Au musée Fram à Oslo, les visiteurs peuvent admirer ce qui est maintenant considéré comme la première utilisation de la construction passive: le navire polaire Fram. Lorsque le Norvégien Fridtjof Nansen est parti avec en direction du pôle Nord en 1893, il devait se sentir bien équipé pour l'expédition: contrairement aux autres navires de recherche, qui souvent ne revenaient pas de leur voyage en Arctique, le Fram a été conçu pour naviguer sur la banquise. Comme le montre le musée Fram, Nansen a aménagé des espaces de vie confortables pour l'équipage à l'intérieur du navire: la coque extérieure a été isolée plusieurs fois avec un mélange de poix, de goudron et de sciure de bois. À l'extérieur du navire, les membrures étaient recouvertes de deux couches de chêne, à l'intérieur de pin. Dans les pièces à vivre, les planches étaient en outre recouvertes de feutre goudronné, sur lequel on a appliqué trois couches de lambris avec une isolation entre chaque.
Aujourd'hui, le Fram est considéré comme un pionnier de la construction passive, car il en possédait déjà de nombreuses caractéristiques. Une maison passive n'a pas besoin de naviguer dans l'océan Arctique, mais son enveloppe extérieure est comparable à celle du navire polaire. «Des fenêtres spéciales et une enveloppe d'isolation thermique très efficace dans les murs extérieurs, le toit et la dalle de sol maintiennent la chaleur à l'intérieur de la maison de manière protectrice», résume l'Institut de la maison passive de Darmstadt. «La maison passive utilise les sources d'énergie disponibles à l'intérieur, comme la chaleur corporelle des personnes ou la chaleur solaire incidente – le chauffage est alors fondamentalement simplifié.»
L'air frais est fourni par un système de ventilation: l'air frais de l'extérieur est amené de manière contrôlée et l'air vicié de l'intérieur est évacué, la chaleur de l'air vicié étant à son tour récupérée. Selon les calculs de l'Institut de la maison passive de Darmstadt, ces mesures signifient qu'une maison passive consomme beaucoup moins d'énergie de chauffage: jusqu'à 90 % par rapport à un bâtiment classique issu du parc immobilier existant et jusqu'à 75 % par rapport à un nouveau bâtiment conforme aux normes énergétiques en vigueur.
Une planification et une réalisation complexes augmentent les coûts de construction
D'autre part, il y a les inconvénients de la construction passive, surtout engendrés par des coûts de construction plus élevés: une nouvelle construction de maison passive coûte environ 10 % de plus qu'un bâtiment ordinaire. Cette planification complexe a également un impact: «afin d'éviter les ponts thermiques dans l'enveloppe extérieure et d'obtenir une très grande étanchéité à l'air du bâtiment, tous les raccordements des composants doivent être planifiés en détail», explique Roland Träger. L'architecte et directeur général de Träger Architekten GmbH est spécialiste de l'assainissement énergétique des bâtiments. Depuis quelques années, il soutient la HORNBACH Baustoff Union (HBU) dans l'amélioration de l'efficacité énergétique de ses filiales. Il souligne: «sur le chantier, il est impératif de s'assurer que les plans de construction sont correctement réalisés.» En effet, des défauts de l'enveloppe extérieure étanche à l'air peuvent entraîner des dommages dus à l'humidité et aux moisissures.
Toutefois: la construction passive peut se justifier à la fois pour les bâtiments privés et les bureaux – au niveau écologique et économique. Mais le principe de la maison passive peut-il également être appliqué aux grands bâtiments du commerce de détail comme les magasins de bricolage? Chez HORNBACH, c'est Bernd Wambsganß qui dirige l'équipe de construction. «Les Warehouse Stores, comme nos magasins, se caractérisent par une construction de hall à la fois économe et performante», explique l'expert. «Comparés aux immeubles de bureaux et d'habitation, ils comportent sans conteste des éléments qui sont essentiels si on veut construire en utilisant des méthodes de construction passives. Les grands portails sectionnels dans la zone de livraison des marchandises ou les entrées des clients, par exemple, sont ouverts et fermés fréquemment. Cela conduit à des déperditions de chaleur.»
Se rapprocher d'un type de construction passive par de nombreuses petites mesures
On peut distinguer les atouts et les faiblesses des Warehouse Stores en construction passive, en prenant l'exemple du magasin HORNBACH de Heidelberg, construit selon la méthode de construction passive. «C'est pratiquement la première fois que la construction passive est appliquée à un Warehouse-Store», explique M. Wambsganß. «L'étanchéité des façades, des toits et des jonctions entre les éléments de construction et les portes et portails est nettement meilleure que dans d'autres magasins.» En s'approchant de la méthode de construction des maisons passives, toute l'isolation thermique a été améliorée et renforcée. Les portails sectionnels sont isolés par des cadres dits «Thermo Frame» et sont équipés de portes à action rapide avec film pour réduire les flux d'air. Les systèmes de rideaux installés à l'intérieur des portes automatiques ont le même objectif. Nous avons soumis le magasin terminé à un «Blower Door Test». Cela nous a permis de détecter et de corriger les fuites», explique M. Wambsganß, décrivant la dernière étape avant la mise en service du bâtiment.
En plus de l'étanchéité de l'enveloppe extérieure, l'utilisation d'une ventilation nocturne en été pour refroidir le magasin avec de l'air extérieur et un système de récupération de chaleur réduisent la consommation d'énergie du magasin de Heidelberg. Et les grandes toitures végétales contribuent également à l'efficacité énergétique: d'une part, les plantes ont un effet isolant supplémentaire et, d'autre part, elles protègent le film d'étanchéité de toiture des rayons UV, ce qui prolonge la durée de vie des films. «Cependant, malgré toutes les mesures prises, nous avons constaté que la norme de construction la plus élevée n'est pas aussi efficace que nous l'avions espéré en termes de réduction d'énergie par rapport à nos autres magasins», résume M. Wambsganß.
Nous utilisons, dans la mesure du possible, de l'énergie provenant de sources renouvelables. Il n'y a pas qu'à Heidelberg que l'on peut trouver de la végétation sur le toit en plus d'une installation solaire.
Bernd Wambsganß
Indépendamment de la construction passive, HORNBACH est également constamment à la recherche de moyens pour améliorer l'efficacité énergétique de ses magasins. L'un d'entre eux consiste à remplacer toutes les ampoules: 125 magasins doivent être entièrement convertis aux LED d'ici l'automne 2020. L'éclairage artificiel s'éteint également automatiquement lorsque la lumière du jour pénètre suffisamment par les impostes. Des concepts de ventilation efficaces, le tri des matériaux recyclables et la plantation d'arbres indigènes à l'extérieur améliorent également le bilan énergétique. «Nous utilisons, dans la mesure du possible, de l'énergie provenant de sources renouvelables», rajoute M. Wambsganß. «Il n'y a pas qu'à Heidelberg que l'on peut trouver de la végétation sur le toit en plus d'une installation solaire. Il en va de même pour les systèmes de ventilation avec récupération de chaleur et la ventilation nocturne en été, que nous utilisons dans presque tous les magasins – ce n'est malheureusement efficace que sur nos sites dans les pays au climat méditerranéen.»
Contrairement aux grands entrepôts à hauts rayonnages des magasins HORNBACH, la HBU exploite des filiales nettement plus petites. Pour augmenter son efficacité énergétique, la HBU a déjà mis en œuvre un certain nombre de mesures en collaboration avec Roland Träger. «Au cours des dernières années, nous avons installé une protection thermique intégrale de 16 cm dans tous les nouveaux bureaux et points de vente. De plus, toutes les fenêtres sont à triple vitrage, les toitures sont largement végétalisées et partiellement équipées de capteurs solaires», rapporte M. Träger. «L'éclairage est dans son intégralité à la pointe de la technique. Une attention particulière est également portée à ce sujet dans les filiales en place: les sources lumineuses sont progressivement modernisées.» Les filiales de l'HBU n'atteignent certes pas la norme de la maison passive – mais leur bilan énergétique s'améliore nettement.
L'amélioration du bilan énergétique est en constante progression
Cela signifie que ce que Fridtjof Nansen a essayé sur un navire polaire il y a plus de 100 ans fonctionne encore aujourd'hui, essentiellement pour les bâtiments résidentiels. La consommation d'énergie peut être réduite grâce à une bonne isolation thermique et à une ventilation contrôlée. Pour les Warehouse Stores, on ne peut que se rapprocher de la norme de construction passive: la construction des halls est trop différente; on ne peut pas contrôler l'échange de chaleur en raison des flux de clients et de marchandises. Mais HORNBACH montre qu'il existe aussi d'autres moyens. De nombreuses mesures individuelles apparemment modestes – comme l'utilisation d'énergies régénératives, l'utilisation de la lumière du jour ou les toitures végétalisées conduisent globalement à une amélioration du bilan énergétique. Roland Träger et Bernd Wambsganß et son équipe continueront à travailler sur la recherche et la mise en œuvre de telles mesures.
