L’ingénieur Gary Proskiw a étudié l’abordabilité des diverses solutions de construction de maisons à consommation d’énergie nette zéro avec Alex Ferguson de Ressources naturelles Canada (RNCan). Avec des niveaux d’isolation typiques de R-40 à R-70 dans les murs et de jusqu’à R-100 dans les combles ainsi qu’une proportion de chauffage solaire passif d’environ 45 %, ces maisons coûtent environ 60 % moins cher de chauffage que des maisons classiques.
Les auteurs ont calculé que chaque mètre carré de fenestration à verre triple rempli d’argon et doté d’une pellicule à faible émissivité, qui coûte 318 $ de plus par mètre carré qu’un mur R-44, permettait d’économiser en moyenne 2 $ de chauffage par année. Ces fenêtres ont une durée de vie de 25 ans mais il faut 167 ans pour récupérer leur surcoût !
Voici les principales conclusions de leur rapport et leurs recommandations :
• Les coûts de construction sont toujours sous-estimés ;
• Achetez votre système mécanique d’un seul fournisseur et évitez les systèmes complexes et les contrôles compliqués ;
• La géothermie, qui coûte 20 000 $ à 30 000 $, n’est souvent pas la solution la plus rentable et peut être trop puissante pour une maison très étanche et très isolée aux coûts de chauffage extrêmement bas;
• Les puits canadiens (tuyaux enfouis pour préchauffer l’air de ventilation) sont dispendieux, présentent des risques de moisissures et n’offrent que des bénéfices minimes ;
• Les planchers radiants sont dispendieux et moins justifiés économiquement dans les maisons très étanches et très isolées, moins sujettes aux fuites d’air et aux surfaces froides.
Fenestration
• Les fenêtres étant trois à sept fois plus chères que les murs, il faut limiter leur superficie aux besoins esthétiques et fonctionnels car elles sont dispendieuses et encore moins rentables dans les maisons performantes. Certains concepteurs optent pour des fenêtres différentes selon l’orientation, cherchant à maximiser les gains solaires au sud et à minimiser les pertes de chaleur sur les autres murs ;
• Si les vitrages au sud sont parfois ombragés en hiver, leur coefficient de gain solaire sera moins important que leur valeur isolante (valeur U) (cliquer ici ou sur l'image pour agrandir le tableau ci-contre de l'ingénieur Luc Muyldermans, sur les caractéristiques thermiques dont les températures intérieures de divers vitrages);
• Opter pour des fenêtres de taille standard est plus économique ;
• Si l’on tient compte de leur surcoût par rapport aux économies réalisées, le choix des fenêtres devrait seulement être basé sur le critère de résistance à la condensation de la vapeur sur le vitrage;
Prévenir la surchauffe
• Pour prévenir la surchauffe dans une maison très isolée et à masse thermique faible ou moyenne, limiter à 6 % la superficie des fenêtres du mur sud par rapport à la superficie de la maison (60 pi2 par 1 000 pi2 habitable) ;
• Des volets ou des moustiquaires quasi-opaques rétractables sont efficaces pour prévenir la surchauffe solaire ;
• Si la superficie vitrée au sud est plus importante, utiliser des masses thermiques lourdes comme un plancher ou un foyer de maçonnerie et un mur de brique : pour maximiser leur efficacité et donc leur rentabilité en tant que masse thermique, ces matériaux doivent être exposés directement à la radiation solaire plusieurs heures par jour en étant placés devant des fenêtres faisant face au sud et non ombragées en hiver ;
• Bien qu’ils ne réduisent les coûts d’eau chaude que de 15 à 25 %, les récupérateurs de chaleur des eaux de douche sont extrêmement robustes et fiables (plus que les chauffe-eau solaires qui peuvent satisfaire 50 % et plus des besoins d’eau chaude mais qui coûtent cher) ;
• Une très lourde construction de béton n’est pas justifiée en tant que masse thermique car elle ne réduit les coûts de chauffage que de 2 à 7 %. L’effet de masse thermique est plus notable en climat tempéré comme celui d’Europe ou des États-Unis, où en hiver il arrive souvent que la température monte au-dessus du point de congélation le jour et chute en deçà la nuit, ce qui n’arrive que très rarement au Canada.
• Scellez les fuites d’air majeures et concentrez-vous sur la partie supérieure de la maison car elle perd le maximum de chaleur et d’humidité en hiver ;
• Évitez les demi-étages/murs nains, les garages attachés (particulièrement sous des chambres chauffées), l’éclairage encastré, les porte-à-faux, les saillies à formes irrégulières, les intersections à trois côtés, etc. ;
Source : Identifying affordable net zero energy housing solutions
Par ailleurs, avec l’ingénieur Anil Parekh de RNCan, M. Proskiw a analysé la rentabilité de 46 mesures d’économie d’énergie dans la construction d’une maison R-2000 d’ancienne génération (dont la cote ÉnerGuide était de 80 points sur une possibilité de 100). Ceci comparativement à une maison standard aux caractéristiques suivantes : murs R-20, fondations R-12, toiture R-40, dalle non isolée, étanchéité à l’air de 1,5 changement d’air à l’heure à une pression simulée de 50 pascals, vitrage au sud représentant 6 % de la superficie totale de plancher de la maison, chauffage électrique par plinthes ou fournaise, chauffe-eau électrique et échangeur d’air sans récupération de chaleur.
Voici les mesures de type R-2000 qui, par ordre décroissant de priorité, étaient les plus payantes en 2009 pour une maison de taille moyenne (1 754 pi2/163 m2) dans l’est du Canada :
1. Ventilateur récupérateur de chaleur (VRC) d’efficacité moyenne ;
2. VRC d’efficacité moyenne avec moteur à commutation électronique ;
3. Fondations R-20 ;
4. Fondations R-24 ;
5. Chauffe-eau à pompe à chaleur (coefficient de performance : 1,9) ;
6. VRC haute efficacité ;
7. Fondations R-32 ;
8. Murs extérieurs R-22 ;
9. Récupérateur de chaleur des eaux grises ;
10. Toit R-45 ;
11. Toit R-50 ;
12. Chauffe-eau solaire (s’il ne coûte que 3 030 $ plus cher) ;
13. Toit R-55 ;
14. Murs R-27,5 ;
15. Géothermie (si 20 000 $ de plus qu’une fournaise électrique) ;
16. Murs R-29,5 ;
17. Toit R-60 ;
18. Chauffe-eau à haute efficacité avec couverture isolante ;
19. Murs R-32,5 ;
20. Murs R-34,5.
Source : Energy Optimization of R-2000 Upgrades, Proskiw et Parekh, 2009.
Pour en savoir davantage :
R-2000 Net Zero Energy Pilot Concept
Site de Ressources naturelles Canada sur les maisons éconergétiques
