Webinaire #37 : Conception passive et préfabrication : un duo opérationnel

Introduction : Des enjeux planétaires, des solutions concrètes

Face aux défis majeurs de préservation de l’environnement et des ressources, les réglementations se multiplient. Heureusement, des solutions existent : le Passif pour l’énergie, le biosourcé pour le stockage de carbone, et la préfabrication pour optimiser les processus de construction.

Laurent Riscala, fondateur d’EcoXia en 2011, partage 20 ans de réflexion sur ces sujets. Le Passif est au cœur de la stratégie de son entreprise depuis ses débuts. Grâce à des premiers clients militants et à l’évolution de la réglementation, notamment avec la RE2020, l’entreprise a pu se développer.

Problématique centrale : Dans quelle mesure la préfabrication peut-elle faciliter la conception passive ?

 

Le Passif : exigences et réalité du terrain

Les exigences théoriques

En théorie, un bâtiment passif doit respecter des seuils limites concernant :

  • Le besoin de chauffage
  • La puissance de chauffe
  • La fréquence de surchauffe / le confort d’été
  • L’étanchéité à l’air (seuil beaucoup plus exigeant que pour la RE2020)

 

Les implications pratiques

Aussi la réussite d’un projet passif repose-t-elle sur trois piliers :

  1. Phase de conception : un effort considérable avec une attention particulière portée aux :
    • Ponts thermiques
    • Étanchéité à l’air
  2. Phase de réalisation : une grande rigueur nécessaire :
    • Bons gestes techniques
    • Respect strict des procédures
  3. Certification : production de documents obligatoires :
    • Attestations diverses
    • Réussite du test d’étanchéité à l’air

 

La préfabrication : principes et niveaux

Le principe fondamental

La préfabrication consiste à réaliser hors site des éléments destinés à l’ouvrage. L’objectif est de transférer la valeur ajoutée du chantier de l’aval vers l’amont, en intensifiant le travail en amont pour le réduire en aval. On passe idéalement d’une répartition 50/50 à 75/25.

Cette approche concerne tous les matériaux et tous les produits qui peuvent en dériver.

 

Contexte historique

La préfabrication n’est pas un phénomène nouveau. C’est une industrie qui remonte à la fin de la seconde guerre mondiale, née aux États-Unis.

 

Les trois niveaux de préfabrication

La préfabrication se décline en trois niveaux selon le degré de valeur ajoutée hors site :

1D – Le « precut »

  • Poutres
  • Charpentes
  • Menuiseries

2D – Le « panelised »

Panneaux ou caissons intégrant un ou plusieurs corps d’état :

  • MOB (Maison à Ossature Bois)
  • Façades à ossature bois préfabriquées
  • 2D complexe : avec l’ensemble des équipements intégrés

3D – La construction modulaire

  • Volumes habitables complets préfabriqués hors site et acheminés par camion.

 

Avantages et contraintes de la préfabrication

Les avantages théoriques

Gain de temps

  • Travail réalisé en parallèle du chantier (pendant les VRD notamment)
  • Réalisation en « temps masqué »
  • Exécution ultra-rapide : clos et couvert en moins d’une semaine pour une maison

Amélioration de la qualité

  • Travail en atelier protégé
  • Bons outils disponibles
  • Conditions optimales
  • Meilleur approvisionnement des matériaux
  • Traçabilité améliorée

Autres bénéfices

  • Obligation de travailler en filière sèche
  • Chantier déplacé en atelier
  • Chantier sur site plus propre, moins bruyant, moins dangereux
  • Potentiel d’industrialisation
  • Résultat global : gain de temps + meilleure qualité + baisse des prix grâce à l’industrialisation

 

Les contraintes spécifiques

Conception très poussée Une fois les éléments préfabriqués sur le chantier, il est trop tard pour adapter. La conception doit être irréprochable.

Dimension logistique Les éléments sont plus encombrants, plus lourds, voire plus fragiles. La logistique est fondamentale et fait partie intégrante de la conception.

Planning rigoureux Les retards sont moins tolérés. Si un élément manque (une fenêtre par exemple), cela peut avoir un effet domino sur l’ensemble du projet.

Importance de la pose C’est un métier spécifique. Il faut des poseurs de qualité : ils feront le succès ou l’échec de l’opération.

 

Préfabrication et Passif : quelles synergies ?

Analyse par niveau de préfabrication

Le 1D : N’apporte pas grand-chose de plus au Passif. Il s’agit simplement de composants passifs (comme une menuiserie Passivhaus) à intégrer sur le chantier de manière classique.

Le 2D : La préfabrication permet d’aller beaucoup plus loin. Le Passif favorise également une forte préparation en amont.

⚠️ Recommandation essentielle : Ne jamais faire un projet passif sans impliquer le préfabricateur dès la phase de conception.

En 2D complexe, on crée un macrolot atypique regroupant dans une même entreprise des lots habituellement séparés :

  • Menuiseries
  • Serrurerie
  • Etc.

Le 3D : Très efficace mais pose la question cruciale des jonctions pour l’étanchéité à l’air.

 

Retours d’expérience : cas concrets

Maison Vermont – Bureaux d’EcoXia

  • Bureaux équipés de panneaux solaires photovoltaïques
  • Bâtiment BEPOS
  • Enseignement : le 3D est intéressant, mais pour plus de liberté architecturale, le 2D est préférable car plus souple
  • Le bâtiment n’est pas certifié passif

 

Maison individuelle à Avray (2017)

Objectif : certification passive

Caractéristiques

  • 2D complexe comprenant : bardage, menuiserie, isolant biosourcé et étanchéité à l’air
  • Fondations en pieux vissés avec dalle bois

Déroulement

  • Test intermédiaire : excellent résultat (< 0,5)
  • La dalle bois a servi aux plombiers et électriciens pour faire passer leurs réseaux
  • Problème : cela a ruiné l’étanchéité à l’air
  • Test final : résultat passé au-dessus de 1

Enseignements

  • La préfabrication a aidé, mais un bon suivi sur chantier reste indispensable
  • Bâtiment finalement E3C2
  • Chantier suivi par le client lui-même

 

Lotissement certifié dans le 91

  • 4 maisons en bande séparées par leurs garages
  • Préfabrication de l’enveloppe en panneaux 2D complexes
  • Forte attention portée à la jonction entre les murs bois et la dalle en béton

 

Centre de loisirs dans le nord du 77

Caractéristiques

  • 388 m²
  • Volonté de faire du passif
  • Projet complexe avec beaucoup de portes (sources de fuites)
  • Portes antipanique (conçues pour s’ouvrir facilement, pas optimales pour l’étanchéité)
  • Réalisé pendant le COVID
  • EcoXia en entreprise générale

Résultat

  • La préfabrication a beaucoup aidé à la réussite du projet
  • Difficultés au niveau de la dalle béton
  • 2D complexe
  • Premier centre de loisirs certifié passif en France

 

Maison individuelle à Villiers-sur-Marne

Contexte

  • MOA très au fait du Passif
  • Conception par un architecte
  • Pas de demande de certification
  • Enjeu principal : l’accès

Contraintes d’accès

  • Accès depuis la rue principale par une ruelle de 70 m de long sur à peine 2,5 m de large
  • Murs plus petits que d’habitude nécessaires
  • Grue rentrant à peine sur le terrain
  • Travail avec une grue araignée

Résultat Test d’étanchéité très convaincant

 

Petit immeuble d’habitation à Clamart

Caractéristiques

  • Éléments en 1D
  • ITE en fibre de bois
  • Terrain exigu limitant les possibilités d’ITI
  • Impossibilité de faire un bâtiment passif (vues au nord)
  • Projet finalement en niveau Base

 

Spécificités

  • Bâtiment semi-enterré
  • R0 en maçonnerie
  • Réalisation pas très bien faite, un peu fuyarde
  • Difficultés pour l’étanchéité
  • La préfabrication a bien aidé

 

Conclusion : la préfabrication simplifie-t-elle le Passif ?

Réponse : OUI

La préfabrication permet de simplifier la construction passive, notamment sur l’étanchéité à l’air. Même si parfois des corrections sur site restent nécessaires.

Conditions de réussite

Créer un macrolot intégrant les éléments clés du passif :

  • Structure porteuse
  • Isolants
  • Menuiseries extérieures
  • Plan de l’étanchéité à

 

Possibilité d’intégrer aussi :

  • Protections solaires
  • Façades
  • Réseaux, doublages, etc.

 

Points de vigilance

  • Jonctions entre éléments préfabriqués et le reste : la superstructure et l’infrastructure
  • Jonctions entre éléments préfabriqués, (en 2D comme en 3D)
  • Second œuvre technique réalisé sur site : peut dégrader l’étanchéité
  • Protection des façades et menuiseries (surtout bois) : risque de marques au levage une fois sur site

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Le label "BaSE", Bâtiment sobre en énergie

Construire passif, la garantie d'un bâti de qualité.

Concevoir et construire un bâtiment passif est un objectif ambitieux. Voilà pourquoi la certification Bâtiment Passif a évolué pour inclure le label BaSE (Bâtiment Sobre en Énergie).

Valoriser l'utilisation des énergies renouvelables

Ce label a été pensé pour récompenser les efforts de toutes les équipes ayant collaboré au projet et pour saluer la performance énergétique du bâtiment certifié.
Il reprend les bases de la certification passive, mais assouplie :

  • Le besoin de chauffage doit être inférieur à 30 kWh d’énergie utile par m² de surface de référence énergétique et par an (contre 15, en Bâtiment Passif)
  • Une perméabilité à l’air de l’enveloppe mesurée sous 50 Pascals de différence de pression inférieure ou égale à 1 par heure (contre 0,6 en Bâtiment Passif)
  • Les autres critères restent identiques.

Le label "bâtiment passif premium"

La première maison passive Premium de France © Jean-Louis Bidart

À l’aube de la transition énergétique, la certification Bâtiment Passif a évolué pour accueillir deux nouvelles catégories, Plus et Premium, axées sur l’utilisation des énergies renouvelables. Elles valorisent les constructions ayant fait le choix d’être productrices d’énergie.

Valoriser l'utilisation des énergies renouvelables

La catégorie « Bâtiment Passif Premium» est la plus exigeante de toutes : elle récompense les bâtiments générant au moins 120 kWh/(m²a) d’énergie par rapport à l’emprise au sol du bâtiment.

Il devra également justifier du respect des 4 critères de base du passif :

  • Un besoin de chauffage inférieur à 15 kWh d’énergie utile par m² de surface de référence énergétique et par an
  • Une consommation totale en énergie primaire (tous usages, électroménager inclus) inférieure à 120 kWh par m² de surface de référence énergétique par an
  • Une perméabilité à l’air de l’enveloppe mesurée sous 50 Pascals de différence de pression inférieure ou égale à 0,6 par heure
  • Une fréquence de surchauffe intérieure (> à 25°C) inférieure à 10 % des heures de l’année.

Le label "bâtiment passif plus"

La première maison passive Plus de France

À l’aube de la transition énergétique, la certification Bâtiment Passif a évolué pour accueillir deux nouvelles catégories, Plus et Premium, axées sur l’utilisation des énergies renouvelables. Elles valorisent les constructions ayant fait le choix d’être productrices d’énergie.

Valoriser l'utilisation des énergies renouvelables

Dans la catégorie « Bâtiment Passif Plus », le bâtiment devra générer au moins 60 kWh/(m²a) d’énergie par rapport à l’emprise au sol du bâtiment.

Il devra également justifier du respect des 4 critères de base du passif :

  • Un besoin de chauffage inférieur à 15 kWh d’énergie utile par m² de surface de référence énergétique et par an
  • Une consommation totale en énergie primaire (tous usages, électroménager inclus) inférieure à 120 kWh par m² de surface de référence énergétique par an
  • Une perméabilité à l’air de l’enveloppe mesurée sous 50 Pascals de différence de pression inférieure ou égale à 0,6 par heure
  • Une fréquence de surchauffe intérieure (> à 25°C) inférieure à 10 % des heures de l’année.