Maison solaire passive Ray-vision: 350$ de chauffage par année

Depuis une vingtaine d'années l'ingénieur Luc Muyldermans de la compagnie Thermtech conçoit et réalise des maisons solaires adaptées aux conditions climatiques du Québec. Comme architecte, ce fut un plaisir pour moi de travailler avec lui pour la conception du premier duplex solaire passif au Canada.

Cette réalisation, datant de 2001, et ayant couté un prix similaire à une bonne construction standard, coûte en moyenne 350$ de chauffage par année depuis 8 ans, pour une superficie habitable de 3 000 pieds carrés répartis sur deux logements.

Cet exemple démontre bien que l'énergie solaire n'a pas seulement un avenir au Québec, elle peut être simple et rentable dès aujourd'hui, sans aucun gadget inutile.

Le duplex solaire

La maison Ray-vision se démarque des autres maisons solaires passives canadiennes par le fait qu'il s'agit d'un duplex de banlieue. Il faut dire que pour son propriétaire, M. Martin Dupire, la maison n'est pas seulement un système de chauffage habitable, elle est avant tout un milieu de vie et le fruit de longues réflexions sur ses valeurs et son mode de vie. Ceci l'a amené à construire un duplex pour rentabiliser son investissement et à utiliser immédiatement tout le sous-sol pour combler ses besoins d'espace.

Le choix de la cohabitation et l'utilisation rationnelle du sous-sol ne sont pas perçus par le propriétaire comme des concessions importantes à sa qualité de vie. En insonorisant adéquatement le plafond entre le rez-de-chaussée et l'étage supérieur, la cohabitation dans un duplex est un choix logique.

De même, en réalisant un sous-sol d'une hauteur de huit pieds (2,4 m) il a pu y installer de grandes fenêtres du coté sud pour ensoleiller le sous-sol. Celui-ci est d'ailleurs plus confortable et plus lumineux que bien d'autres logements.

Une fenestration abondante

Le fenestrage est situé majoritairement sur le coté sud et avec quelques fenêtres du coté nord pour obtenir une façade conforme aux normes municipales. Une pointe triangulaire vitrée fut ajoutée du côté sud pour augmenter la superficie de fenêtres au sous-sol comme au rez-de-chaussée tout en permettant d'y aménager un coin agréablement ensoleillé.

Durant les huit premières années le coût de chauffage annuel moyen pour le logement principal situé au rez-de-chaussée et au sous-sol ( 2 200 pi. ca.) fut de seulement 180$, le tout chauffé à 100% à l'électricité. Cette performance est exceptionnelle si on compare au coût moyen de chauffage d'une maison neuve standard ( 0,80$/pi.ca.) qui ferait un total annuel de 1 760$. Cette étrange performance a été remarquée par des employés d'Hydro-Québec, qui après un an sont venus remplacer les deux compteurs des logements, convaincus qu'ils étaient défectueux.

Les composantes énergétiques

L'efficacité énergétique de la maison Ray-vision est essentiellement basée sur quatre composantes essentielles: - une enveloppe extérieure bien isolée et très étanche à l'air
- un apport d'énergie solaire par les fenêtres orientées au sud
- une utilisation rationnelle de l'énergie par les occupants
- un échangeur d'air VRC, à double noyau, récupérant 90% de l'énergie évacuée par l'air vicié expulsé de la maison.

Une enveloppe super-isolée et étanche

Les murs extérieurs sont isolés et scellés par une couche d'uréthane giclé de 1,5 pouce d'épaisseur qui recouvre les colombages à l'extérieur et par une cellulose soufflée à forte densité entre les colombages. Cette technique est aussi utilisée au sous-sol où l'uréthane giclé sur les fondations empêche la cellulose d'entrer en contact avec le béton.

Le toit est isolé avec de la cellulose jusqu'à un facteur de R-60 enveloppant complètement la structure des fermes de bois et la dalle de béton du sous-sol est isolée à l'aide de panneaux de polystyrène de 2 pouces, totalisant R-10.

Les fenêtres en fibre de verre sont munies de vitrage thermos à faible émissivité, rempli de gaz argon et scellé avec un intercalaire isolant. En plus de sa fonction énergétique, le verre à faible émissivité bloque les rayons ultraviolets responsables du changement de couleur des finis intérieurs et on croit que l'intercalaire isolant devrait augmenter la durée de l'étanchéité des verres thermos.

Le solaire et le Québec

L'usage de l'énergie solaire au Québec est particulièrement intéressant lorsqu'il fait moins de -10'C. À ces températures, il fait presque toujours soleil. Les factures de chauffage de cette maison démontrent d'ailleurs que les coûts de chauffage durant les mois de janvier et février se comparent à novembre et décembre, des mois moins froids mais plus nuageux.

Le côté le plus vitré de la maison devrait être idéalement orienté à 15 degré sud-ouest sur une boussole dans la région de Montréal, car à cet endroit le nord magnétique a une différence de 15 degrés avec le véritable nord géographique. Cependant, une différence de 15 degrés vers l'Est ou vers l'Ouest à partir du Sud géographique ne causera qu'une perte de 10% de l'apport solaire de la maison. Un écart d'angle de 30 degrés du sud réduit l'apport solaire d'environ 25%.

Un système mécanique à intégrer

Étant donné la grande étanchéité à l'air de la maison, celle-ci doit d'être munies d'un échangeur d'air avec récupérateur de chaleur et d'un système de ventilation mécanique assurant une distribution d'air dans chaque pièce. En hiver, la circulation de l'air permet de chauffer les pièces situées au nord tout en réduisant la surchauffe des pièces ensoleillées. Mais au printemps et en automne, la surchauffe est plus importante et il est dommage de rejeter les surplus de chaleur à l'extérieur.

La maison a été équipée de tuyaux de plastique hydroniques coulés dans la dalle de béton du sous-sol qui permettra peut-être "un jour" de récupérer ces surplus et de réduire encore les frais de chauffage annuels. Durant les saisons chaudes, les surplus de chaleur pourraient aussi être utilisés pour chauffer l'eau chaude domestique. Il existe déjà sur le marché une thermopompe pouvant retirer l'énergie de l'air surchauffé de la maison. Il ne reste qu'à développé un échangeur de chaleur pour diriger cette énergie vers le réservoir d'eau chaude ou la dalle de béton du sous-sol.

Conception Thermtech, Yves Perrier et Martin Dupire