Blogue vie hors-réseau : récit de la construction et de la vie dans une maison LEED certifiée au Québec

Ce qui suit est le récit de première main d'un projet de construction par Craig Anderson et sa femme France-Pascale Ménard qui ont acheté un grand terrain dans l'ouest du Québec surplombant la rivière Gatineau et ont exploré les options potentielles pour créer une maison hors-réseau chauffée passivement. Ceci est le premier de nombreux articles qui suivront, écrits par Craig lui-même, documentant ses recherches et les décisions prises tout au long du processus de construction.

 Bien que nous offrions des informations complètes sur toutes les étapes de la construction, suivre un projet du début à la fin pourrait, nous le pensons, fournir un aperçu précieux (sans parler du courage et de l'inspiration) aux lecteurs qui entreprennent le même défi.

                                                                        ***

Construire une maison « verte » à haute efficacité est quelque chose auquel j'ai pensé pendant de nombreuses années avant que cela ne se concrétise. Je n'ai jamais formellement étudié l'architecture ou la science du bâtiment, mais j'ai fait des recherches sur le sujet pendant une décennie. Je me souviens avoir été absolument inspiré lorsque j'ai découvert pour la première fois certains des designs de maisons à haute efficacité des années 70, en particulier certaines des conceptions solaires passives de cette époque.

Il y avait des termes comme les murs Trombe, l'utilisation de grands réservoirs d'eau pour la masse thermique, les « Earthships au Canada » avec des serres à l'intérieur de la maison, et plus encore. Il y avait une grande expérimentation dans la construction de maisons innovantes et écologiques pour l'avenir, dans l'espoir de réduire considérablement la quantité d'énergie nécessaire pour construire et faire fonctionner une maison. Cette expérimentation était vraiment nécessaire, car en lisant davantage, je suis tombé sur les critiques de tout ce qui n'avait pas fonctionné, causant des problèmes tels que la moisissure dans les maisons et une surchauffe massive en été.

La recherche sur Internet m'a également permis de découvrir de nombreux livres et équipements pour la vie hors-réseau, ce qui est intéressant à parcourir.

Bien qu'il y ait eu beaucoup d'idées intéressantes ici, il était clair que j'allais avoir besoin de plus d'inspiration ailleurs. Et j'ai trouvé d'autres travaux sur la conception solaire passive, réalisés beaucoup plus récemment, qui ont distillé certains des meilleurs principes de conception pour tirer parti de cette source d'énergie gratuite, le soleil. J'ai également découvert le mouvement Maison Passive venant d'Europe, qui cherche à réduire considérablement la consommation d'énergie globale grâce à des choses comme la super-isolation et des bâtiments extrêmement étanches à l'air.

Concepts de design intérieur :

Pour tous ceux qui envisagent de construire une maison sur mesure, je recommanderais de commencer par faire ce que nous avons fait, et de faire une liste des choses que vous exigez, de celles que vous aimeriez, et de celles que vous ne voulez tout simplement pas faire. Prenez également le temps de regarder beaucoup de photos, car cela nous a toujours aidés à déterminer si quelque chose fonctionnerait en trouvant un bon exemple. Mon album numérique d'inspiration a fini par contenir plusieurs centaines de photos. Et soyez prêt à réviser cette liste face au budget, aux aspects pratiques, ou même à votre propre compréhension changeante. Voici notre liste de souhaits de départ :

• 3 chambres, 2 salles de bain
• Une belle véranda moustiquaire face à la rivière
• Conception inversée, avec les espaces de vie à l'étage supérieur et les chambres au niveau inférieur
• Orientation solaire passive avec de nombreuses grandes fenêtres
• Aussi compact que possible compte tenu de ce que nous essayons d'intégrer, à la fois pour l'efficacité énergétique et pour contenir les coûts
• Super-isolé
• Structure en bois (timber frame), ou utilisant beaucoup de bois naturel
• Design contemporain avec un toit en appentis à une seule pente
• Conception résiliente, utilisant des détails de conception bien choisis et des composants de haute qualité, pour que la maison vieillisse bien au fil des décennies
• Grande cheminée en pierre avec un insert de poêle à haute efficacité

Orientation pour le gain de chaleur passif :

La forêt entoure la maison de tous les côtés, avec une vue imprenable sur une petite vallée au sud, et une baie arrière de la rivière visible à environ 150 pieds à l'ouest de la maison. Nous avons choisi un emplacement au sommet d'une colline, en grande partie pour les vues qu'il offrait. Cet emplacement a une excellente exposition au sud pour le solaire passif et actif. Il est également beaucoup moins infesté d'insectes que les zones basses environnantes car il est plus sec et plus venteux. Ce vent est une arme à double tranchant car nous sommes beaucoup plus exposés aux vents violents, ce qui augmente probablement un peu nos charges de chauffage en hiver et m'a également mis en position de voir des arbres tomber et atterrir à moins de 20 pieds de la maison lors d'une tempête d'été particulièrement violente.

La clairière que nous avons ouverte est juste assez grande pour construire la maison et la cour, un peu moins d'un demi-acre. Sur les côtés nord, ouest et sud de la maison, cela signifie que la forêt commence à seulement 20 pieds de la maison. Au sud-est se trouve une cour herbeuse assez grande pour couvrir le champ d'épuration, et à l'est se trouve une aire de stationnement avec nos panneaux solaires nichés du côté nord de la clairière pour réduire l'ombrage des arbres. Contrairement à la plupart des maisons construites le long du front de mer dans notre région, nous n'avons pas dégagé de lignes de vue vers l'eau, ni n'avons aligné la maison avec le rivage. Nous avons une vue filtrée de l'eau, ce qui rend en fait ces aperçus sur la baie plus spéciaux.

Enveloppe du bâtiment :

Lorsque j'ai commencé à réfléchir à la quantité d'isolant à mettre dans la maison, je me suis tourné vers le système de certification Maison Passive. Pour obtenir la certification Maison Passive, il y a une limite stricte sur la quantité d'énergie nécessaire pour chauffer et refroidir un espace de 15 kWh/m² par an, ce qui correspond à environ 1/10 de la quantité qu'une maison typique utilise. Il s'avère que c'est un objectif très difficile à atteindre dans les climats froids, la quantité d'isolant requise étant tout simplement immense.

Avec une maison comme la nôtre, il aurait fallu des murs d'environ 2 pieds d'épaisseur au lieu des 6-8 pouces typiques de la construction actuelle. Après quelques calculs, il ne semblait pas que ce soit un investissement qui serait un jour rentable, alors nous nous sommes seulement inspirés des idéaux de la Maison Passive, plutôt que de tenter de les atteindre. Nous nous sommes tout de même retrouvés avec un assemblage de mur d'environ 15 pouces d'épaisseur, en essayant d'équilibrer le coût et l'efficacité.

Une autre heuristique que j'ai apprise de notre architecte Anthony Mach est la règle du 60-40-30-20. Cela suggère de mettre de l'isolant R-60 au plafond, R-40 dans les murs hors-sol, R-30 dans les murs du sous-sol, et R-20 sous la dalle du sous-sol, ce qui est beaucoup plus proche de ce que nous avons réellement fait. J'ai vu ailleurs des références à des concepts similaires étiquetés comme « la très bonne maison ». Bien qu'une telle maison n'atteigne pas la norme Maison Passive, elle réduira tout de même de moitié ou des deux tiers la quantité d'énergie nécessaire pour chauffer et refroidir une maison.

Pour ceux d'entre vous qui sont familiers avec la lecture des plans de bâtiment, j'ai mis en ligne le plan final de la maison avec tous les détails de construction, ici. Ceux-ci ne semblent pas souvent être partagés, mais je ne suis pas trop inquiet que quelqu'un copie notre maison ; si vous souhaitez emprunter des détails, n'hésitez pas.

Nous avons construit un plafond cathédrale en utilisant un toit en appentis à une seule pente. En partant du haut, le toit lui-même est en métal à fixation traversante installé sur des fourrures de 1x4. Les fourrures sont placées sur une membrane pare-glace et eau sur un contreplaqué de 0,5 pouce. Sous le contreplaqué se trouvent des fermes de toit préfabriquées avec une profondeur de 3 pieds intégrée pour l'isolation. Dans cet espace, une couche de nattes d'isolant Roxul de 3,5 pouces a été posée, couvrant tout le fond de la cavité du plafond.

De l'isolant en cellulose en vrac a ensuite été soufflé au-dessus, remplissant principalement l'espace de 3 pieds, atteignant un R-80 estimé pour le plafond. Il était initialement spécifié d'être R-60, mais il y avait assez d'espace pour plus d'isolant, et la cellulose est relativement bon marché et facile à installer, donc une mise à niveau de dernière minute a été faite lors de l'installation.

Selon la modélisation énergétique que nous avons faite après l'achèvement de la maison, il s'avère que R-60 aurait été suffisant, car seule une très petite proportion de la perte de chaleur aurait eu lieu par le toit, même avec R-60. Sous le reste de l'isolant se trouvait un pare-air et vapeur en polyéthylène standard, empêchant le mouvement de l'air et contrôlant le mouvement de l'eau. La finition intérieure est réalisée avec des feuilles de contreplaqué de placage qui créent un plafond très attrayant pour la pièce en dessous.

Pour les murs hors-sol, nous avons utilisé un assemblage de murs à double ossature. La structure de la maison est construite avec du bois de 2x8, ce qui a permis à la fois le soutien nécessaire sur le haut mur du rez-de-chaussée, ainsi que de donner un espace profond pour l'isolation. Les cavités de ce mur ont été remplies de nattes d'isolant Roxul, un produit de laine minérale. La laine minérale est un isolant très réputé pour sa résistance aux parasites, à l'eau et au feu. Elle est facile à couper et à installer et conserve bien sa forme, ce qui garantit un bon service à long terme.

À l'intérieur de ce mur de 2x8 se trouve le pare-air/vapeur en polyéthylène. À l'intérieur de celui-ci se trouve un mur de service de 2x4, contenant tout le câblage électrique, la plomberie et les données. Ce mur est également isolé avec des nattes de Roxul. Enfin, une couche standard de plaques de plâtre recouvre les murs intérieurs. Un grand avantage du mur de service est que toutes les ouvertures qui doivent être coupées pour les prises, les luminaires, etc., ne perforent pas le pare-air.

À l'extérieur du mur de 2x8, il y a une couche de contreplaqué, puis 1,5 pouce de Roxul ComfortBoard, qui est le même matériau que les nattes de Roxul mais sous forme de panneau rigide. En enveloppant tous les murs de laine minérale, cela empêche les ponts thermiques, où la chaleur passerait autrement à travers l'ossature en bois (qui est un mauvais isolant par rapport à l'isolant qu'il maintient en place).

Enfin, l'extérieur a une membrane pare-intempéries fixée avec des fourrures en bois de 1x3 pour permettre la circulation de l'air et le drainage de l'eau, sur laquelle est monté du fibrociment de marque Hardie. Au total, ces murs ont une valeur nominale de R-47.

Pour les murs en sous-sol, qui mesurent environ 5-6 pieds de haut sur deux côtés du sous-sol de plain-pied, l'assemblage final est plus simple. De l'extérieur, il y a une couche de 2 pouces de mousse de PSE (polystyrène expansé) rigide, avec une jupe de 4 pieds de large du même matériau enfouie à environ un pied sous le niveau du sol extérieur.

Cette jupe réduit la capacité de la chaleur à s'échapper de sous la maison à travers le sol pendant l'hiver froid. À l'intérieur des 2 pouces de mousse, il y a une membrane imperméable collée au mur de béton coulé de 8 pouces d'épaisseur. À l'intérieur du mur de béton se trouve une autre couche de 4 pouces de mousse de PSE, avec le pare-vapeur en polyéthylène à l'intérieur. La dernière couche est une fourrure recouverte de plaques de plâtre. Cet assemblage total mesure R-26.

Sous la dalle de béton du sous-sol se trouve 4 pouces de mousse de PSE rigide donnant un R-16. Quelques autres détails de finition aident vraiment à réduire les charges de chauffage du sous-sol. Premièrement, la dalle de béton du sous-sol est en fait encastrée sur 3 côtés par de la mousse, descendant des murs, puis avec la mousse en dessous, elle ressemble essentiellement à une « baignoire » en mousse. Cela réduit considérablement les ponts thermiques, rendant la diffusion de la chaleur dans le sol ou les murs de béton plus lente.

Toutes les fenêtres de la maison ont des cadres en fibre de verre, sont à triple vitrage avec du gaz argon, et ont une valeur isolante d'environ R-5. Les fenêtres orientées au sud ont toutes été choisies pour laisser entrer plus de chaleur du soleil (appelé coefficient de gain de chaleur solaire, CGCS), tandis que les fenêtres orientées dans toutes les autres directions ont un faible CGCS. La différence entre elles est que les fenêtres à gain élevé laissent entrer environ 50 % de la chaleur du soleil, tandis que les fenêtres à faible CGCS n'en laissent entrer qu'environ 30 %.

Ce qui est intéressant avec la conception solaire passive, c'est qu'une grande partie de la charge de chauffage est assurée par la chaleur entrant par les fenêtres, la modélisation énergétique suggérant qu'environ 30 % de la charge thermique totale de la maison est fournie passivement par le soleil.

La dernière chose qu'il faut toujours mentionner lorsqu'on discute d'une enveloppe de bâtiment est l'étanchéité à l'air. Il y avait autrefois des idées qui circulaient selon lesquelles une maison devait « respirer », mais ces idées ont été discréditées depuis longtemps, et les constructeurs de haute qualité cherchent maintenant à construire des maisons aussi étanches que possible, et à faire entrer activement de l'air frais avec un appareil comme un ventilateur-récupérateur de chaleur (VRC).

L'étanchéité à l'air est mesurée en changements d'air par heure (CAH), ce qui mesure le volume total d'air à l'intérieur d'un bâtiment, et combien de fois en une heure ce volume d'air serait remplacé lorsque une maison est dépressurisée avec un grand ventilateur installé dans la porte (d'où le nom de « test d'infiltrométrie »). Les vieilles maisons qui fuient peuvent avoir un indice de CAH de 10 (ou même beaucoup plus), ce qui signifie que lorsqu'elle est dépressurisée, l'air intérieur conditionné est remplacé par de l'air extérieur environ 10 fois par heure. Les règles de la Maison Passive exigent un CAH de 0,6 ou moins.

Notre maison, avec le pare-vapeur en polyéthylène mentionné à plusieurs reprises ci-dessus, a mesuré 1,47 CAH lorsque la maison était à moitié terminée, avec seulement le mur extérieur de 2x8 et le pare-air en place. La maison est probablement beaucoup plus étanche maintenant que le mur de service est en place, que le calfeutrage est fait et que les plaques de plâtre sont jointoyées et enduites, mais nous n'avons jamais vraiment pris le temps de faire une deuxième mesure après l'achèvement de la maison.

Autres assemblages de bâtiment :

Je dois dire qu'il y a beaucoup de travail intéressant en cours par des constructeurs à haute efficacité qui essaient de nombreuses façons de construire des maisons à très haute efficacité qui sont plus simples et moins chères. Même maintenant, moins de 2 ans après l'achèvement de notre maison, il y a déjà des choses que nous pourrions changer pour simplifier et rendre moins chère la maison que nous avons construite.

Un autre exemple vient d'Ecohome, l'entreprise de notre évaluateur LEED, Mike Reynolds. Leur récente Maison Edelweiss LEED V4 Platine est significativement plus efficace que notre maison, et a également été moins chère à construire, car ils l'ont fait avec seulement un mur standard de 2x6 et beaucoup d'isolant extérieur. Inutile de dire que, bien que la maison que nous avons construite soit une très bonne maison, il existe de nombreuses bonnes façons d'assembler une enveloppe de bâtiment à haute performance -

voir plus de détails sur notre maison hors-réseau dans la deuxième partie du blogue sur la construction de maisons LEED hors-réseau au Québec ici.

                                                                         ***

Note de l'éditeur : Nous apprécions la mention et nous sommes très satisfaits de la performance de la Maison Edelweiss, mais comme Craig, au moment où nous avons terminé, nous avions déjà des idées pour des assemblages de murs que nous préférions. Cela devrait toujours être le cas, vous faites de votre mieux, vous faites des découvertes en cours de route pour améliorer la prochaine fois. Bravo à Craig et Bala Structures pour une construction très bien pensée et exécutée.

 

Approfondissez votre expertise en construction durable au Québec et en France

Maîtriser la construction d'une maison hors-réseau est une étape. L'appliquer concrètement à un projet de construction ou de rénovation, en est une autre. Explorez ces guides conçus pour les chantiers québécois et francais :

• Pare-air et pare-vapeur : Pare-air et étanchéité à l'air d'une maison en construction ou en rénovation.
• Maison Passive : Tout sur la construction de Maison Passive.
• Maison LEED Platine : Découvrez la Maison Edelweiss, un projet phare de maison durable au Québec.

Rejoignez la communauté Ecohome pour échanger avec des experts et des autoconstructeurs de partout au Québec et en France.