Le standard Bâtiment à Énergie PAssive (BEPAS), également connu sous le nom de Passivhaus, représente l'une des approches les plus avancées en matière d'efficacité énergétique dans le secteur de la construction. Cette démarche, qui permet de réduire jusqu'à 90% les besoins en chauffage par rapport à un bâtiment conventionnel, gagne progressivement en popularité en France. Au-delà d'une simple performance énergétique, le label BEPAS incarne une philosophie constructive complète basée sur l'exploitation intelligente des ressources naturelles et la minimisation des déperditions thermiques. Face aux défis environnementaux actuels et à l'augmentation des coûts énergétiques, comprendre les principes fondamentaux de ce standard devient essentiel pour tout acteur du bâtiment souhaitant anticiper les exigences réglementaires futures.
Principes fondamentaux du standard passivhaus et ses critères techniques
Le standard Passivhaus repose sur cinq principes fondamentaux qui garantissent sa performance exceptionnelle : une isolation thermique renforcée, l'absence de ponts thermiques, une étanchéité à l'air parfaite, des fenêtres et portes hautement performantes, et une ventilation avec récupération de chaleur. Ces principes ne sont pas simplement des recommandations, mais des exigences techniques mesurables et vérifiables lors du processus de certification, assurant ainsi que chaque bâtiment passif offre réellement les économies d'énergie promises.
La conception passive nécessite une approche globale dès les premières esquisses du projet. L'orientation du bâtiment, sa compacité, la disposition des pièces et l'emplacement des ouvertures sont pensés pour maximiser les apports solaires gratuits en hiver tout en limitant les surchauffes estivales. Cette vision holistique distingue le standard passif des autres approches d'efficacité énergétique qui se concentrent souvent uniquement sur l'amélioration des systèmes techniques sans repenser fondamentalement la conception architecturale.
Les origines du label BEPAS avec le dr. wolfgang feist et le passivhaus institut
Le concept de maison passive est né en Allemagne au début des années 1990, sous l'impulsion du physicien Dr. Wolfgang Feist. Suite à ses recherches sur l'efficacité énergétique, il a construit en 1991 à Darmstadt la première maison passive au monde, démontrant qu'il était possible de réduire drastiquement les besoins énergétiques tout en maintenant un confort optimal. Cette réalisation pionnière a servi de prototype pour développer et affiner les critères techniques du standard.
En 1996, Feist a fondé le Passivhaus Institut (PHI), organisme de recherche indépendant dédié au développement et à la promotion du standard passif. Cet institut a joué un rôle crucial dans l'élaboration des méthodes de calcul, des outils de conception et des protocoles de certification qui forment aujourd'hui la base du label international. Le PHI a également développé le logiciel PHPP (Passive House Planning Package), outil de référence pour la conception et la vérification des bâtiments passifs.
Depuis ses débuts en Allemagne, le standard s'est progressivement internationalisé, s'adaptant aux différents climats et contextes constructifs. En France, c'est l'association La Maison Passive (rebaptisée La Maison du Passif) qui assure depuis 2007 la promotion et la certification des bâtiments selon les critères du Passivhaus Institut, tout en adaptant l'approche aux spécificités du contexte français.
Exigences thermiques strictes : valeur ubât ≤ 0.15 W/(m²K) et étanchéité n50 ≤ 0.6 h-1
L'une des exigences fondamentales du standard passif concerne l'enveloppe thermique du bâtiment. Pour obtenir la certification, la valeur moyenne du coefficient de transmission thermique (Ubât) doit être inférieure ou égale à 0,15 W/(m²K). Concrètement, cela implique une épaisseur d'isolation considérablement supérieure aux standards conventionnels - généralement entre 25 et 40 cm selon les matériaux utilisés. Cette super-isolation permet de créer un véritable écrin protecteur contre les variations de température extérieure.
L'étanchéité à l'air constitue un autre pilier essentiel du standard passif. Elle est mesurée par le test n50 , qui quantifie le nombre de renouvellements d'air par heure sous une différence de pression de 50 Pascal. Pour être certifié, un bâtiment passif doit présenter un résultat inférieur ou égal à 0,6 h-1, soit environ sept fois plus performant que les exigences de la RT2012. Cette étanchéité exceptionnelle élimine les infiltrations d'air parasites, responsables d'importantes pertes énergétiques et d'inconfort.
La mesure de l'étanchéité à l'air s'effectue via un test de porte soufflante (Blower Door Test) réalisé à deux reprises : une première fois pendant la phase de construction, lorsque les membranes d'étanchéité sont encore accessibles, permettant ainsi de corriger d'éventuels défauts, puis une seconde fois à la fin du chantier pour valider définitivement la performance. Cette double vérification garantit l'excellence de la réalisation et la pérennité de la performance énergétique.
Besoins de chauffage limités à 15 kwh/(m².an) et consommation totale sous 120 kwh/(m².an)
Le critère le plus connu du standard Passivhaus est sans doute la limitation des besoins de chauffage à 15 kWh/(m².an), soit l'équivalent de 1,5 litre de fioul ou 1,5 m³ de gaz par mètre carré et par an. Cette performance exceptionnelle, représentant une réduction de 90% par rapport aux bâtiments existants non rénovés, permet de se passer de systèmes de chauffage conventionnels. Dans un bâtiment passif, les apports internes (chaleur dégagée par les occupants, l'éclairage et les appareils électriques) et les gains solaires suffisent presque à maintenir une température confortable.
Un bâtiment passif certifié consomme moins d'énergie pour chauffer pendant toute une année une surface de 100 m² qu'un sèche-linge standard pour sécher quelques dizaines de lessives.
La consommation d'énergie primaire totale, incluant tous les usages (chauffage, eau chaude sanitaire, ventilation, éclairage et appareils électriques), est quant à elle plafonnée à 120 kWh/(m².an). Ce critère encourage l'utilisation d'équipements performants et d'énergies renouvelables pour couvrir les besoins résiduels. Il est important de noter que cette valeur est exprimée en énergie primaire, ce qui signifie qu'elle prend en compte les pertes lors de la production et du transport de l'énergie jusqu'au bâtiment.
Pour les climats particulièrement chauds ou froids, des adaptations de ces seuils existent. Dans les régions méditerranéennes par exemple, un critère supplémentaire concernant le confort d'été limite la fréquence des surchauffes (températures supérieures à 25°C) à moins de 10% des heures annuelles sans recours à la climatisation active.
Triple certification possible : classic, plus et premium selon le passivhaus institut
Depuis 2015, le Passivhaus Institut propose trois niveaux de certification pour les bâtiments neufs, reflétant l'évolution du standard vers une prise en compte plus large des enjeux énergétiques et environnementaux.
Le niveau "Bâtiment Passif Classic" correspond au standard historique, avec les exigences fondamentales décrites précédemment. Il garantit une excellente performance énergétique et un confort optimal sans produire nécessairement d'énergie renouvelable sur site.
Le niveau "Bâtiment Passif Plus" va plus loin en intégrant la production d'énergie renouvelable. Pour obtenir cette certification, le bâtiment doit générer au moins 60 kWh/(m².an) d'énergie renouvelable par rapport à son emprise au sol, en plus de respecter tous les critères du niveau Classic. Cette approche correspond à ce qu'on appelle communément un bâtiment à énergie positive .
Enfin, le niveau "Bâtiment Passif Premium" représente l'excellence en matière d'efficacité énergétique et d'autonomie. Il exige une production d'énergie renouvelable d'au moins 120 kWh/(m².an), soit le double du niveau Plus. Ces bâtiments peuvent souvent fonctionner en totale autonomie énergétique sur l'année, voire devenir exportateurs nets d'énergie.
Pour les projets de rénovation, où il est parfois difficile d'atteindre les performances du neuf en raison de contraintes existantes, le PHI a développé le label EnerPHit. Ses critères sont légèrement assouplis, avec notamment un besoin de chauffage maximal de 25 kWh/(m².an) au lieu de 15, tout en garantissant un niveau d'efficacité énergétique très supérieur aux rénovations conventionnelles.
Systèmes techniques et solutions constructives des bâtiments passifs
La conception d'un bâtiment passif nécessite une approche intégrée où l'architecture, les matériaux et les systèmes techniques fonctionnent en synergie parfaite. Cette harmonie technique commence par une enveloppe thermique optimisée qui minimise les besoins énergétiques, puis se complète par des systèmes performants qui répondent efficacement aux besoins résiduels. Contrairement à l'approche conventionnelle qui compense souvent des défauts d'enveloppe par des systèmes surdimensionnés, la stratégie passive privilégie toujours la réduction des besoins à la source avant d'optimiser la production.
Les solutions constructives pour atteindre le standard passif sont diverses et peuvent s'adapter à presque tous les contextes architecturaux. Que ce soit en construction massive (béton, brique) ou légère (ossature bois), en milieu urbain dense ou en zone rurale, pour des maisons individuelles ou des immeubles collectifs, des solutions techniques éprouvées existent. Le choix entre ces différentes options dépendra principalement du climat local, du budget disponible, des compétences des entreprises et des préférences esthétiques.
VMC double flux avec récupérateur de chaleur haute performance (rendement > 80%)
Dans un bâtiment aussi étanche à l'air qu'une construction passive, la ventilation mécanique contrôlée (VMC) double flux devient absolument indispensable pour assurer une excellente qualité d'air intérieur tout en préservant l'efficacité énergétique. Ce système permet de renouveler l'air en permanence sans ouvrir les fenêtres (bien que cette possibilité reste disponible pour les occupants), éliminant ainsi l'humidité excessive, les polluants intérieurs et le CO2 accumulé.
L'élément clé de ce système est l'échangeur thermique, qui permet de récupérer jusqu'à 90% de la chaleur contenue dans l'air vicié extrait avant qu'il ne soit rejeté à l'extérieur. Cette chaleur est transférée à l'air neuf entrant, préchauffant ce dernier sans mélange des flux d'air. Pour être compatible avec le standard passif, le rendement de cet échangeur doit être supérieur à 80% selon la certification PHI.
Les systèmes de ventilation des bâtiments passifs sont généralement équipés de filtres haute performance qui purifient l'air entrant, réduisant significativement la présence de pollens, particules fines et autres allergènes. Cette filtration contribue à un environnement intérieur particulièrement sain , bénéfique notamment pour les personnes souffrant d'allergies ou de problèmes respiratoires.
Certains systèmes avancés intègrent également des dispositifs géothermiques comme les puits canadiens (ou provençaux), qui préchauffent l'air en hiver et le rafraîchissent en été en utilisant l'inertie thermique du sol. D'autres incorporent des pompes à chaleur sur air extrait, permettant de récupérer l'énergie résiduelle pour la production d'eau chaude sanitaire, maximisant ainsi l'efficacité globale du système.
Fenêtres passives triplement vitrées avec valeur uw < 0.8 W/(m²K)
Les fenêtres représentent traditionnellement les points faibles de l'enveloppe thermique d'un bâtiment. Dans une construction passive, elles deviennent au contraire des éléments techniques sophistiqués qui contribuent positivement au bilan énergétique. Pour être certifiées compatibles avec le standard Passivhaus, les fenêtres doivent présenter un coefficient de transmission thermique global (Uw) inférieur à 0,8 W/(m²K), soit deux à trois fois plus performant que les fenêtres à double vitrage conventionnelles.
Cette performance exceptionnelle est atteinte grâce à plusieurs caractéristiques techniques spécifiques. Le triple vitrage, avec deux couches de gaz rare (généralement de l'argon ou du krypton) entre les vitrages, constitue la base de ces fenêtres. Les verres sont également traités avec des couches faiblement émissives qui réfléchissent la chaleur vers l'intérieur tout en laissant passer la lumière et les apports solaires bénéfiques.
Les châssis des fenêtres passives sont tout aussi importants que les vitrages. Ils sont généralement plus épais que les châssis standards et intègrent une isolation thermique renforcée. De nombreux fabricants proposent des profilés en bois-aluminium, PVC multichambre ou matériaux composites spécialement conçus pour limiter les déperditions thermiques. L'étanchéité à l'air est assurée par des systèmes de joints multiples garantissant une parfaite jointure entre l'ouvrant et le dormant.
L'installation des fenêtres dans une construction passive fait l'objet d'une attention particulière. Elles sont généralement posées dans le plan d'isolation ou avec un retour d'isolant sur le dormant, évitant ainsi les ponts thermiques. Cette mise en œuvre soignée est essentielle pour maintenir la continuité de l'envelo
ppe thermique du bâtiment passif
Isolation renforcée et traitement des ponts thermiques avec PSI-Therm
L'isolation thermique d'un bâtiment passif doit être pensée comme un manteau continu enveloppant l'intégralité de la structure sans interruption. Contrairement aux constructions conventionnelles où l'isolation est souvent interrompue aux jonctions structurelles, la construction passive exige une continuité parfaite du manteau isolant. Cette approche nécessite une attention méticuleuse aux détails de conception et d'exécution.
Les ponts thermiques, ces zones où la résistance thermique est localement affaiblie, font l'objet d'un traitement particulier dans les bâtiments passifs. Chaque jonction (mur-plancher, mur-toiture, mur-fenêtre) est analysée et optimisée à l'aide d'outils de modélisation thermique comme PSI-Therm. Ce logiciel spécialisé permet de calculer avec précision la valeur PSI (ψ) qui quantifie les déperditions linéiques à chaque jonction. Dans un bâtiment passif, l'objectif est d'atteindre des valeurs PSI proches de zéro, voire négatives, signifiant que le pont thermique est totalement neutralisé.
La mise en œuvre de l'isolation nécessite des matériaux aux performances exceptionnelles, qu'ils soient conventionnels (laine minérale, polystyrène expansé) ou biosourcés (fibre de bois, ouate de cellulose, laine de chanvre). L'épaisseur d'isolation varie généralement entre 25 et 50 cm selon les matériaux choisis, avec une conductivité thermique (λ) la plus basse possible. Ce sur-isolement se retrouve dans toutes les parois : murs extérieurs, toiture, plancher bas, et même les parois enterrées comme les sous-sols.
Les techniques constructives permettant d'atteindre ces performances sont diverses : murs à ossature avec isolation entre montants et couche croisée extérieure, murs en blocs à isolation répartie complétés par une isolation extérieure, ou encore façades ventilées avec isolation continue. Quelle que soit la technique choisie, la règle d'or reste la continuité absolue de l'isolation thermique et de l'étanchéité à l'air, garantissant ainsi la performance globale de l'enveloppe.
Intégration optimale des énergies renouvelables et technologie PHPP
Les bâtiments passifs se distinguent par une approche "d'abord réduire, ensuite produire". Une fois les besoins énergétiques minimisés grâce à une enveloppe performante, l'intégration d'énergies renouvelables vient couvrir les besoins résiduels de manière efficiente. Pour les certifications Plus et Premium, cette production d'énergie renouvelable devient même une exigence quantifiée.
Le solaire photovoltaïque constitue la solution la plus couramment déployée dans les bâtiments passifs, avec des panneaux généralement installés en toiture ou en façade. Ces installations sont dimensionnées avec précision pour correspondre aux besoins réels du bâtiment, évitant ainsi le surdimensionnement coûteux. Les systèmes solaires thermiques peuvent également être intégrés pour la production d'eau chaude sanitaire, réduisant davantage la consommation d'énergie primaire.
La technologie PHPP (Passive House Planning Package) joue un rôle crucial dans l'optimisation de ces systèmes énergétiques. Ce logiciel de calcul, développé spécifiquement pour les bâtiments passifs, permet de modéliser avec précision les performances énergétiques du bâtiment et d'ajuster finement les dimensions des installations techniques. Contrairement aux outils de simulation thermique dynamique classiques, le PHPP utilise des algorithmes adaptés aux spécificités des bâtiments à très faible consommation, garantissant des prévisions fiables et évitant les erreurs de dimensionnement.
Le PHPP n'est pas seulement un outil de calcul, mais véritablement un assistant de conception qui guide les architectes et ingénieurs vers les décisions techniques optimales pour chaque projet spécifique.
D'autres technologies complémentaires peuvent être intégrées selon les contextes : pompes à chaleur géothermiques utilisant l'inertie du sol, systèmes de récupération de chaleur sur les eaux grises, ou encore micro-cogénération biomasse pour la production simultanée de chaleur et d'électricité. L'automatisation intelligente du bâtiment (GTB) permet ensuite d'optimiser en temps réel l'utilisation de ces diverses sources d'énergie, maximisant ainsi l'autoconsommation et l'efficience globale du système.
Différences entre label BBC, RT2012, RE2020 et standard passif
Face à la multiplication des normes et labels énergétiques dans le secteur du bâtiment, il est essentiel de comprendre ce qui distingue fondamentalement le standard passif des autres référentiels réglementaires français. La différence majeure réside dans l'approche même : alors que les réglementations thermiques françaises successives fixent des objectifs de résultats avec une relative liberté sur les moyens, le standard passif impose à la fois des performances cibles et des méthodes précises pour les atteindre.
Le label BBC (Bâtiment Basse Consommation), précurseur de la RT2012, visait une consommation maximale de 50 kWh/(m².an) d'énergie primaire, modulée selon la zone climatique et l'altitude. La RT2012 a ensuite généralisé cette exigence à toutes les constructions neuves, tout en ajoutant des critères de besoin bioclimatique (Bbio) et de confort d'été (Tic). Ces approches, bien qu'ambitieuses à leur époque, restent significativement moins exigeantes que le standard passif avec ses 15 kWh/(m².an) pour le chauffage seul.
La RE2020, entrée en vigueur en janvier 2022, marque une évolution importante en intégrant le calcul carbone sur tout le cycle de vie du bâtiment et en renforçant les exigences sur le confort d'été. Elle impose également une consommation maximale en énergie primaire non renouvelable de 60 kWh/(m².an) pour les maisons individuelles. Malgré ces avancées, les performances exigées pour l'enveloppe restent en deçà du standard passif, notamment concernant l'étanchéité à l'air où la RE2020 tolère jusqu'à 5 fois plus de fuites qu'un bâtiment certifié Passivhaus.
Une autre différence fondamentale concerne la méthode de calcul : la RE2020 utilise la méthode réglementaire française (moteur de calcul ThBCE), tandis que le Passivhaus s'appuie sur le PHPP. Ces deux approches peuvent donner des résultats sensiblement différents pour un même bâtiment. Le PHPP est généralement considéré comme plus proche des consommations réelles observées, car il s'appuie sur des données climatiques précises et prend en compte de manière détaillée tous les flux thermiques, y compris les ponts thermiques ponctuels souvent négligés dans les calculs réglementaires.
Le standard passif se distingue également par son caractère international et sa stabilité dans le temps. Là où les réglementations nationales évoluent régulièrement, adaptant leurs exigences aux avancées technologiques et aux politiques énergétiques, les critères fondamentaux du Passivhaus sont restés remarquablement constants depuis leur création. Cette stabilité offre un avantage considérable pour les professionnels qui investissent dans la formation et les outils spécifiques à ce standard.
Le label Bâtiment à Énergie Passive (BEPAS), ou standard Passivhaus, représente aujourd’hui bien plus qu’une simple exigence de performance énergétique : il incarne une vision cohérente et aboutie de l’habitat durable. En combinant conception bioclimatique, isolation renforcée, ventilation intelligente et sobriété énergétique, ce standard permet de réduire considérablement les besoins énergétiques tout en assurant un confort exceptionnel et une qualité de l’air irréprochable. Si son exigence technique demande une rigueur de mise en œuvre et une expertise spécifique, les bénéfices économiques, environnementaux et patrimoniaux qu’il offre en font un investissement d’avenir. Dans un contexte de transition énergétique accélérée et de tension sur les prix de l’énergie, le bâtiment passif s’impose plus que jamais comme une réponse concrète, mesurable et durable aux défis du XXIe siècle.
