Architecture passive : pour un avenir durable
Les préoccupations liées au changement climatique et aux émissions de carbone ne cessent de s'amplifier, conduisant de plus en plus de gouvernements, d'entreprises et de personnalités politiques à rechercher des contributions et des solutions dans le monde de la construction.
Le Gorecki Alumni Center, par JLG Architects, premier projet certifié LEED Platine du Dakota du Nord, aux États-Unis
Selon Architecture 2030, l'environnement construit représente 42 % des émissions annuelles de CO2 dans le monde. Parallèlement, d'après les prévisions des experts, le plus important pic de croissance mondial en matière de construction de bâtiments et d'infrastructures devrait intervenir au cours des 40 prochaines années.
Cette vague d'expansion rapide du bâtiment exige de concevoir, bâtir et exploiter les structures selon de nouveaux modes de pensée.
Découvrez la conception passive, que certains qualifient d'avenir de l'architecture.
Présentation de l'architecture passive
L'architecture passive, également nommée conception passive, est une stratégie de conception qui exploite les ressources naturelles, comme la lumière du jour et le vent, pour créer un habitat confortable, écoénergétique et respectueux de l'environnement.
Cette méthode évite de recourir aux systèmes traditionnels de chauffage et de climatisation, réduisant ainsi l'empreinte carbone des bâtiments et l'impact global sur le climat.
L'architecture passive a commencé à gagner en popularité avec la crise de l'énergie qui a sévi aux États-Unis pendant les années 70. Entretemps, le mouvement est devenu mondial, s'affinant d'abord en Allemagne avant de s'étendre à la Scandinavie et au Chili, entre autres.
Le lycée Benjamin Banneker à Washington, DC, bâtiment certifié LEED Platine, est le lycée qui fait état des meilleures performances énergétiques aux États Unis. Image reproduite avec l’autorisation de Perkins Eastman.
Les piliers de l'architecture passive
La construction passive repose sur les ressources naturelles et le climat local, et suit des principes fondamentaux de conception. Ces stratégies permettent d'atteindre une excellente efficacité énergétique sans compromis sur le confort de l'habitat. L'objectif ultime consiste à créer de meilleurs bâtiments pour la population et l'environnement.
Citons quelques-uns des principaux piliers de la conception passive :
L'approche « fabric first » vise à construire des bâtiments aussi bien isolés que possible afin de réduire au minimum la consommation d'énergie pour le chauffage et la climatisation. La stratégie CVC garantit aux occupants des températures agréables et une bonne qualité de l'air.
- L'enveloppe isolante des bâtiments réduit les pertes de chaleur ou de fraîcheur et minimise l'humidité.
- Les matériaux haute performance, sélectionnés pour leur durabilité, optimisent l'isolation des murs, des fenêtres, des sols et des toitures.
- Des structures d'ombrage bloquent la lumière directe du soleil pour minimiser la réverbération et le risque de surchauffe.
- Les taux de réverbération et la position des dispositifs d'ombrage laissent entrer l'énergie solaire pour chauffer l'habitat ou la bloquent pour le maintenir au frais.
- L'orientation du bâtiment optimise l'exposition naturelle à la lumière du jour et réduit la consommation d'énergie.
- Les matériaux à haute masse thermique, comme le béton, la pierre et la brique, absorbent la chaleur tout au long de la journée, assurant ainsi l'équilibre des températures et la récupération de l'humidité.
- Les systèmes d'échange de chaleur garantissent le maintien des températures ambiantes désirées et l'apport d'air frais.
Le standard Passivhaus, créé par Wolfgang Feist à Darmstadt, en Allemagne, définit les exigences les plus strictes en matière de conception passive. Mais d'autres standards favorisent également des pratiques écologiques en matière de construction, à l'image du système de notation LEED, créé par l'U.S. Green Building Council, et du label Minergie International, en Confédération Helvétique.
La maison Iowa Nest par Sterner Design, une résidence unifamiliale à consommation énergétique nette zéro
Bénéfices pour l'humanité et la planète : pourquoi adopter l'architecture passive
L'architecture passive offre bon nombre d'avantages, aussi bien pour les résidents des bâtiments, les entreprises et les gouvernements, que pour la Terre elle-même. Aux propriétaires, la conception passive apporte plus de confort, une meilleure qualité de vie et des factures d'énergie moins élevées. Mais elle permet également aux gouvernements et aux entreprises d'atteindre leurs objectifs de réduction des émissions de CO2.
Voici quelques-uns des principaux bénéfices de l'architecture passive, récapitulés par le Passivhaus Trust, au Royaume-Uni.
1. Amélioration des performances des bâtiments
La conception passive permet d'atteindre une excellente performance des bâtiments, à tous les niveaux : réduction de la consommation d'énergie, ventilation plus efficace et construction de qualité supérieure. Les maisons passives sont plus résilientes et moins sujettes aux dommages, un atout qui compte d'autant plus que le changement climatique accroît le nombre de catastrophes naturelles.
2. Réduction des émissions de CO2
La communauté scientifique s'accorde sur le fait que les émissions de CO2 doivent atteindre zéro émission nette d'ici à 2050 pour maintenir une température viable. Cette transition est l'un des défis les plus urgents à relever à l'heure actuelle, mais elle ne peut s'accomplir sans une transformation massive des infrastructures. Or, la conception passive joue un rôle essentiel pour parvenir à l'objectif zéro émission nette, car elle contribue à réduire les émissions de carbone et à diminuer considérablement le pic de consommation.
3. Amélioration de la santé et du bien-être
Une mauvaise qualité de l'air ambiant peut entraîner bon nombre de problèmes de santé. Si l'architecture passive n'est pas une solution miracle, elle atténue les effets nocifs des polluants atmosphériques grâce à une meilleure ventilation et à l'utilisation optimisée de la lumière naturelle. Les bâtiments passifs résistent mieux à la surchauffe en été et au froid en hiver, ce qui améliore la qualité de vie des habitants.
4. Économies d'énergie
Les bâtiments passifs sont plus économiques à l'usage, et leurs avantages financiers ne s'arrêtent pas là. Ils peuvent également limiter la pénurie de combustibles, augmenter la valeur du capital, diminuer les frais d'entretien et réduire les coûts d'emprunt grâce aux prêts hypothécaires verts. En outre, les bâtiments passifs ont moins de risque de rester vacants à la location. Enfin, ils prendront de la valeur si la législation sur le carbone évolue à l'avenir.
Le Scion Innovation Hub, en Nouvelle-Zélande, centre d'innovation mondialement connu. Bâtiment zéro carbone intégralement construit en bois. Image reproduite avec l'autorisation de RTA Studio.
Démentir les idées reçues sur l'architecture passive
Bien que l'architecture passive gagne en popularité, certaines idées reçues persistent. Il s'agit ici de dissiper les poncifs les plus courants :
1. L'architecture passive est plus chère
La conception passive n'est pas nécessairement plus onéreuse que les constructions traditionnelles.
Selon la qualité des finitions, la localisation et d'autres facteurs, les maisons passives ont un prix au mètre carré qui varie entre 1 700 et 3 000 euros, une fourchette de prix comparable à celle des maisons d'architecte non passives.
Toutefois, les coûts d'exploitation sont beaucoup moins élevés que dans les bâtiments traditionnels, d'où des économies substantielles sur la durée de vie totale du bâtiment. Une étude a révélé que la conception passive peut réduire les coûts de 12 à 52 % sur la totalité du cycle de vie du bâtiment, avec un retour sur investissement dès les six premiers mois.
Une conception astucieuse peut également réduire le coût de construction. Des entreprises telles que Passive Design Solutions conçoivent des maisons passives au même coût que des résidences traditionnelles.
2. L'architecture passive restreint les possibilités de conception
Les bâtiments passifs ne sont pas limités dans leur conception, leur taille ou leur esthétique. De la Villa A en Autriche à la maison OutsideIN au Chili, les maisons passives d'aujourd'hui adoptent des styles très divers : moderne, traditionnel ou avant-gardiste.
L'architecture passive n'est pas en reste dans le domaine commercial, tant en termes de style que de complexité. Le centre hospitalier Sheikh Khalifa Medical City à Abu Dhabi, ainsi que The Crystal à Londres, sont deux exemples de conception durable réputés dans le monde entier.
3. L'architecture passive ne convient qu'aux bâtiments résidentiels
Des programmes de certification de logements, comme Built Green dans l'État de Washington, contribuent à accélérer le mouvement des maisons passives aux États-Unis. Mais la conception passive n'est pas réservée aux seuls bâtiments résidentiels. Des projets commerciaux d'envergure, tels que des gratte-ciel, des hôtels et des établissements scolaires, sont conçus de manière durable afin de saisir l'opportunité formidable de réduire la consommation énergétique des bâtiments tout en marquant les esprits.
Le Winthrop Center à Boston, aux États-Unis, est le plus grand immeuble de bureaux au monde certifié Passivhaus, LEED Platine et WELL Gold. De même, le Solar XXI à Lisbonne, au Portugal, constitue un laboratoire national de basse consommation reposant sur des principes de conception passive alliés à la technologie des énergies renouvelables.
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L'architecture passive recèle un potentiel pour transformer radicalement nos modes de vie et de travail, afin que l'humanité vive en harmonie avec la planète. Elle améliore la performance des bâtiments, protège les ressources de la Terre et apporte confort et bien-être aux occupants.
Analyse de la lumière naturelle réalisée à l'aide de SketchUp et Sefaira pour une maison résidentielle. Image reproduite avec l’autorisation de Sterner Design.
Des outils tels que PreDesign et Sefaira facilitent le processus de conception passive car ils permettent d'effectuer une analyse en amont de la performance du bâtiment afin de l'améliorer. Par sa souplesse et son agilité, SketchUp est à même de suivre le rythme des études et avant-projets de conception. Le logiciel bénéficie de technologies de pointe développées en continu pour soutenir la durabilité en architecture.
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