Auto-constuire une maison écologique

Les articles qui suivent fournissent des informations sur des chantiers en projets, en cours de réalisation ou réalisés, sur des maisons à haute qualité environnementale.
Ils concernent des auto-constructeurs que nous suivons ou avons accompagnés dans le cadre de notre activité “d’assistance et de formation à l’auto constructeur”.
Ces informations sont données avec leur accord. Leurs adresses sont indiquées dans les plans joints à l’article (documents PDF).

Pour enrichir l’expérience commune, chaque participant s’engage :
1- à se limiter à un projet le plus simple possible, concernant :
- une surface hors d’œuvre nette inférieure à 170m2 (permis de construire déposé par l’auto constructeur),
- un projet le plus économique possible
- refusant tout effet de mode, de représentation ou d’image sociale flatteuse.
2- à rechercher le maximum d’informations fiables sur le thème de ses expérimentations.
3- à intégrer autant que possible les solutions techniques suivantes :
- maisons solaires de planches de bois locaux, isolées de copeaux ou de paille,
- capteurs solaires verticaux auto construits,
- murs chauffants solaires en thermo circulation et appoint bois,
- rafraichissement naturel en été,
- gestion de la matière organique
- recyclage des eaux usées et récupération de l’eau de pluie.
4- à supporter éventuellement certains risques d’expérimentation pour contribuer à la recherche de nouvelles solutions.
5- à mettre gratuitement toute son expérience à la disposition de tous, dans l’esprit de l’économie de communion, à travers des documents sur notre blog internet.

Attention ! Tous ces documents sont en cours d’élaboration.

1- Mur Trombe

Façade Sud échelle 1/50 facade-sud-1-50-3-07-07.pdf

Plan niveau 1 plan-niveau1-1-50-3-07-07.pdf

Coupe Nord-Sud échelle 1/50 coupe1-sud-nord-1-50-6-07-07.pdf

Détails de toiture noue-details-vert-1-10-6-07-07.pdf

Détails châssis mur Trombe
detail-mur-trombe-horiz-1-15-3-07-07.pdf
Détails des caissons de clapets de ventilation haute et des montants de chassis
detail-caisson-clapets-horiz-1-10-6-07-07.pdf

1.1- Dimension des ouvertures de ventilation basses et hautes
Pour permettre une bonne circulation de l’air par la seule thermocirculation, la sections des ventilation doit être d’environ 3% de la surface du capteur.
Par exemple, pour un mur Trombe de 6 m², les ouvertures supérieures et inférieures doivent avoir une surface totale de 6 m² x 0.03 = 0.09m² = 1 800 cm², soit par exemple une largeur de 90 cm pour une hauteur de 10 cm.
On peut augmenter de 10% maximum la surface des ouvertures supérieures si on tient compte de la dilatation de l’air lorsqu’il circule entre le mur et le vitrage.

1.2- Epaisseur de la lame d’air
Pour limiter les déperditions par l’extérieur pendant les périodes où le capteur ne reçoit pas de soleil en hiver, l’épaisseur optimale de la lame d’air devrait être de 25mm. Toutefois, pour respecter la règle précédente pour la circulation de l’air, un capteur de 3m de haut nécessite une lame d’une épaisseur de 9cm.
Pour améliorer la résistance thermique de la lame d’air, il très est intéressant d’utiliser du “vitrage à faible émissivité” (possédant un film mince réfléchissant le rayonnement thermique vers l’intérieur).

1.3- Ordre des interventions
Quelques précautions sont à prendre dans l’ordre des interventions :
1. Mise en place de l’ossature en bois (châssis),
2. Pose des gaines de ventilation basse avec moustiquaires,
3. Intervention du maçon pour construire le mur,
4. Pose des gaines de ventilation haute, avec moustiquaire et clapets,
5. Intervention du peintre, afin d’assombrir la surface extérieure du mur,
6. Intervention du vitrier, avec pose des vitrages. Réalisation de l’étanchéité, à l’aide d’un joint en bande pré-formée semi-vulcanisées, pour supprimer tout échange entre l’air de l’extérieur et l’air de la lame d’air. Ce joint résout aussi les éventuels problème de poussières dans la lame d’air.

1.4- Surchauffe
Dès la conception, il est nécessaire de penser aux problèmes de surchauffe.
En été, le rayonnement solaire est plus incliné par rapport à la surface verticale du vitrage qu’en hiver. Mais il est tout de même important de pouvoir intégrer dans le projet architectural, des avancées à l’aide de balcons, d’auvent ou de pergolas, qui permettent l’ensoleillement direct en hiver et le limitent en été.

1.5- Isolation extérieure
Tableau de calcul des déperditions
calculs-thermiques-mur-trombe-exterieur-250607-1.pdf
En hiver il faut calculer si il est économiquement rentable de mettre un volet isolant extérieur pour les jours sans soleil et les nuits.
Pour la garrigue gardoise, en période hivernale (1er novembre – 30 avril) le temps moyen d’ensoleillement est de 5,5 heure par jour, soit seulement 23% du temps (descend à 17% en décembre).
Donc pendant 77% du temps restant, les déperditions par le mur Trombe sont très supérieures à un mur conventionnel car il n’est isolé que par la lame d’air extérieure. En plaçant un volet isolant devant le vitrage, ces déperditions sont divisées environ par 2 si le vitrage est double, et par trois si le vitrage est simple.
De plus un volet de couleur blanche permet d’éviter les surchauffes en été.
Ces volets sont très contraignants car chaque matin les occupants doivent les ouvrir et et les fermer chaque soir pendant toute la période de chauffage. Vous trouverez ci-dessous une proposition de mécanisme évitant toutes ces manœuvres.

1.6- Mécanisme de commande des clapets d’air hauts
mur-trombe-a-volet-verti-1-15.pdf
Le volet roulant est commandé en hiver par un interrupteur crépusculaire à seuil réglable. Il s’ouvre quand le niveau de lumière suffisant pour chauffer le mur est atteint. Dans le cas contraire il se ferme.

Détails des sorties d’air hautes
Lors de sa fermeture, quand le volet arrive près du point bas, un mécanisme à câble referme automatiquement les clapets d’air hauts du mur Trombe. Lors de sa remontée, un ressort ramène les clapets en position ouverte.
mur-trombe-details-clapet-haut-1-2-5-07-07a.pdf
Détail du mécanisme de commande des clapets hauts (position volet roulant et clapet fermé).
mur-trombe-mecanisme-clapet-verti-1-15-6-07-07.pdf

Le caisson amovible qui reçoit le mécanisme de clapet rotatif mesure 148mm de hauteur.
Les deux coffrages perdus qui les recevront dans la maçonnerie mesurent intérieurement 150mm de hauteur (tolérance 0/+2mm), 1380mm de largeur pour celui du séjour et 974mm pour celui de la chambre.
Ils ont une profondeur de165mm, mesurée entre la surface de l’enduit fini intérieur et le fond sur lequel viennent s’enfoncer les caissons amovibles.
Ils sont réalisés en bois de coffrage brut de 27mmm d’épaisseur.Afin de ne pas fléchir au moment du coulage du béton du linteau, ils reçoivent provisoirement une ou deux cloisons verticales intermédiaires
Avant de couler le béton, prévoir un fourreau en pvc diamètre 40mm pour assurer la jonction des axes des deux clapets de part et d’autre du mur de refend intérieur. L’axe de ce fourreau doit se trouver à 60mm du fond du coffrage, exactement à mi-hauteur.

Mécanisme de commande des clapets d’air hauts
Le mécanisme de commande des clapets comprend un levier horizontal de 136mm de long pivotant autour d’un axe de 10mm de diamètre. Ce levier reçoit un secteur de flasque de 120mm de diamètre muni d’une gorge sur lequel est fixé le câble de commande.
Quand le volet roulant s’abaisse, le levier descend en tournant autour de son axe. L’extrémité du leiver reçoit un galet qui roule sur les lames du volet roulant pendant qu’il s’abaisse. En pivotant, le levier entraine le secteur de flasque sur lequel le câble s’enroule. La traction du câble entraine la rotation du clapet.
Le montant du châssis à vitrage extérieur doit recevoir une entaille en partie haute pour recevoir le mécanisme, et un trou diamètre 10mm pour insérer l’axe. L’entaille fait 20mm de largeur et se trouve à 20mm du bord intérieur du montant.

Détail du coffre à volet roulant
La position du volet roulant au dessus de la maçonneire ne permet pas d’utiliser un coffre à volet standard. Comme les coffres précédents, il doit être intégré en coffrage perdu dans la maçonnerie. Il est fermé à l’avant sur l’extérieur par un panneau amovible fixé à l’aplomb des parements avant des montants du châssis à vitrage.
Ce coffre doit être soigneusement isolé à l’arrière et au dessus avec des panneaux rigides de liège ou de feutre de bois.

Détails des entrées d’air basses
En bas du mur trombe, à l’intérieur de la pièce, les ouvertures basses d’entrée d’air sont équipées d’une bande de filtre à hotte aspirante, pour retarder l’encrassement de l’intérieur de la vitre du mur Trombe, et faire office de moustiquaire.
mur-trombe-details-clapet-bas1-2.pdf

Panneaux d’ossature des murs
Détails de construction du panneau Sud du mur Est jl-panneau-mur-est-cote-sud1-20-13-7-07.pdf

Détails de construction du panneau Nord du mur Est  jl-panneau-mur-est-cote-nord-1-15-13-7-07.pdf

Détails de jonction des panneaux d’ossature des murs Est et Nord  jl-details-ossture-mur-est-et-nord-1-5-13-7-07.pdf

Prototype de la maison du professeur Félix TROMBE (1906-1986) à Odeillo (photo M.Gazeau, 1976)

Sites sur les murs Trombe :

• (fr) Murs capteurs et mur trombe sur le site de l’ADEME
• (fr) Schéma de principe du Mur Trombe
• (en) Dossier du laboratoire de recherche américain NREL sur le Mur Trombe
• Murs capteurs et mur trombe sur le site de Construire solaire
• Site suisse Sebasol

2- Maison de paille
Document en cours de réalisation

2.1- Comparaison d’un mur de paille enduit de mortier de paille de lavande, avec d’autres types de murs utilisé en construction à haute qualité environnementale :
calcul-thermique-differents-murs-250607.pdf

Il faut aussi tenir compte du fait que la forte épaisseur du mur engendre un surcoût en surface couverte et en fondation. Par exemple pour un maison de 8m x 8m de coté (64m2 brut) l’augmentation de surface est de 0.2m x8×4=6.4m2, soit 10% de surface brute, entre un mur de paille et un mur à ossature bois de 15cm.

Pour informations sur le mortier de chanvre (ou de paille de lavande) : site “chanvre-info”

Récapitulatif du matériel de plomberie pour toute l’installation de chauffage solaire
- construction des capteurs solaires,
- construction des murs chauffants
- circuit et accessoires de l’installation de chauffage
devis-plomberie-27-8-07.pdf

Plan de l’installation de chaufffage
1- plan du sous-sol chauffage-plan-sous-sol-1-50-28-8-07.pdf
2- plan du niveau2 chauffage-plan-niveau2-1-50-28-8-07.pdf
3- façade sud chauffage-facade-sud-1-50-28-8-07.pdf
4- coupe Est-Ouest chauffage-coupe-est-ouest-1-50-28-8-07.pdf
5- coupe Nord-Sud chauffage-coupe-nord-sud-1-50-28-8-07-2.pdf
6- détails caisson sous capteurs :
chauffage-facade-sud-caisson-bas-capteur-6-verti-1-2-28-8-07.pdf

Attention nouveau : capteur solaire à ossature verticale en 75mm de largeur sur ossature horizontale en 150mm de largeur
1- coupe sur le caisson bas jt-capteurs-75-150-caisson-bas-verti-1-2-20-9-07.pdf
2-coupe sur le coffre à volet jt-capteurs-75-150-details-coffre-volet-verti-1-2-20-9-07.pdf
3- coupe sur la traverse à vitrage intermédiaire jt-capteurs-75-150-traverse-intermediaire-verti-1-2-20-9-07.pdf
4- coupe sur la traverse haute (attention, cette traverse est inclinée de la pente du toit) jt-capteurs-75-150-details-haut-verti-1-2-20-9-07-a.pdf
5- coupe verticale sur l’ouvrant jt-capteur-coupe-ouvrant-verti-1-10-21-9-07.pdf

Récapitulatif des pièces d’ossature
Fiche de débit et bon de commande

Plancher béton-bois
Vidéo en cours de montage :
http://www.dailymotion.com/swf/4lYErgtzTbudxahFx

Plan des capteurs
Vue de face échelle 1/25 jt-capteurs-facade-sud-1-25-13-7-07.pdf

Détails en coupe verticale :
Coffre du volet roulant jt-capteurs-details-coffre-volet-verti-1-2-13-7-07.pdf
Caisson bas de passage de nourrisse jt-capteurs-details-caisson-bas-verti-1-2-13-7-07a.pdf

Coupe verticale :
capteurs-details-vert-sup1-1-2.pdf
capteurs-details-vert-inf2-1-2.pdf
capteurs-details-vert-inf1-1-2.pdf

Coupe horizontale
capteurs-details-horiz-1-2.pdf
capteurs-coupe-hor1-10.pdf

Vue de face
capteurs-facade1-25.pdf

Couverture en zinc d’un capteur posé contre un mur
couverture-zinc-capteur-verti-1-2.pdf

Lame d’air entre capteur et mur existant
Une lame d’air a une résistance thermique maximum pour une épaisseur de 20 à 25mm.
Au delà, les effets de convection de l’air vont contribuer à faire circuler des calories d’une face à l’autre de la lame d’air, et diminuer sa résistance thermique.

Cette résistance étant faible par rapport à la résistance du reste de l’isolation, ce n’est pas un problème.
Par contre, il faut veiller à ce que cet espace d’air soit bien isolé de l’extérieur, pour éviter des ponts thermiques qui court-circuiteraient l’isolation des capteurs. Il faut donc mettre de l’isolant sur toute la périphérie (latéralement) de ces espaces d’air ( laine de bois ou autre, épaisseur 80 – 100mm). L’air de la lame d’air doit être très faiblement ventilée par des orificesde diamètre 20mm, équipés de moustiquaire, en partie haute du capteur.
Enfin, il est possible d’améliorer la résistance thermique d’une lame d’air en modifiant le pouvoir absorbant (ou réfléchissant) de l’une ou des deux faces. Si les deux faces sont très réfléchissantes, la résistance thermique de la lame d’air est multipliée par trois.

Résistances thermiques des lames d’air
resistances-thermiques-lame-dair.pdf

Photos

Plans de l’existant
1- plan plan3-niveau-existant-1-1-50-25-8-07.pdf
2- façade Sud plan3-facade-sud-existant-1-50-25-8-07.pdf
3- façade Est plan3-facade-est-existant-1-75-25-8-07.pdf
4- façade Ouest plan3-facade-ouest-existant-1-75-25-8-07.pdf

Projet de réhaussement de la maison
1- plan niveau 1 plan3-niveau1-projet-1-50-29-8-07.pdf
2-plan niveau 2 plan3-niveau2-mur-chauffant-projet-1-50-29-8-07.pdf
3- façade Sud plan3-facade-sud-projet1-50-29-8-07.pdf
4- façade Est plan3-facade-est-projet-1-75-25-8-07.pdf
5- coupe Est-Ouest plan3-coupe-est-ouest-projet-1-50-29-8-07-2.pdf
6- façade Ouest plan3-facade-ouest-projet1-75-29-8-07.pdf

Projet de réhausement en ossature de planches

Plans
plan-niveau2-1-50.pdf

plan-niveau3-rehaussemnent1-1-50.pdf

plan-niveau3-rehaussemnent2-1-50.pdf

plan-niveau3-rehaussemnent3-1-50.pdf

plan-niveau3-rehaussemnent4-1-50.pdf

Coupes
coupe-sud-nord-1-50.pdf

Façades

Plan de l’aménagement du hangar en ossature de rondin

plan1-hangar-1-50-28-9-07.pdf

coupe-nord-sud-1-50-28-9-07.pdf

Etude de l’ossature en baliveaux de châtaignier et chevrons de bambou

Maison à ossature bois
Cette maison a été construite à deux exemplaires entre avril et septembre 2007 dans la région d’Avignon, par des auto constructeurs réunis en SCI.
Après la construction de la maison des auteurs, ce sont les deux premières maisons utilisant le mur Monville. Toutefois, l’utilisation de capteurs solaires du commerce ne permettant pas la thermo-circulation de l’eau entre les capteurs et les murs chauffants, il a été nécessaire d’installer une pompe.

Bénigne et Hélène ont assuré un travail de maîtrise d’oeuvre rapprochée pour les deux constructions :
- suivi quasi quotidien, voire formation, des artisans, entreprises et du personnel intérimaire pour qu’ils respectent tous les principes et techniques écologiques que nous souhaitions,
- choix et achats des matériaux,
- travaux de finitions
Ce travail a représenté un temps plein sur sept mois pour les deux maisons.
concernant les légendes photos :

Toute la maison est isolée en ouate, elle est posée selon trois techniques : projeté humide au mur (20 cm), épandue à l’air libre dans le solivage plancher (20cm), insufflée sous pression dans les caissons sous toiture (28cm) ;

Attention ! Bénigne anime une visite technique de la maison, sur rendez-vous, faire la demande par courriel : benigne.joliet@wanadoo.fr ou à défaut par tél : 04 90 48 10 61

Plan de la maison bj-plan-1-50-11-10-07.pdf

La maison n’a qu’une seule panne, la faitière (qui est en plein bois) ; les chevrons sont porteurs sur 5,5m, de la faîtière jusque sur les panneaux-ossature.

Article de presse
“Une journée porte ouverte a eu lieu le 28 septembre. Nous avons eu 80 visiteurs et les honneurs de la presse. Ce fût une belle journée, on voit que la prise de conscience écologique progresse… Même le sénateur maire est venu et il nous a annoncé que la nouvelle crèche de Sorgues serait construite ainsi ! “

Un montage diapo est disponible sur “Google Document”