en général les maisons, l’une est au rez-de-chaussée, accompagnée d’une salle de bains (à l’exception d’une maison acier d’esprit « loft » dont le rez-de-chaussée est sans cloisons mais pourrait être divisé sans travaux importants pour accueillir une chambre). La salle de bains sera notamment équipée d’un receveur de douche intégré dans le sol. Par ailleurs, l’accès aux maisons se fait par de larges baies et les circulations intérieures sont réduites au minimum. Côté évolutivité, une chambre supplémentaire pourra être ajoutée. Les séjours bénéficient d’une double hauteur qui peut être divisée par un nouveau plancher, créant ainsi à l’étage une pièce supplémentaire. L’installation de ce plancher peut être réalisée sans intervenir sur la structure ni sur les façades vitrées. Autre solution pour créer de la surface supplémentaire : ajouter un module au-dessus ou sur le côté du bâtiment existant, comme le permettent les maisons 1 et 2 de l’architecte Jérôme Houyez.

ENCADRE

matériaux Un terrain d’expérimentation pour les écomatériaux

Si la priorité du programme Villavenir est la performance énergétique, le choix des matériaux a aussi été soigneusement étudié. L’emploi d’écomatériaux a notamment été favorisé, afin de tester des méthodes de mise en œuvre nouvelles et de mesurer in situ les performances des produits.

Au côté des isolants traditionnels, on trouve ainsi, dans les murs de façades et en toiture, des panneaux de laine de bois ou de la ouate de cellulose, issue du recyclage de papier, insufflée au sein d’une ossature bois ou dans les combles. Autre innovation : le remplissage des parois extérieures en ossature bois par 15 cm de fibres textiles recyclées, revêtues par un bardage en sapin traité thermiquement ou en mélèze non traité. Encore dans l’une des maisons bois, dont un défaut est le manque d’inertie thermique, un mur en briques de terre crue a été élevé, qui emmagasinera la chaleur produite par le poêle à pellets de bois et le soleil, pour la diffuser dans la nuit.

Mais certaines solutions ont été recalées par le contrôleur technique Socotec, comme l’isolation en laine de bois sur bac acier sous membrane d’étanchéité, pourtant pratiquée ailleurs en Europe, car l’avis technique de la membrane ne prévoit qu’un isolant en polystyrène. Les partenaires du projet Villavenir ont été accompagnés dans leurs choix de matériaux par le centre de développement des écoentreprises (cd2e), une structure locale de Loos-en-Gohelle qui a pour mission d’assurer une veille sur les techniques d’écoconstruction et d’apporter une aide au développement des écoentreprises dans le Nord-Pas-de-Calais. Le cd2e a ainsi aidé la société produisant l’isolant en textile recyclé, la Métisse, dans ses démarches de demande d’avis technique.

En retour, Villavenir constitue pour le cd2e un véritable tremplin. Cette opération va permettre de faire émerger sur l’ancien site minier d’autres projets exemplaires comme le centre d’expérimentation solaire, une centrale où une quinzaine de technologies différentes et un panel d’onduleurs seront testés. Autre projet : la Halle des écomatériaux, un lieu d’exposition et de formation sur les écomatériaux.

En savoir plus : www.villavenir.fr
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