Les matériaux naturels face aux défis de la rénovation

1. Les matériaux naturels face
aux défis de la rénovation
Sustainable Building Design Lab, ArGEnCo,
Applied Sciences, University of Liège, Belgium
shady.attia@ulg.ac.be
Shady Attia
1

2. Statut de Rénovation en Wallonie
2

3. Introduction
Energy efficiency
- Since 1980ies addressed in the
Belgian building sector (Moniteur
Belge, 1983)
- Target today, all new buildings in
Belgium must perform in
compliance with the Belgian
definition of Passive House (Attia &
Mlecnik, 2012b).
Building Energy Efficiency since 1980ies addressed in the Belgian building sector (Moniteur Belge, 1983)
Energy Crisis 1973 in
Belgium
3

4. Introduction
Summary of
Belgian
Building
Energy
Regulations
EPB
D
PHP
Metri
c kWh/m2
Attia & Mlecnik, 2012, Brussels. 4

5. Introduction
Nearly Zero
Energy
Buildings in
Brussels
EPB
D
PHP
Metri
c kWh/m2
Le Soir, Marie-Eve Rebts, 2 mars 2016, Les normes énergétiques transforment la construction
http://www.lesoir.be/1138841/article/economie/immo/2016-03-02/normes-energetiques-transforment-construction
5

6. 4.900.000 Building6

7. 70% Residential7

8. 40% Built before 19458

9. 350-400 kWh/m29

10. Renovation Rate 0,1%10

11. 2050: ¾ Buildings are existing11

12. Building stock in Liège
Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh, Attia et al., 2013)
2400
3600
9800
12050
12850
10600
5000
1650
1100
0
-500
-2000
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
<1863
1863-1879
1880-1899
1900-1919
1920-1944
1945-1964
1965-1984
1985-2000
2001-2014
2015-2025
2026-2040
20% 22%
18 %Ca. 17%
Ca. 6 %
4 %
86% built before 1965
12

13. Liège Building Stock
A: Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh et al., 2013).
Inventarisation of residential housing types in Liège
Potential retrofit extensions D. Potential of renovation of residential buildings in 9 of Liege’s’
neighborhoods (Attia, 2015) (INS, 2015a) 13

14. Liège Building Stock
Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh et al., 2013).
Potential retrofit extensions D. Potential of renovation of residential buildings in 9 of Liege’s’
neighborhoods (Attia, 2015) (INS, 2015a)
C.
14

15. Isolation
15

16. Un isolant pour quoi faire ?
Maintenir au fil des saisons une
température intérieure agréable,
aussi stable que possible, en été comme
en hiver.
Du confort 365 jours par an
50° latitude Nord
Isolation ?
16

17. Isolation Seulement ?
Pour savoir de quoi on parle : les grandeurs physiques.
Le choix de l’isolant : sur base de données techniques objectivables.
17

18. Isolation Seulement ?
Au-delà des valeurs scientifiques :
La conductivité thermique indique la propension d’un matériau homogène
à se laisser parcourir par un flux énergétique.
18

19. Isolation ‘Claim Effect’
19

20. Isolation ‘Claim Effect’
20
λ

21. Isolation Seulement ?
Isolation et étanchéité à l’air vont de pair.
CE QU’ILS FONT :
L’isolant
 limite les déperditions (d’intrusion) d’énergie par conduction.
L’étanchéité à l’air
 limite les déperditions d’énergie par convection.
 permet à l’isolant d’être efficace.
 garantit la durabilité de l’isolant dans le temps.
 augmente le confort thermique.
CE QU’ILS NE FONT PAS :
 gérer les flux d’air
 garantir la durabilité de l’isolant dans le temps.
 augmenter le confort thermique.
21

22. Isolation Seulement ?
Ni l’isolant, ni l’étanchéité à l’air ne servent à la
gestion de l’humidité
Ventilation
Isolation et étanchéité à l’air sont indissociables
« Complexe isolation & étanchéité à láir »
22

23. Isolation Seulement ?
Une maison mal isolée, mal éclairée, mal chauffée et mal équipée
aura été payée 2 fois au bout de 50 ans... à cause de l’énergie gaspillée !
Le chauffage de la maison représente en moyenne 55% de votre facture
énergétique.
Le secteur résidentiel représente près de 30-40% de la consommation
énergétique liégeoise.
Source :
23

24. Isolation Seulement ?
Ordre de grandeur :
Une maison liégeoise
de 1950
10 renouvellements d’air par heure
5000 m³/h
dont 30% en moyenne par la toiture
24

25. Isolation Seulement ?
25
Pour 5000 m³ d’air sortant : 15
litres d’eau condensée chaque
heure.
(Par mouvements convectifs)
21°C
HR
50%
4°C
Condensation de 3g H2O
Par m³ d’air sortant

26. d’air chaud sortant a 20°C et d’air frais rentrant a -10°C
toutes les heures
24 € tous les jours
Isolation Seulement ?
26

27. Isolation Seulement ?
27

28. Isolation Seulement ?
La valeur Lambda (λ) n’est pas le seul paramètre à prendre en compte
pour faire le choix d’un isolant.
Objectif :
confort thermique 365 jours par an
28

29. Isolation Seulement ?
Au-delà des valeurs scientifiques :
Un isolant doit être :
 Adapté (Quelle application, circonstances particulières, …)
 Durable dans le temps (on n’isole pas tous les dix ans !).
 Sain (qui ne génère pas de problème de santé).
 D’origine renouvelable.
 Recyclable ou biodegradable.
 Peu énergivore à la production.
 Pas (trop) cher.
29

30.  Chauffer, mais pas trop.
 Rechercher la compacité.
 Isoler correctement toutes les surfaces de déperdition. Bien Place
 Empêcher toute fuite d’air incontrôlée.
30
Isolation Seulement ?

31. Conception Regenerative
31

32. Conception Régénérative
• Attia, S. (2016) Yearbook 2015 Ateliers d'Architecture III: Logement collectif durable et conception régénérative, SBD
Lab,Liege, Belgium, ISBN: 978-2930909028. 32

33. Systèmes de Construction
33

34. ABC d’isolation
34

35. Isolants Naturels
Source: Je vais Construire & Rénover, décembre 2015/janvier 2016, p.31-32
35

36. Impact Environmental
36

37. Impacts du secteur de la construction:
 50 % du total des ressources
naturelles exploitées;
 45 % de la consommation totale
d’énergie;
 40 % des déchets produits;
 30 % des émissions de gaz à
effet de serre;
 16 % de la consommation d’eau
Impact Environnemental
Les Matériaux de construction sont responsables de 15% - 18% de
l’impact environnemental des bâtiments

38. ACV
ISO 14040
38

39. • EPDs (Environmental Product Declaration) » base pour une analyse
complète du cycle de vie des matériaux » support à l’évaluation par les outils
de certification et pour les écolabels
• Au niveau belge, depuis le 1er janvier 2015 : » arrêté royal du 22 mai 2014
: obligation de réaliser une ACV » base de données publique centralisée
(européenne) – Application web : www.environmentalproductdeclaration.eu
(SPF Santé)
EPD
39

40. • Outil MMG, en cours de développement à l’échelle des 3 régions » basé
sur la méthode de calcul MMG (Milieugerelateerde Materialprestatie van
Gebouwelmeneten) (« performances environnementales des matériaux à
l’échelle des éléments de construction et du bâtiment »)
• développée par KUL, VITO, CSTC pour le compte d'OVAM
• indicateurs d’impacts environnementaux multiples, résultats par élément
de construction et comparaison de variantes d’éléments de construction,
avec détail des indicateurs environnementaux et/ou des phases du cycle de
vie
• A l’échelle du bâtiment
MMG
40
ovam.be

41. Case d’étude
41

42. Objectifs
• Fournir un ordre de grandeur et une comparaison sensée plutôt
que des résultats précis
• Fournir une aide à la prise de décision aux candidats
bâtisseurs
• Faire découvrir à ces derniers les alternatives possibles offertes
par des entreprises belges, locales, tournées vers l’avenir et
conscientes de l’importance du concept de développement
durable
42

43. 43
Méthodologie
Quantification:

44. Méthodologie
Quantification:
44

45. Récapitulatif
Construction
Cloisons
extérieures
Cloisons
intérieures
Plancher Toiture
Traditionnelle
IsoHemp
ArgiMob
PailleTech
45
Cas d’étude

46. Résultats Initiaux
Constructions complètes – comparaison
RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE DIMINUTION DE LA COUCHE D’OZONE
ACIDIFICATION EUTROPHISATION
46

47. Résume
47

48. Summary
L'impact environnemental des matériaux naturels est
plus élevé que prévu:
• Nous n'évaluons pas l'impact environnemental de la rénovation
correctement - les matériaux isolants peuvent être responsables
de jusqu'à 20% de l'impact environnemental total du bâtiment
• La construction traditionnelle est celle qui émet le plus de
dioxyde de carbone mais l’utilisation d’herbicides, pesticides,
insecticides et fertilisants pour l’isolant bio sources a un
impact pas négligible.
• Prendre en compte les impacts dus au produit utilisé. Peut
influencer les résultats fortement.
48

49. Summary
En rénovation, il ne s'agit pas seulement de la transmission et
de la ventilation:
• Les propriétaires de bâtiments ont d'autres priorités et ne sont pas
toujours capables de sélectionner des matériaux naturels pour
l'isolation (Claim Effect)
• Nous sous-estimons l'importance d'un placement d'isolation
adéquat. Il faut isoler correctement toutes les surfaces de
déperdition. Le choix du matériau d'isolation et le placement sont
très importants. 3 cm d'isolant correctement placé équivaut à 15
cm d'isolation non bien placée.
• Identifier les ponts thermiques et garantir l’isolation de façon
strictement continue.
• Le meilleur isolant est totalement inefficace sans une étanchéité à
l’air parfaitement continue.
• Humidification de l’isolant (augmentation de sa conductivité).
49

50. Summary
Nous craignons que nous dépendions à nouveau des
méthodes de calcul théoriques pour évaluer l'impact
environnemental des matériaux naturels pour la
rénovation et éviterons une mesure et un suivi réels et
créerons un nouvel écart de carbone.
What’s Next?
Nous avons besoin de beaucoup plus de connaissances
sur la performance holistique des matériaux isolants
naturels pour la rénovation (approche multifactorielle)
50

51. 51
Thank you for your attention
Sustainable Building Design Lab, ArGEnCo,
Applied Sciences, University of Liège, Belgium
shady.attia@ulg.ac.be
Shady Attia
Acknowledgment: Florence Delvenne, Guirec Ruellan,
Karen van Allaker, Corrine, Sandra Belboom, Angelique
Leonard, Isohemp, Paille Tech, Mobic, Argibat