Poêle de masse : conception de la maison (3/5)

Toutes les deux à trois semaines, l’Espace Info-Energie de Louviers vous fait découvrir un équipement innovant de chauffage au bois à travers une série d’articles.

Dans ce deuxième article Mr Boucherie rentre dans le détail des choix techniques retenus pour la construction de sa maison. Même si le but final de cette série d’articles est de vous apporter de l’information sur le poêle de masse (le dernier article nous donnera les consommations d’énergie précises, la facture globale … un peu de suspense !), il est essentiel de vous présenter la partie constructive de la maison qui va permettre d’optimiser les besoins en chauffage et la pertinence d’un poêle de masse pour couvrir ces besoins.

Vous découvrirez aussi dans cet article plusieurs aspects, comme la récupération des eaux de pluie, la partie chauffe-eau solaire très intéressante, (on voit que même dans l’Eure cette solution fonctionne) et bien d’autres sujets.
Beaucoup d’informations dans ce deuxième article, avec parfois des détails techniques très précis. Attention, attachez votre ceinture et prenez votre bloc-notes !

Bonne lecture, n’hésitez pas à poser vos questions qui seront relayées vers Mr Boucherie si nécessaire. Dites-nous si vous souhaitez plus de précision sur certains postes de la construction, nous pourrons ainsi soumettre vos demandes à Mr Boucherie.

Témoignage et rédaction par Mr Dominique Boucherie.

La conception

Nous avons retenu des principes essentiels et de bon sens hérités du guide de recommandations et d’aide à la conception pour les logements à faibles besoins en énergie.
Nous avons défini un cahier des charges à l’aide d’un plan sommaire associé à un descriptif détaillé. Nous souhaitions favoriser les artisans locaux, les solutions passives et éviter de retenir des solutions trop techniques, peu fiables et susceptibles d’engendrer des frais d’entretien ou de maintenance. En 2004, notre objectif était de tendre vers un coût zéro de fonctionnement, devenir autonome en énergie et résister aux prochaines crises énergétiques.
Le premier architecte et le premier maître d’œuvre consultés ont maltraité nos idées. La rencontre d’une spécialiste motivée par l’écoconstruction a été déterminante, nous parlions enfin le même langage. Elle a rapidement produit les plans définitifs assortis de solutions originales et gratuites.

Nous avons construit un logement compact et non étiré (comme par exemple une maison de plain-pied) afin de limiter les déperditions thermiques. Des pièces tampons comme le garage ont été placés au nord et à l’est afin d’atténuer la progression du froid. La toiture située au nord-est protège des vents froids, elle intègre un bûcher. Les surfaces vitrées favorisent l’exposition sud sud-est et sud sud-ouest.

Pratiquement pas d’ouvertures au nord-est, la taille des fenêtres situées à l’ouest est réduite. La maison est placée sur le terrain de façon à bénéficier de l’ensoleillement depuis le lever jusqu’au coucher du soleil.

Nous avons rapidement procédé à un aménagement paysager. L’idée était de bénéficier d’un ombrage l’été, de se protéger des vents froids au nord et à l’est et d’attirer les auxiliaires au jardin et au potager.
L’achat de petits plants en godets sur internet (taille 25 cm) facilite la reprise et diminue les coûts. Ils ont été recouverts de BRF (bois raméal fragmenté) afin de limiter les apports en eau et favoriser la vie du sol.  6 ans après, certains plants atteignent 4 mètres. Les haies piquantes et baies attirent de nombreux oiseaux. Des passages hérissons ont été aménagés dans les tas de bois… Nous constatons la présence de nombreux auxiliaires.

 Les murs

L’idée de monter des murs en paille a été abandonnée au profit de la brique mono-mur. Elle agit comme climatiseur l’été et permet une régulation hygrométrique. Si l’air est trop humide, elle absorbe l’humidité, si l’air est trop sec, elle la restitue.

Du fait de la répartition de l’isolation, la brique procure de l’inertie au logement, ce qui favorise le stockage des calories produites par le poêle de masse et le chauffage solaire passif.
La qualité de la pose des briques est essentielle.

Malheureusement, nous déplorons de nombreux ponts thermiques qui affectent l’efficacité thermique du logement. Pour corriger le tir, nous envisageons de poser un isolant extérieur perméable à la vapeur d’eau (par exemple de la laine de bois) en traitant en priorité les murs situés au nord-est, lesquels sont les plus froids et dépourvus d’ouverture ou fenêtre.

L’inertie

Afin d’augmenter la capacité thermique nous avons joué sur l’inertie en utilisant des matériaux denses à l’intérieur du logement comme par exemple une dalle en béton ou des cloisons en carreaux de plâtre pleins. La densité et donc l’inertie permet le stockage des calories et diminue le besoin en puissance de l’appareil de chauffage.

Les apports solaires

Une véranda orientée plein sud est intégrée au logement. Un sol en terre cuite assure le stockage des calories issues de l’ensoleillement passif au travers de baies vitrées. Le déphasage thermique de la terre cuite étant de 12 heures, les calories acquises le jour sont naturellement restituées la nuit. Lorsque le printemps arrive, le chauffage devient gratuit. Il est possible d’acquérir des pavés en terre cuite à des prix abordables directement auprès d’un  producteur (Les terres cuites de La Lorne – Ruffec 36 – www.lalorne.com). Les débords de toits protègent de l’ensoleillement d’été. On aperçoit l’ombre portée par le balcon sur l’illustration de départ.

Le Poêle

Un poêle à bois à inertie de 2.2 tonnes en stéatite assure le chauffage du logement.

Il est situé au centre du logement, l’espace est très ouvert pour favoriser la diffusion du rayonnement qui représente le principal mode de diffusion de la chaleur (75%). L’espace situé au-dessus du poêle est ouvert (vide sur entrée) pour favoriser la diffusion de la chaleur par convection (25%).
Il dispose d’un rendement proche de 90%, c’est moins de bois à acheter, manipuler ou stocker. Il accepte volontiers les bois bien fendus, blancs ou résineux (dont personne ne veut : palette non traitée, sapin, bouleau, peuplier …).
Très peu d’imbrûlés et des températures faibles de sorties de fumées ce qui diminue le risque d’incendie, réduit la contrainte liée au ramonage (qui est réalisable soi-même) et annule le besoin d’un coûteux tubage inox sous réserve que le conduit en terre cuite soit conforme aux normes en vigueur.
Le poêle reste chaud durant 36 heures. Avec le chauffage solaire passif, le poêle est l’unique source de chauffage. Cette solution assure 100 % de nos besoins en chauffage.    Je reviendrai plus en détail sur le poêle et la consommation dans le dernier article lors du bilan énergétique de la maison.

 L’isolation sols/plafonds

Le plafond est isolé avec du liège en vrac. Bien qu’il soit cher à l’achat, il présente des avantages : le travail peut être réalisé soi-même, le vrac entoure bien les solives et réduit les ponts thermiques, il n’y a pas de tassement avec le temps, il est possible de rajouter du vrac au besoin, le confort d’été est très bon et c’est un matériau naturel.
Le sol du rez de chaussé est constitué de deux couches de liège en plaques recouvertes d’une chape sur laquelle sont posées les cloisons. Les ponts thermiques sont ainsi réduits.
Le nez des dalles en béton est terminé par des doubles planelles de rive, toujours pour réduire les ponts thermiques.

L’eau chaude

Un chauffe-eau solaire en thermosiphon assure les besoins en eau chaude 8 mois sur 12. En Haute-Normandie, nous sommes autonomes en eau chaude solaire du 1er mars au 1er novembre.
L’eau chaude solaire alimente le lave-vaisselle et le lave-linge. Ce dernier possède une double entrée eau chaude et eau froide. Adopter le thermosiphon, c’est éviter l’ajout d’une pompe, l’électricité nécessaire à son fonctionnement, un système d’asservissement et donc plus de fiabilité au final. La facture d’électricité est réduite de manière substantielle.
Le rendement des capteurs solaires thermiques est de 50%. Nous avons installé 3 capteurs plans de 2,5 m² associés à un cumulus de 400 litres. L’appoint est assuré par un petit chauffe-eau électrique de 100 litres. Il est recommandé de ne pas installer l’appoint électrique dans le cumulus solaire afin de profiter pleinement des apports solaires faisant suite à un ciel couvert.
Les capteurs sont posés sur un châssis métallique autoconstruit orienté sud, avec un angle de 65° (latitude 49°N+16°) dans le sens nord-sud par rapport à l’horizontale pour éviter les surchauffes l’été et favoriser le soleil d’hiver. Dans le sens est-ouest, un angle de 5° assure l’amorçage de la circulation de l’eau dans les capteurs par effet thermosiphon. Le cumulus solaire est installé au centre du logement et situé un mètre au-dessus du haut des capteurs. Il participe au chauffage du logement.
Le circuit primaire est à la pression atmosphérique et donc associé à un vase d’expansion à l’air libre. L’alimentation en eau froide est couplée à un vase d’expansion sanitaire pour éviter la perte d’eau potable liée à la dilatation des 500 litres d’eau. Cette perte est habituellement constatée au niveau du clapet de sécurité qui s’entarte.
Installer le système soi-même, c’est amusant, c’est développer des compétences nécessaires à la maintenance, c’est l’assurance d’amortir très rapidement l’investissement (moins de 5 ans en autoconstruction malgré l’absence de crédit d’impôt). Pour l’installer, nous avons bénéficié des conseils de l’association APPER , de ses achats groupés et du contenu du livre « Installer un chauffage ou un chauffe-eau solaire » aux Editions Eyrolles.
Cette solution assure environ 70 % de nos besoins en eau chaude.

Récupération de l’eau de pluie

Les toilettes et le jardin sont alimentés par de l’eau de pluie.
Les eaux de pluie sont collectées depuis les gouttières, transitent dans des regards, sont filtrées dans un bac dégraisseur pour arriver dans deux fosses septiques en béton de 3000 litres reliées par siphon. C’est-à-dire que les réservoirs se remplissent et se vident en même temps. Nous avons installé deux cuves de 3000 plutôt qu’un réservoir de 6000 pour éviter la location d’un engin de levage et parce que la profondeur des trous d’excavation était à portée d’une petite rétropelle installée sur un microtracteur.
Le béton corrige l’acidité de l’eau et évite les odeurs putrides. Le bac dégraisseur et les regards retiennent le sable et les feuilles mortes. L’arrivée d’eau dans la première cuve est courbée afin d’éviter que la chute de l’eau ne remue la matière déposée au fond de la cuve par décantation.
Les tuyaux de reprise ainsi que celui qui assure le siphon entre les deux cuves sont placés dans des petits regards en béton afin d’éviter le désamorçage. Les cuves peuvent être alimentées en eau potable durant les périodes moins pluvieuses et éviter ainsi le couplage interdit des circuits eau potable et eau de pluie.
L’eau de pluie est reprise par un groupe surpresseur. Le corps de pompe est multidisques afin de disposer d’un rendement satisfaisant. La réserve du groupe surpresseur est de 50 litres afin d’éviter un démarrage intempestif de la pompe.
Cette solution assure 30 à 40 % de nos besoins en eau.

Puits canadien et VMC double flux

Nous avons débuté l’installation d’un puits canadien associé à une VMC double-flux.
De manière classique, le volume d’air de la maison est évacué toutes les 3 heures par une VMC et immédiatement remplacé par de l’air extérieur circulant au travers de petites ouvertures pratiquées au niveau des fenêtres. Si la température de l’air extérieur est en dessous de zéro, alors vous refroidissez votre logement. Les pertes en calories peuvent atteindre 25 % de la facture énergétique. Le chauffage par convection (air chaud) accentue les pertes.

L’objectif est de préchauffer l’air neuf en le faisant circuler dans des tuyaux enterrés à deux mètres de profondeur. A cette profondeur, la terre a bénéficié du réchauffement solaire, la température oscille entre 9 et 17°C. Du coup, on peut gagner des calories l’hiver. Le phénomène est réversible l’été, l’air frais (17°C) refroidit le logement.
Des tuyaux en PER ont été enterrés à l’occasion du terrassement. Ils sont montés en boucle de tickelman afin de réduire la vitesse de déplacement de l’air, favoriser l’échange et éviter qu’un des 3 tuyaux ne soit privilégié. Ils ont été recouverts de limons pour favoriser les échanges thermiques avec le sol. Une pente régulière assure l’écoulement de l’eau résultant de la condensation.
La circulation de l’air est assurée par un ventilateur électrique. Le rendement théorique est de 21 (COP). Une calorie dépensée, 21 calories gagnées.
Grâce à la double flux, chaque pièce sèche dispose d’une arrivée d’air neuf. Chaque pièce humide dispose d’une reprise d’air vicié. Les débits d’air sont contrôlés et équilibrés, permettant par exemple d’éviter l’inconfort généré par le bruit de la circulation de l’air dans une chambre. Afin d’assurer la circulation de l’air, le pied des portes intérieures est détalonné.
Ce projet est en cours de réalisation. Nous n’avons pas de retour d’expérience.

Eolienne

Le département de l’Eure bénéficiant d’un vent nominal plus qu’acceptable, il eut été regrettable de ne pas s’intéresser au petit éolien. Étant placé en bordure du village, bénéficiant d’un vent régulier lié à un terrain en pente régulière et l’absence de rugosité, nous avons projeté l’installation d’une petite éolienne.
Après de nombreuses recherches, nous avons renoncé à l’achat d’une éolienne commerciale en raison du coût prohibitif, de la maintenance associée et des faillites observées.

Nous avons participé à un stage d’autoconstruction d’une éolienne de type Hugg PIGGOTT coorganisé par l’association Tripalium et la société Ti’éole. Les 12 stagiaires, répartis dans 3 ateliers, ont réalisé la construction d’une éolienne de 3,6 m de diamètre : fabrication des pales en bois, de la nacelle et de l’alternateur. A l’issue du stage, l’éolienne autoconstruite a été installée sur un mât de 18 mètres installé sur le plateau du Vercors.
Les avantages sont nombreux, l’autoconstruction permet d’hériter des conseils de formateurs avertis et des compétences nécessaires à la maintenance d’une éolienne. Cette expérience est riche de nombreux enseignements.
Dans le cadre d’un nouveau stage, j’ai participé à l’autoconstruction d’une éolienne dans le Pas de Calais afin de donner un peu de mon temps et parfaire mes connaissances sur des ateliers où j’étais moins présent à l’occasion du premier stage.
Depuis, j’ai débuté l’autoconstruction d’une éolienne de 2.4 m de diamètre susceptible d’offrir une puissance de 800W. Cette éolienne pourrait être couplée à 2 panneaux photovoltaïques (dont le coût a fortement diminué) afin d’assurer la production d’un tiers de notre consommation électrique annuelle. Elle serait raccordée, via un onduleur, sans batterie, en optant pour l’autoconsommation.

Première conclusion

L’équation financière et technique étant difficile à résoudre, nous avons affecté un ordre de priorité à chaque lot en rapport avec le besoin vital ou l’efficience thermique (exemple : l’alimentation en eau ou l’isolation du plafond prioritaire à l’installation d’une éolienne) et repéré ce qui pourrait être réalisé en autoconstruction et décalé dans le temps. En fonction des goûts et des compétences, nous avons réalisé un maximum de travaux en autoconstruction (plomberie, isolation, cloisons, portes intérieures, plafonds, plantation, une partie de l’assainissement, chauffe-eau solaire, récupération de l’eau de pluie, peinture, ferronnerie, VMC…).
Les lots restants ont été confiés à des artisans locaux très majoritairement impliqués et soucieux de bien faire. Cependant, nous avons regretté un court instant de ne pas avoir pris un maître d’œuvre lorsqu’un huissier est venu constater les malfaçons relevant pour partie de la garantie décennale.
Ce projet ne ressemble en rien à un achat sur plan. Il y a une prise de risque non négligeable. Rien n’est impossible, il faut cependant être en bonne santé physique, morale et être bien accompagné. C’est une solution parmi tant d’autres qui offre de la résilience à la crise actuelle et probablement aux crises énergétiques à venir.

Pour tous renseignements, vous pouvez contacter l’ALEC27 au 02 32 59 25 70 ou par e-mail contact@www.alec27.fr. Vous pourrez bien sûr réagir sur les différents articles et pourquoi pas apporter vos propres expériences !

Pour consulter les différents articles de cette série sur le chauffage que nous avons publiés :

Poêle de masse : un système de chauffage peu connu (1/5)

Poêle de masse : naissance du projet (2/5)

 Poêle de masse : mise en œuvre pratique (4/5)

Poêle de masse : retour sur les consommations (5/5)

Et aussi :

Poêle ou insert : critères de choix économiques et écologiques (1/2)

Poêle ou insert : critères de choix techniques (2/2)

Crédit photos : Mr Boucherie
24 février 2015
7 Commentaires/par
7 réponses
  1. LoloC
    LoloC dit :

    Félicitations pour cet engagement et persévérance pour une gestion économe énergétique dans un cadre environnemental respectueux de la nature. Ton article est instructif avec les précisions apportées. Bravo ! Exemple à suivre … avec une bonne dose de courage 😉

  2. David
    David dit :

    Félicitation, je trouve cet article passionnant, c’est bien écrit, et donne quelques idées intéressantes à développer au besoin de chacun. En ce qui me concerne il y a de l’énergie synaptique qui se dégage à la lecture de cet article.

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