Maison Air et Lumière – Habiter la Maison de Demain by VELUX

La Maison Air et Lumière correspond à une nouvelle génération de maison neutre en émissions de COdont la particularité est d’allier qualité de vie et efficacité énergétique grâce à une isolation très performante et une exploitation judicieuse de la toiture en pente.

L’accent mis sur l’éclairage naturel et l’optimisation de la ventilation, crée un environnement intérieur bénéfique pour la santé. En été, le confort est assuré par la gestion automatisée des ouvertures et des protections solaires pour anticiper au mieux les changements de températures.

Le concept architectural, construit autour de différentes pentes de toit, permet une exploitation maximale des ressources renouvelables (énergie solaire et lumière naturelle) pour obtenir un bilan énergétique positif.

Cette maison s’inscrit dans le projet européen VELUX Model Home 2020, illustrant en France la vision de l’habitat durable du groupe VELUX.

LA MAISON AIR ET LUMIERE – VELUX Model Home 2020

LOCALISATION

La Maison Air et Lumière est construite à Verrières-le-Buisson (Essonne), en grande banlieue parisienne sud. Plusieurs raisons ont présidé à cette implantation :

  • Proximité avec le siège social de l’entreprise,
  • Choix d’une commune attractive et bien desservie par les transports en commun,
  • Choix d’un quartier à haute qualité environnementale proche des commodités, des commerces, des écoles…
  • Choix d’une parcelle d’une superficie située entre 450 et 700 m2 pour accueillir la maison et son jardin et permettant une vue dégagée sur le maximum de façades de la maison.

ORGANISATION DU TERRAIN

La parcelle encaisse un dénivelé régulier de 3,50m selon une orientation nord-sud. L’architecte a pris le parti de suivre la pente naturelle du terrain, un dispositif qui offre un éclairage naturel optimisé tout au long de la journée et des points de vue dégagés pour les pièces à vivre situées au sud. Cela permet également de minimiser les travaux de terrassement et de réduire au maximum les évacuations de terre, afin de réduire les nuisances du chantier et des coûts d’enlèvement.

La déclivité naturelle du terrain est utilisée pour créer, dans la maison, un niveau intermédiaire entre le rez-de-jardin et l’étage.

STRUCTURE CHOISIE

La Maison Air et Lumière est basée sur un mode constructif simple en ossature bois.La société VELUX France a opté pour une construction en filière sèche, permettant de gagner en rapidité de mise en œuvre et en légèreté. La structure en ossature bois permet également une grande évolutivité, puisqu’il est possible de rajouter facilement des modules. De plus, le choix du bois est en accord avec l’objectif majeur de maison à haute qualité environnementale. Matériau pérenne, recyclable et renouvelable, le bois capte et stocke le dioxyde de carbone. Le bardage bois de la construction est extrait d’une essence locale, dans le but de minimiser l’impact de l’énergie grise durant le transport des matériaux, en phase chantier.Enfin, le zinc apporte une touche esthétique contemporaine à la maison et retombe en couverture sur la façade sud.

Maison Air et Lumière

VOLUMETRIE

La maison est constituée de 3 modules architecturaux de largeurs sensiblement équivalentes (3,50 m), avec variation des pentes de toit et des espaces intérieurs:
  • Le premier module (le plus à l’est) est un comble traditionnel prolongé par un carport. La pente de toit nord est à 25°, celle du sud à 45°. Il accueillera une salle de bains, des toilettes et une chambre au rez-de-chaussée, ainsi qu’une salle de bains, un placard et une chambre à l’étage ;
  • Le module central comprendra le hall d’entrée en double hauteur et avec un escalier, ainsi qu’une mezzanine transformable en bureau ou en chambre. Egalement en bas, une salle à manger ouverte sur le salon. Les pans de toiture offrent une double exposition au sud, optimisant le rendement des capteurs solaires thermiques (9 m2) et photovoltaïques (30 m2).
  • Le troisième et dernier module, situé plein ouest, reproduit une pente de toit inférieure à 30°, typique des maisons au sud de la Loire. Le rez-de-chaussée comprendra la cuisine, le cellier, le séjour en double hauteur. Une chambre est prévue à l’étage.

COÛT DU PROJET

Le coût de la maison est estimé à moins de 2000 € HT/m2, en cohérence avec les prix standards du marché pour une maison basse consommation d’énergie.
Cette maison pourra être déclinée en différentes versions économiques.

CERTIFICATION

Les démarches de certification engagées pour le projet sont les suivantes :

  • Label BBC-Effinergie,
  • Démarche Haute Qualité Environnementale (HQE®).
Ces deux démarches sont attestées par l’organisme certificateur CEQUAMI.

EQUIPE DU PROJET

Maîtrise d’œuvre : Architectes : Nomade Architectes / Bureau d’études thermiques : Cardonnel Ingénierie / Bureau d’études structure : E.T.H.A.

Partenaires du GroupeVKR : Sonnenkraft, WindowMaster
Partenaires industriels : Saint-Gobain à travers ses marques Placo, Isover, Saint-Gobain Solar et Saint-Gobain Glass Solutions / Aldes / Umicore (VMZINC)

LE TOIT ACTEUR MAJEUR DE LA PERFORMANCE ENERGETIQUE ET DU CONFORT DE VIE

De l’extérieur, la maison Air et Lumière se veut résolument contemporaine avec une ossature bois soulignée par la présence de ce même matériau sur l’une de ses façades et l’omniprésence du zinc (couverture et bardage de façade réalisés par la société VMZinc), liant sans cassure la façade et la couverture.

Maison Air et Lumière

Source d’esthétisme architectural, le toit de cette maison permet de satisfaire deux fonctions essentielles au confort de vie :

  • Faire entrer un maximum de lumière zénithale dans la maison tout en maîtrisant les apports solaires par des choix appropriés de vitrage et de protection solaire.
  • Contribuer, en été, à optimiser la ventilation naturelle et le rafraîchissement nocturne.

Le Facteur Lumière de Jour moyen dans les pièces est supérieur ou égal à 5 % et le ratio baies vitrées/SHAB est égal à 33 % soit le double du minimum demandé dans la RT 2012.

Maison Air et Lumière

De l’intérieur, les 135 m² de surface habitable se caractérisent par ses volumes variés, résultant de la présence d’une mezzanine et d’un demi-niveau, et de la combinaison de fenêtres de toit de différentes tailles associées à de grandes baies vitrées verticales. Des stores extérieurs motorisés (société SOMFY) ont été installés.

Maison Air et Lumière

UN SYSTEME NOVATEUR DE VENTILATION AU SERVICE DU CONFORT D’ETE ET DE LA QUALITE DE L’AIR

Il est le résultat de la volonté de la maîtrise d’ouvrage d’exploiter au maximum la ventilation naturelle et de répondre à un enjeu sanitaire majeur : la qualité de l’air dans les bâtiments.
Le travail de recherche a donné naissance à un système hybride novateur mis au point par les sociétés AldesVELUX et WindowMaster associant les avantages de la ventilation mécanique double flux et ceux de la ventilation naturelle par ouverture automatisée des fenêtres.

En hiver, la ventilation double flux est activée, avec récupération de chaleur de l’air extrait pour préchauffer l’air neuf entrant, limitant ainsi les consommations de chauffage. En été, la ventilation naturelle prend le relais. La ventilation double flux fonctionne alors comme une ventilation simple flux pour assurer le débit permanent réglementaire et extraire l’air vicié dans les pièces humides.Chaque pièce est gérée de façon indépendante par le système de pilotage NV ComfortTM développé par WindowMaster qui commande l’ouverture des fenêtres en fonction des données de température intérieure et extérieure, vitesse du vent, taux d’hygrométrie et taux de CO2 à l’intérieur de l’habitat. En parallèle, des capteurs de température intérieure, extérieure et de radiation solaire assurent un pilotage automatique des protections solaires verticales et permettent d’anticiper les variations climatiques. Ce système intelligent travaille seul en l’absence des habitants qui, une fois à la maison peuvent à tout moment reprendre la main.

Maison Air et Lumière

Pour parfaire le confort d’été, l’inertie du bâtiment est renforcée au niveau structurel : dalle béton et plancher intermédiaire collaborant, murs intérieurs en double peau,  auvent protégeant la façade sud des rayons du soleil. En mi-saison, les deux modes de ventilation seront combinés pour optimiser le confort des occupants.

LIMITATION DES DEPERDITIONS THERMIQUES POUR REDUIRE LES CONSOMMATIONS EN HIVER 

La maison Air et Lumière avec son enveloppe à ossature bois associée à des systèmes d’isolation (ISOVER) et d’étanchéité à l’air performants affichent un bilan énergétique allant bien au-delà des exigences réglementaires fixées à l’horizon 2020. Celui-ci a été obtenu grâce à :

  • un Up = 0,12 W/(m²/K)  pour les murs ;
  • un Up = 0,10 W/(m²/K) pour la toiture ;
  • un Up = 0,13W/(m²/K) pour les planchers.

L’isolation thermique des planchers est assurée par la mise en œuvre de système à base de polystyrène expansé (PSE) de chez Placo.

Maison Air et Lumière

Les fenêtres M3D Alu de Millet, toutes en double vitrage CLIMAPLUS ONE de Saint-Gobain Glassolutions (Ug égal à 1,0 W/m².K), permettent d’assurer une valeur moyenne Uw de 1.4 W/m².K. Les fenêtres de toit sont équipées d’un double vitrage à contrôle solaire (Sw =0,25) afin de limiter les apports de chaleur en été et en intersaison. Elles affichent des performances de premier plan avec un facteur solaire égal à 49 % et un niveau de transmission lumineuse supérieur à 70 %.

SYSTEME DE PRODUCTION D’ENERGIE POUR UN BILAN ENERGETIQUE EXCEDENTAIRE ET UNE NEUTRALITE EN CO2

Au cœur du dispositif énergétique, le toit dont les inclinaisons (45 ° pour les capteurs solaires et de 25° pour les tuiles photovoltaïques) ont été dictées pour optimiser le rendement des systèmes de production à base d’énergie solaire. Les 6 capteurs solaires thermiques VELUX (surface de captage de 8,4 m²) permettent d’assurer jusqu’à 73 % de la production d’eau chaude sanitaire et du chauffage (plancher chauffant basse température). La solution Solar Compleet de Sonnenkraft permet avec un seul système de régulation et un seul tableau de commande à la PAC de privilégier l’énergie solaire pour produire toute l’eau chaude sanitaire et tout le chauffage nécessaire, même en période de faible ensoleillement.

De son côté, les 35 m² de tuiles photovoltaïques Sunlap de Saint-Gobain Solar produiront plus de 4600 kWh par an, ce qui permet à la maison d’être un bâtiment à énergie positive avec une contribution neutre en émissions de CO2.

Bilan énergétique Maison Air et Lumière

Consommations énergétiques
Electroménager 25,8 kWhep/m2.an
Chauffage 14,2 kWhep/m2.an
Auxiliaires 11,4 kWhep/m2.an
Eau Chaude Sanitaire 10,2 kWhep/m2.an
Eclairage 5.3 kWhep/m2.an
Production d’énergie 71,5 kWhep/m2.an
Excédent d’énergie 2,3 kWhep/m2.an

UN PROJET DE RECHERCHE BASE SUR UNE DOUBLE EXPERIMENTATION

Avec la prise de possession de cette maison début septembre par la famille Pastour (un couple avec deux enfants âgés de 3 et 7 ans) sélectionnée par un jury, la deuxième phase du programme Model Home 2012 va démarrer. Très attendue, elle revêtira deux aspects.

UN ASPECT SCIENTIFIQUE

Il consistera à partir de l’analyse des écarts par rapport aux prévisions en termes de performance énergétique et de confort intérieur de mesurer la pertinence des choix de composants et de systèmes mis en œuvre. Le système de monitoring mis en place va permettre de suivre et de mesurer :

  • La consommation et la production d’énergie,
  • L’évaluation du système de domotique gérant la régulation du chauffage, la ventilation, l’ouverture/fermeture automatisée des protections solaires extérieures,
  • L’évaluation du confort : température intérieure de chaque pièce, éclairement naturel, taux de CO2, hygrométrie…

Parallèlement  le centre de recherche commun entre Armines et l’Ecole Supérieure des Mines de Paris procédera, grâce la mise en place d’une instrumentalisation spécifique, à une étude visant à caractériser l’efficacité du tirage thermique naturel vis-à-vis du confort d’été.

UN ASPECT SOCIOLOGIQUE

L’expérimentation sociologique (confiée à Monique Eleb, directrice du Laboratoire ACS et professeur à l’Ecole Nationale Supérieure d’Architecture Paris-Malaquais) permettra d’obtenir un retour concret du ressenti de la famille quant au confort de vie dans la maison et son influence sur son mode de vie.

UNE EXPERIENCE INEDITE

Pendant un an, la famille Pastour va livrer son ressenti afin de confronter la réalité de la vie quotidienne aux objectifs de performance énergétique et de confort de vie définie lors de la construction de la Maison Air & Lumière.

Découvrez comment ils « vivent » cette expérience inédite au jour le jour.

En savoir plus : Maison Air et Lumière – VELUX Model Home 2020

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