Coefficient Bbio

Le Bbio est un indice de la bonne conception bioclimatique du bâtiment. Il prend en compte les besoins de chauffage, de refroidissement et d’éclairage, mais est totalement indépendant de la solution de chauffage ou de refroidissement retenue.

Les moyens et solutions pour remplir la condition Bbio <= Bbiomax ne sont pas écrits noir sur blanc, il n’y a pas de garde-fous à respecter (comme précédemment pour la RT 2005). Seul le résultat compte et un poste plus faible pourra être composé par un poste plus fort.

1. Les facteurs essentiels au Bbio

Trois propriétés du bâtiment impactent directement le Bbio :

  • L’isolation du bâtiment en elle-même. La conductivité thermique de toutes les parois déperditives (plancher bas, murs donnant sur l’extérieur ou des locaux non chauffés, plancher haut, baies et portes) ainsi que la valeur des ponts thermiques linéiques sont prises en compte.
  • La perméabilité à l’air du bâtiment via le système de ventilation installé (imposé pour assurer le débit d’hygiène) et également par les fuites d’air mesurées par un test d’infiltrométrie (selon la RT 2012, le débit de fuite sous 4 Pa noté Q4Pa surf doit être inférieur à 0.6 m3/h.m² de surfaces déperditives hors plancher).
  • Les apports solaires qui permettent de capter l’énergie du soleil par les baies exposées principalement au Sud et l’éclairement naturel.

différents-besoins-énergétiques

Le besoin de chauffage d’un bâtiment est égal à la somme des déperditions conductrices et des déperditions par renouvellement d’air (aérauliques), auxquelles on retranche les apports internes (occupants, électroménager, …) et les apports solaires. Ci-après un schéma représentant les besoins en chauffage :

besoins-de-chauffage-d-un-logement-individuel

Lors de la structuration du bâtiment, les éléments suivants sont importants dans le calcul du Bbio :

  • Orientation du bâtiment sur la parcelle, impact des masques proches et lointains
  • Conception et localisation des parois (en contact avec le sol, l’extérieur, un local non chauffé, …)
  • Parois opaques : caractéristiques de résistance thermique, localisation (intérieur, extérieur, répartie), inertie
  • Parois vitrées: orientation, résistance thermique, protection solaire
  • Ponts thermiques linéiques
  • Perméabilité à l’air
  • La définition des locaux et leur usage (chaque type de local étant défini par des besoins de chauffage, de refroidissement et d’éclairage différents).

Ci-dessous un exemple de l’impact des apports solaires et lumineux sur le calcul du Bbio. On constate clairement qu’ils sont primordiaux pour limiter les besoins en chauffage. Leur impact sur le poste éclairage est plus limité.

impact-des-apports-solaires-et-lumineux

2. Préconisations pour concevoir un bâtiment avec un bon Bbio

Ci-après des préconisations dans le but de concevoir des bâtiments avec un coefficient Bbio le plus bas possible :

  • Mettre en place des parois opaques déperditives avec la résistance thermique la plus élevée possible. Le principal poste à ne pas négliger est le plancher haut (combles perdus, rampants, toiture terrasse) par lequel les déperditions de chaleur sont les plus grandes (sans isolation).
  • Privilégier des matériaux constituants les murs déperditifs à isolation répartie (brique Monomur, béton cellulaire, …). Les valeurs des ponts thermiques linéiques (murs / plancher bas, murs / plancher intermédiaire, murs extérieurs / murs de refends) seront plus faibles et éviteront la mise en place de rupteur de ponts thermiques délicats dans leur mise en œuvre.

isolation-des-matériaux-de-construction

  • Privilégier les matériaux à isolation répartie ou de l’isolation par l’extérieur (ITE) pour augmenter l’inertie thermique du logement.
  • Orienter les pièces de vie du bâtiment (salon, séjour, cuisine) au Sud et privilégier de grandes ouvertures sur les orientations Sud-Est, Sud et Sud-Ouest. Les baies vitrées doivent capter les apports solaires mais elles doivent également être dotées d’une faible conductivité thermique Uw pour limiter les besoins en chauffage l’hiver. Ce tableau compare le bilan annuel en KWh (apports solaires – déperditions thermiques) d’un m² de vitrage en fonction de son orientation et de sa composition :

isolation-et-vitrage

  • Attention à ne pas négliger les protections solaires pour le confort thermique en été. La mise en place de volets ou de store est recommandée. Des masques solaires lointains tels que des arbres à feuilles caduques ou des masques solaires proches (casquettes, avancées de toit, …) sont très utiles au Sud pendant la saison estivale.
  • Placer des pièces non chauffées ou peu chauffées (buanderie, cellier, garage, …) en « zones tampons » au Nord pour diminuer les déperditions. Ces pièces n’ont en outre pas besoin de beaucoup de surfaces vitrées (le tableau repris ci-dessus montre que des fenêtres placées au Nord sont toujours déperditives au global, quelque soit leur composition).
  • Concevoir une maison avec la plus faible perméabilité à l’air possible. Plus les débits d’air « parasites » seront limités, meilleur sera le fonctionnement de la ventilation mécanique contrôlée et également plus faibles seront les besoins pour réchauffer l’air provenant de l’extérieur. Ci-dessous un graphique montrant l’impact de la perméabilité à l’air (n50) sur les besoins en chauffage en KWh/(m².an) :

infiltrations-et-besoins-de-chauffage

Déperditions par renouvellement d’air :

DR=Qra*0.34*(Tint-Text)

Où Qra est le débit total de renouvellement d’air en m3/h (somme du débit d’hygiène de renouvellement d’air assuré par la VMC et du débit de fuite non contrôlé mesuré par le test d’infiltrométrie à l’air)

  • 34 est la chaleur volumique de l’air en Wh/m3.K
  • Tint est la température de consigne
  • Text est la température extérieure

3. Conclusions – l’apport du Bbio dans la RT2012

L’incorporation du Bbio (le coefficient de besoin bioclimatique conventionnel en énergie d’un bâtiment pour le chauffage, le refroidissement et l’éclairage artificiel) dans la RT2012 est tout simplement l’arrivée de l’apport architectural et la prise en compte bien en amont de la conception de l’habitat. Il vient compléter le facteur Ubat de la RT2005 et RT-existant par l’ajout des notions d’orientation du bâtiment et d’apports solaires via les baies vitrées et tient compte des déperditions par renouvellement d’air.

L’introduction du Bbio marque un tournant majeur depuis la mise en place des premières réglementations thermiques. Un logement devra désormais être conçu en fonction du terrain sur lequel il doit s’implanter, en tenant compte des masques et de l’orientation par rapport au soleil. C’est la fin de la construction uniforme dictée la réduction des coûts et du « chemin de grue ».

Le Bbio est un indicateur qui rend compte de la qualité de la conception imposant son optimisation, indépendamment des systèmes énergétiques mis en œuvre. Ceci vise à améliorer autant que faire se peut le bâtiment en lui-même, avant même d’envisager la solution de chauffage à installer. C’est donc une étape vers la prochaine réglementation thermique où les bâtiments se devront d’être auto-suffisants en énergie.

Toutefois, le Bbio est un bon indicateur de l’énergie d’usage d’un logement mais ne tient pas compte de l’énergie grise induite par la construction, la vie et la déconstruction future du bâtiment.  Une maison isolée avec du polyuréthane peut obtenir un Bbio égal ou meilleur qu’une maison à ossature bois en paille. Pourtant, la construction de la première a un impact environnemental sans commune mesure avec la seconde. Une amélioration a été introduite avec la RE2020. Désormais, l’empreinte écologique (gaz à effet de serre et énergie grise)  du projet est prise en compte via la réalisation obligatoire de l’Analyse de cycle de vie.