Pour répondre aux 3 critères d’un bâtiment passif, la conception de ce dernier repose sur 6 grands principes :

1. Isolation thermique renforcée
2. Suppression des ponts thermiques (PT)
3. Excellente étanchéité à l’air
4. Ventilation double flux (avec récupération de chaleur)
5. Apports passifs et optimaux des énergies bioclimatiques
6. Besoins énergétiques adaptés

1. Isolation thermique

Elle doit être hautement performante et appliquée sur toute l’enveloppe extérieure du bâtiment, sans interruption ni brèche afin de limiter les ponts thermiques. La construction doit être assez compacte afin de limiter sa surface extérieure. Toutes les parties opaques du bâtiment sont à isoler de façon optimale. Les caractéristiques des fenêtres sont aussi très importantes; le triple vitrage est privilégié et son installation dans le bâti doit être fait soigneusement (afin d’éviter les pertes de chaleur entre le bâti et la fenêtre).

2.  Suppression des ponts thermiques

Un pont thermique est une zone ponctuelle ou linéaire qui, dans l’enveloppe d’un bâtiment, présente une variation de résistance thermique , autrement dit, il s’agit de zones de fortes déperditions thermiques.      

Il s’agit d’un point de la construction où la barrière isolante est rompue soit parce qu’il y a changement de la géométrie de l’enveloppe, soit parce qu’il y a changement de matériaux et/ou de résistance thermique (ex. : pourtours des menuiseries, les seuils, jonction entre  mur intérieur/ mur extérieur, jonction entre dalle de sol/mur extérieur, les balcons et linteaux, etc.,…)

Dans la maison passive, il s’agit de réduire ces zones de manière drastique. En effet, au niveau d’isolation nécessitée par le concept de maison passive, les éventuels ponts thermiques prennent une part excessive dans les déperditions de chaleur.

3.  Excellente étanchéité à l’air  

Une excellente herméticité de l’enveloppe du bâtiment est une condition vitale pour une maison passive. En effet, sans une parfaite étanchéité, ni l’isolation, ni la ventilation ne peuvent être réellement efficaces.

Les fuites peuvent se situer aux endroits les plus divers. Sont principalement visés : tous les raccords avec les parois, le toit et les planchers, mais aussi les passages des tuyaux d’égout, d’eau chaude, de ventilation et des câbles électriques, ainsi que les ouvertures vers l’extérieur (portes, fenêtres, évacuation de l’air vicié… ). En pratique, une bonne étanchéité n’est possible qu’au prix d’une mise en œuvre extrêmement rigoureuse (travail soigné de l’entrepreneur). Ceci est conditionné par une planification rigoureuse des détails d’étanchéité (prévus  et calculés par l’architecte).

La mesure de l’étanchéité à l’air est faite en fin de chantier sous
forme d’un test de pressurisation du bâtiment (test “Blowerdoor”). Il consiste à placer un ventilateur réglable de façon hermétique dans une ouverture du bâtiment et ensuite à créer une différence de pression entre l’intérieur du bâtiment et l’extérieur, toutes les portes et fenêtres étant fermées. Ce qui permet de mesurer les fuites d’air du bâtiment.

4. Ventilation double flux (avec récupération de chaleur)   

Il pourrait paraître contradictoire d’isoler parfaitement la maison pour ensuite l’aérer “artificiellement”. Il n’en est rien. L’isolation thermique et la ventilation sont deux choses bien distinctes et ont des fonctions différentes. Il est vrai cependant qu’une bonne isolation ne peut être mise en œuvre qu’avec un bon système de ventilation car l’isolation d’un bâtiment, quand elle est bien faite, le rend toujours plus étanche à l’air. Or, si l’air vicié n’est pas évacué et remplacé par de l’air frais, des problèmes d’humidité, de condensation et de moisissures se poseront immanquablement. Cependant, ceux-ci ne seront pas dus à une isolation excessive, mais bien à un défaut de ventilation.

Le système de ventilation double flux  généralement installé dans les maisons passives présente plusieurs avantages :

• air de bonne qualité  (renouvelé et distribué en permanence dans toute la maison)
• température identique dans toutes les pièces de la maison
• récupération de la chaleur à haut rendement grâce à  un échangeur de chaleur entre l’air vicié extrait dans les locaux humides et l’air entrant (dispositif appelé “échangeur à plaques” ou “échangeur à contre-courant”). Dans le cas d’une maison passive, ce système sert aussi à distribuer l’appoint de chaleur nécessaire pour atteindre une température intérieure agréable sans devoir en augmenter le débit.

5.  Apports passifs et optimaux des énergies bioclimatiques  

Pour valoriser le potentiel énergétique fourni par le soleil en hiver, il est nécessaire de capter sa chaleur, la stocker et la restituer. L’énergie solaire est captée par les parties vitrées de la maison. Ces vitrages isolants sont dimensionnés selon l’orientation du bâtiment : 40 à 60 % de surface vitrée sur la façade sud, 10 à 15 % au nord, et moins de 20 % sur les façades est et ouest. L’énergie solaire, qui pénètre via les fenêtres, est stockée à l’intérieur par des matériaux à forte inertie (béton, maçonnerie, pierre,..). La chaleur accumulée dans le bâtiment doit être restituée dans la pièce par convection et rayonnement, avec un étalement dans le temps (=déphasage). Cela permet de décaler le pic de température intérieure plus tard dans journée, quand la température extérieure sera plus basse.

A contrario, afin d’éviter l’inconfort occasionné par les surchauffes en été, l’ensoleillement direct des façades est à maîtriser grâce à des protections solaires (auvent, pare-soleil, persienne, …). Une fois encore, une bonne inertie permet de stocker la chaleur reçue en journée pour la restituer pendant la nuit, lorsque la température extérieure s’est refroidie. Mais en été, au lieu de conserver cette chaleur accumulée à l’intérieur de la maison, la ventilation permettra de la dissiper vers l’extérieur. Ainsi, le bâtiment se refroidit la nuit, il se “décharge”, pour être prêt à se “recharger” la journée suivante.

6. Besoins énergétiques adaptés

Les besoins en énergie d’une maison passive sont très faibles en raison de son efficacité énergétique. Les systèmes traditionnels de chauffage, largement surdimensionnés, ne conviennent donc pas. On se tournera donc vers les alternatives suivantes : pompe à chaleur, panneaux solaires thermiques, poêle à pellets, ventilation double flux avec récupération de chaleur, …

D’autre part, comme le besoin de chaleur pour le chauffage est très réduit dans une maison passive, le besoin de chaleur pour l’eau chaude sanitaire (ECS) prend proportionnellement plus d’importance. Il faut donc lui consacrer une attention particulière, d’autant plus que, contrairement au chauffage, on a besoin d’eau chaude toute l’année (légèrement moins l’été).
Dans une maison traditionnelle, on profite du chauffage pour produire l’ECS ; dans une maison passive, c’est l’inverse. Les pertes thermiques étant assez importantes au niveau de la distribution d’eau chaude dans
la maison, il convient de prévoir au mieux le système pour éviter les longueurs de tuyaux favorisant les pertes. Un principe intéressant consiste à placer les tuyaux de telle sorte que les pertes servent de gains internes pour le chauffage.