CABINET D'ARCHITECTURE ET BUREAU D'ETUDES HELIOPHOROS

Mai 2017 - La maison HELIOPHORE - Conception et résultats

Jean-Pierre Rimsky-Korsakov  (concepteur)

Ce projet s'inscrit dans le cadre de l'Objectif de Développement Durable N°9 : "Bâtir une infrastructure résiliente et encourager l'innovation", mais il s'inscrit aussi dans le cadre de la "Loi de transition énergétique pour la croissance verte (LTECV) publiée au journal Officiel du 18 août 2015, puisqu'il permet (entre autres) de préserver l'environnement ainsi que le renforcement d'une indépendance énergétique, tout en offrant un accès à l'énergie à un coût compétitif.

1. Préservation de l'environnement

Le nom "Héliophore" renvoie à un concept architectural multifactoriel qui accorde une grande importance tant au choix des matériaux (coût en énergie grise, recyclabilité), qu'au bioclimatisme (implantation et conception) et à la pérennité de la construction (qualité du bâti et compétences entrepreneuriales).

Il faut cependant tenir compte de notre époque et des savoir faire des entreprises locales pour opérer ces choix. C'est ainsi que cette "maison pilote" sise à Sainte Anne d'Auray en Bretagne, et achevée en avril 2017, est réalisée en briques porteuses de 20 cm (très isolantes Rth = 1,5 m2.K/W). Toute l'isolation (murs et toiture) est réalisée en chanvre (un matériau local avec une très faible énergie grise). Le doublage des murs ainsi que les cloisons intérieures sont en briques plâtrières. Nous avons inclus une cloison de 16m2 en terre crue (de fabrication locale) au milieu de la maison pour bénéficier d'une régulation hygrothermique efficace et naturelle. Le toit est en zinc (en raison de sa forme particulière).

Dans les critères de sélection du site de notre construction, l'orientation plein sud, l'absence d'ombres portées sur la future construction et l'abri des vents dominants ont été déterminants. Les autres composantes d'une maison bioclimatique au niveau de la conception du bâti ont également été intégrées au projet afin que "par nature" cette maison soit économe en énergie.

Enfin nous avons construit une maison faite pour durer dans le temps. Pour cela nous avons choisi des entreprises qualifiées et nous avons veillé à la réalisation soignée de l'ensemble dans les moindres détails, étant donné les innovations structurelles dues à notre système de chauffage solaire.

2. Indépendance énergétique

Ce concept architectural global offre, si la répartition de l'ensoleillement le permet, une couverture de 100% des besoins annuels en chauffage et de 70% des besoins en eau chaude sanitaire.

Cette gratuité du chauffage de l'eau chaude sanitaire pendant neuf mois de l'année nous conduit à alimenter directement la machine à laver du linge et la machine à laver la vaisselle (via une vanne mélangeuse) en eau chaude, réduisant ainsi conséquemment le coût des lavages.

Ce résultat est le fruit d'une vaste recherche scientifique et technique menée par un ingénieur-architecte (Guy Royer) autour de la mise au point d'un procédé de chauffage solaire performant même en zone de rayonnement diffus. Tous les paramètres intervenant dans la captation, le transport, le stockage et la réémission des calories solaires disponibles ont été étudiés et  optimisés.

Notre maison "Héliophore" a été choisie par l'ADEME Bretagne (Agence de l'Environnement de la Maîtrise Energétique), dans le cadre d'une étude de suivi des performances énergétiques de cinq maisons solaires. Les données vont être transmises pendant un an à l'ADEME qui publiera ensuite les résultats de cette étude.

Pour autant, alors qu'elle n'était pas encore achevée, nous avons emménagé dans cette maison il y a plus d'un an, et nous avons déjà des résultats en ce qui concerne ses performances, à travers les relevés de mesures journaliers des points clefs de l'installation. C'est ainsi que nous avons constaté dans la troisième semaine de janvier 2017 (période pendant laquelle les températures ont été négatives (- 6°C max), mais pendant laquelle le soleil a brillé presque tous les jours), que tous les besoins en chauffage ont été couverts par les seuls apports solaires, et qu'en plus nous avons été en mesure de stocker des calories (170 000 KJ) pour les périodes moins ensoleillées.

De telles conditions ne sont pas toujours réunies et nous disposons d'un poêle bouilleur (bois bûches) en chauffage complémentaire. Le coût de la dépense énergétique en bois de chauffage pour l'hiver 2016-2017 a été de 80 €.

3. Le meilleur rendement au meilleur coût

C'est aussi une caractéristique du concept "Héliophore" de se maintenir dans les coûts actuels de la construction (autour de 2000 €/m2). Ainsi, la quasi-totalité des composants du système de chauffage sont choisis parmi ceux que l'on trouve sur le marché du bâtiment et n'induisent donc pas de surcoût.

La performance réside pour une grande part dans une mise en oeuvre originale des matériaux. Un système de régulation électronique spécifique maintient l'ensemble de l'installation à son niveau optimal de fonctionnement, quel que soit le contexte ambiant extérieur. L'ensemble du système est entièrement réparable et nécessite très peu de maintenance.

De plus ce système de chauffage est parfaitement silencieux ; l'énergie fournie par le soleil est gratuite et ne nécessite pas de créer et d'entretenir un réseau de distribution ; la chaudière est "dans le ciel" et il n'y a pas besoin de la remplacer tous les dix ou vingt ans !

4. Les contraintes

Une limite au développement de ce concept performant est la nécessité d'une bonne orientation de la maison (entre sud-est et sud-ouest) avec le minimum d'ombres portées sur les capteurs et la façade.

Une autre contrainte est liée à la latitude. On peut espérer (suivant les conditions météo) une couverture à 100% des besoins annuels en chauffage jusqu'au 59è parallèle nord, c'est-à-dire jusqu'à Dunkerque en France.

En effet, les performances en termes de captation d'énergie solaire sont liées au nombre d'heures possible d'ensoleillement journalier hivernal. Cela représente néanmoins une grande partie du globe terrestre : on trouve sous le 59ème parallèle nord :  la moitié de l'Allemagne, la Tchéquie, une partie de la Pologne, ainsi qu'une grande partie de l'Ukraine, et, plus à l'est, le Japon et tous les Etats Unis.

En conclusion, la maison "Héliophore" a pour objectif d'apporter le meilleur confort de vie possible, en pesant le moins possible sur notre planète et sur nos finances, et cela sur une grande partie de notre planète.

Prix des maisons du Morbihan 2017

la maison HELIOPHORE a été sélectionnée parmi les 10 maisons référencées par le CAUE 56 (Conseil d'Architecture,

d'Urbanisme et de l'Environnement du Morbihan), catégorie maisons neuves,  pour l'édition 2017 (maisons construites entre janvier 2013 et avril 2017). Adresse du site :

 http://www.caue56.fr/project/maison-heliophore-1-2017/.

La seconde maison Héliophore

"Nous venions à peine d’emménager dans notre maison, que des visiteurs, séduits tant par son allure que par son confort, nous commandait une nouvelle maison solaire, conçue à partir du même concept architectural. Leurs besoins n’étaient pas les mêmes (130 m² de surface habitable, 4 chambres, un grand garage au nord), mais, comme on peut le voir sur la photo, il y a un air de famille avec les capteurs solaires intégrés dans le toit Mansart et les larges baies vitrées au sud. Cette maison a été “livrée” en octobre 2017."