Energie renouvelable

Energie renouvelable

ESPI 1e Annee 2008/2009 MEMOIRE « Les champs possibles pour qu’un batiment soit autonome au plan energetique » CHAILLEUX Charles-Edouard Corrige par Monsieur Fabrice

SANCHEZ SOMMAIRE

INTRODUCTION

I) Les differents moyens pour produire de l’energie page

A) Les techniques de chauffage ecologique page

B) Les moyens ecologiques de production d’electricite page

II) Les moyens pour ne pas perdre l’energie produite page

A) Les maisons ecologiques ayant des isolants naturels page

B) Les differents types d’isolants ecologiques page

CONCLUSION page

INTRODUCTION

A l’heure actuelle, les economies d’energies sont devenues un point tres important pour les gouvernements mais aussi pour les particuliers. Pour limiter ces depenses energetiques, le Senat a valide le 11 fevrier 2009, le grenelle de l’environnement qui a pour but de reduire les emissions de CO2 qui portent atteinte a la couche d’ozone. Nous verrons plus loin dans ce memoire les principes de ce grenelle au niveau de l’immobilier.

En effet, les m’ urs ont beaucoup evoluees au niveau de l’environnement, les personnes deviennent de plus en plus sensibles sur ce sujet et font des efforts pour economiser l’energie, car cela devient important pour leur budget en ces temps de crise, mais ils se soucient aussi beaucoup plus de l’etat de la planete. C’est pourquoi les elements pour economiser l’energie se sont beaucoup developpes

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dans le secteur de l’immobilier, c’est ce que je vais developper tout au long de ce memoire, le mieux possible afin que tous les elements energetiques « propres » soit exposes et expliques.

Pour favoriser ces investissements et developper le developpement durable, l’Etat a decide de soutenir les personnes achetant des panneaux solaires, des eoliennes ou bien encore profitant de la geothermie. En effet, des subventions leur sont versees afin que le prix de l’investissement soit plus attractif. Le deuxieme point favorisant ces investissements est le fait que l’energie supplementaire produite est revendue a EDF, qui est oblige de racheter cette energie. De plus, nous pouvons voir que certaines regions developpent des prets a taux zero concernant les isolations thermiques.

Cela signifie que l’on peut emprunter de l’argent pour changer son isolation par exemple sans que cela ne nous coute de l’argent avec les interets. La seule condition est qu’il faut que ces travaux soient realises par des professionnels. La question a laquelle je vais essayer de repondre est de savoir qu’elles sont les methodes pour qu’un batiment soit autonome au niveau energetique et comment peut-on ne pas perdre cette energie produite. Nous verrons dans une premiere partie les differents moyens pour produire de l’energie propre pour les particuliers et dans une deuxieme partie les methodes pour que l’energie produite ne soit pas perdue.

I) Les differents moyens pour produire de l’energie Dans cette partie, je vais developper les differents moyens qui ont ete elabores afin que les particuliers puissent etre independants au niveau energetique pour tout ce qui concerne leur maison ou appartement. Nous verrons aussi que des entreprises adoptent cette methode de production energetique. A) Les techniques de chauffage ecologique En effet, la geothermie est de plus en plus utilisee par les particuliers pour chauffer leur maison. Le principe de cette methode est de puiser la chaleur issue du sol.

La generation de la ronde

Cette chaleur est produite par la radioactivite des roches qui constituent le manteau et la croute terrestre. Avant toute installation, des etudes sont realisees dans le sol pour voir ou l’installation aura un meilleur rendement. Pour la geothermie, il existe 3 types : – la geothermie peu profonde, la geothermie profonde et la geothermie tres profonde, ces 3 methodes de geothermie sont fonctions de la chaleur souhaitee car plus le forage est profond et plus la chaleur est elevee. – La geothermie peu profonde consiste a extraire la chaleur issue du sous sol pour alimenter les maisons en chauffage principalement.

La methode la plus utilisee pour vehiculer la chaleur est l’eau. Dans un premier circuit, l’eau chaude puisee dans les nappes phreatiques va etre redirigee dans la maison pour les chauffages au sol par exemple et un deuxieme circuit va retourner l’eau chaude utilisee dans la nappe phreatique.

– La geothermie profonde consiste a faire un forage aussi profond que la temperature souhaitee, sachant que l’on gagne entre 3 et 4°C tous les 100 metres. Pour la methode d’alimentation de la chaleur vers la maison, le principe est le meme que la geothermie peu profonde. La geothermie tres profonde consiste a aller chercher la chaleur jusqu’a des profondeurs de l’ordre de 1 a 2 kms de profondeur, la ou la chaleur atteint 30 a 60°C. Une autre solution existe pour chauffer sa maison, c’est la solution du chauffage thermodynamique. Cette technique consiste a recuperer a l’aide d’une pompe a chaleur, la chaleur naturelle de l’atmosphere, pompee vers un premier echangeur contenant le fluide frigorigene. La compression de ce fluide va augmenter sa chaleur et ensuite, un second echangeur va transmettre la chaleur du fluide dans le circuit de chauffage de la maison.

Ce processus peut s’utiliser aussi bien en hiver qu’en ete car le systeme peut etre inverse afin d’avoir un chauffage en hiver et une climatisation en ete. L’inconvenient de ce systeme est qu’il faut brancher la pompe a chaleur sur le reseau electrique de la maison mais ceci est avantageux et ecologique, au niveau du chauffage seulement. [pic] Principe de fonctionnement du chauffage thermodynamique [pic] Schema d’installation de chauffage thermodynamique Un moyen qui est moins connu et dont on parle moins est la biomasse, ce systeme regroupe toutes les matieres organiques qui peuvent devenir des sources d’energie.

Ces matieres organiques proviennent des plantes qui accumulent l’energie produite par le soleil, cette energie est captee grace a la chlorophylle. La biomasse provient egalement des dechets issus de la sylviculture, c’est-a-dire des forets, le bois morts par exemple. La biomasse est constituee de trois constituants principaux :

– La biomasse lignocellulosique est constituee de paille, de bois et du fourrage.

– La biomasse a glucide est composee des cereales, des betteraves sucrieres et de la canne a sucre.

– La biomasse oleagineuse est riche en lipide, elle se compose par xemple du colza, de palmier a huile… Pour produire de l’electricite ou bien pour le chauffage, deux techniques sont utilisees. La premiere est la bioenergie qui consiste a chauffer ces matieres organiques pour recuperer l’energie chimique du bois qui s’obtient par combustion. Cette technique est principalement utilisee pour le chauffage avec les cheminees ou les poeles a bois. Pour cette technique de bioenergie avec du bois, on peut utiliser une cheminee ou bien alors une chaudiere a bois qui consiste a bruler le bois et a redistribuer la chaleur produite dans toute la maison a l’aide de conduits.

Des chaudieres a granules peuvent etre utilisees, le principe est le meme, la difference est juste que ce sont des granules de bois et non des buches qui sont inseres dans la chaudiere. Enfin on peut utiliser une chaudiere a cereales qui chauffe plus car les cereales sont plus concentrees en glucides.

B) Les moyens de production de l’electricite Le moyen le plus utilise par les particuliers pour produire eux meme leur energie est le panneau solaire photovoltaique, cette methode a ete decouverte par le physicien francais Becquerel en 1839.

Ces panneaux solaires utilisent les rayons du soleil pour produire de l’energie qui est ensuite transformee en electricite. Ces panneaux sont realises a base d’une pierre qui est le silicium, qui va ensuite etre transforme pour former des cellules photovoltaiques. Ces dernieres sont des composants electroniques qui, avec la lumiere produisent de l’electricite, cela veut donc dire que plus la lumiere est intense, plus les panneaux produiront d’electricite.

Les cellules photovoltaiques les plus repandues sont constituees de semi-conducteurs, principalement a base de silicium et plus rarement d’autre semi-conducteurs : sulfure de cadmium, tellurure de cadmium. Elles se presentent generalement sous la forme de fines plaques, rondes ou carrees, d’une dizaine de centimetres de cote, prises en sandwich entre deux contacts metalliques, pour une epaisseur de l’ordre du millimetre. Le silicium est actuellement le materiau le plus utilise pour fabriquer les cellules photovoltaiques.

On l’obtient par reduction a partir de silice, compose le plus abondant dans la croute terrestre et notamment dans le sable ou le quartz. La premiere etape est la production de silicium dit metallurgique, pur a 98% « seulement », obtenu a partir de morceaux de quartz provenant de galets ou d’un gisement filonien (la technique de production industrielle ne permet pas de partir du sable). Le silicium de qualite photovoltaique doit etre purifie jusqu’a plus de 99,9%, ce qui s’obtient en transformant le silicium en un compose chimique qui sera distille puis retransforme n silicium. On estime qu’il faut 2 a 3 ans d’utilisation pour qu’un panneau solaire photovoltaique produise l’energie necessaire qu’il a fallu pour sa production. Il existe plusieurs technologies pour les modules photovoltaiques :

– Les modules solaires monocristallins qui ont un meilleur rendement au metre carre. En general cette technologie est utilisee pour des espaces restreints. Le probleme qui se pose avec cette technologie est que les couts sont plus onereux qu’une installation classique ce qui est un frein a son developpement. Les modules solaires polycristallins sont des modules qui peuvent etre fabriques a partir de dechets electroniques, c’est actuellement la technologie la plus utilisee car elle a une duree de vie tres elevees (environ 35 ans) et son cout est assez interessant.

– Les modules solaires amorphes, c’est la technologie qui a le plus d’avenir car ce sont des modules souples et ce sont ceux qui produisent le mieux avec une lumiere faible. Le probleme de cette installation est que le silicium amorphe a un rendement divise par deux par rapport a celui du cristallin classique ce qui necessite une surface plus importante pour un rendement egal. pic] Cellule photovoltaique Le courant qui est produit grace au soleil est un courant continu qui ne peut etre utilise pour l’electricite d’une maison, c’est pourquoi, un onduleur est necessaire a la sortie du panneau photovoltaique afin de transformer le courant continu en courant alternatif. [pic] Schema d’installation d’un panneau solaire L’autre moyen de production de l’energie est l’eolienne qui est tres peu utilisee par les particuliers car son cout est plus eleve, son installation est complexe et cela demande une surface beaucoup plus importante pour qu’elle puisse fonctionner.

Elles sont generalement utilisees par les collectivites comme les mairies ou encore l’Etat afin de faire profiter les menages de l’electricite qu’elles produisent. Les eoliennes utilisent la force du vent pour produire de l’electricite, elles transforment l’energie cinetique du vent en energie electrique. Une eolienne se compose de quatre elements :

– Le mat qui permet de placer le rotor a une hauteur suffisante pour que ce dernier puisse fonctionner au mieux. Dans le mat se trouve la plupart des composants electriques et electroniques.

– Le rotor qui se compose de trois pales et du nez de l’eolienne.

Ce rotor est couple a un generateur electrique qui recupere l’energie cinetique produite par la rotation des pales. – La nacelle qui est montee au sommet du mat et qui regroupe tous les composants pour que l’eolienne puisse fonctionner (composants mecaniques, pneumatiques, composants electriques et electroniques). – Un poste de livraison est situe pres du parc eolien pour recuperer l’energie produite par les eoliennes et le redistribuer dans le reseau electrique pour qu’il soit ensuite redistribue vers les particuliers et les entreprises. [pic]

Schema d’une eolienne de type aerogenerateur Pour choisir l’emplacement d’une eolienne on va etudier l’endroit ou les vents sont les plus forts et les plus reguliers. Un site ou les vents sont de 30 km/h est beaucoup plus productif qu’un lieu ou les vents sont de 15 km/h. L’autre critere pour choisir l’emplacement d’un parc eolien est la direction du vent. Si de grands obstacles, comme une montagne, sont trop proches du parc eolien, alors la production ne pourra pas etre optimale. On peut choisir des emplacements plus propices aux vents forts et reguliers.

Il y a tout d’abord des lieux ou il y a un effet tunnel, par exemple entre deux immeubles ou deux cols de montagnes, les vents sont generalement plus forts donc plus propices a la mise en place d’un parc eolien. Le deuxieme emplacement de choix sont les lacs ou les oceans (parcs offshore) ou aucun obstacle ne peut ralentir le vent. Une eolienne de 2 MW peut produire jusqu’a 2 millions de watts. Pour que ce rendement soit atteint il faut que les vents soient de l’ordre de 90 km/h, en dessous de cette vitesse l’eolienne produit moins d’energie et au dessus de cette vitesse, l’eolienne s’arrete.

C’est une securite mise en place pour que les pales ne se detachent pas. Une eolienne de 2 MW fonctionnant a pleine puissance pendant 1/4 de l’annee produit 4 a 5 millions de kWh, soit l’electricite domestique consommee par 4 000 personnes en moyenne (hors chauffage). Ces types d’eoliennes sont utilises dans de grands espaces, mais dans les villes, ou l’espace est plus restreint, on va utiliser des eoliennes de plus petites tailles que l’on va pouvoir placer sur un toit par exemple. Ce sont generalement des eoliennes a axe vertical qui servent a alimenter de petits equipements.

Il est difficile avec des eoliennes verticales situees sur un toit de produire toute l’energie necessaire pour qu’un batiment soit autonome energetiquement. Le type d’eolienne le plus utilise est le systeme Savonius qui est le plus interessant car il est peut encombrant et assez silencieux, ce systeme demarre a faible vitesse et presente un couple assez important. Certains systemes avec un axe vertical sont composes d’ailes qui se deploient quand les vents sont faibles et qui se rentrent quand les vents sont forts. Cela permet a l’eolienne de fonctionner quelque soit la force du vent.

En ce qui concerne les particuliers ou encore les entreprises, certains utilisent des eoliennes pour s’alimenter en energie. Je pense par exemple au directeur de ZARA qui a choisi d’alimenter toutes ses usines de fabrications de vetements grace a une eolienne. Cela lui permet d’economiser et de faire baisser ses couts de production car il produit lui meme son electricite. En France, a Saint Herblain, un projet est en route pour fabriquer un batiment autonome au niveau energetique. Ce projet va etre realise par l’architecte Jean-Luc COUSIN et la maitrise d’ouvrage sera realisee par l’entreprise ARA.

En effet, 3 eoliennes de 11 metres de haut serviront a produire l’electricite pour le chauffage, la climatisation et la ventilation. En ce qui concerne le reste du batiment il ne sera relie a aucun reseau electrique, l’electricite sera produite par une pile a combustible, des panneaux solaires, les eoliennes ainsi que la geothermie. La troisieme technique de fabrication de l’energie est le biogaz, cette derniere est utilisee grace aux dechetteries ou aux stations d’epuration qui rejettent essentiellement du methane issu de la fermentation des matieres organiques.

Le methane etant un puissant gaz a effet de serre, cette technique est souhaitable pour l’environnement, le biogaz permet de recolter ces gaz et d’empecher qu’ils s’evaporent dans l’atmosphere. Pour que l’energie soit produite a partir de ce gaz, il faut qu’il y ait combustion car cette derniere va entrainer des vapeurs qui vont etre transformees en electricite. [pic] Le principe des usines de methanisation est de recolter les ordures menageres pour en faire de l’electricite.

Les dechets sont achemines vers deux lignes de traitements, une premiere qui traite les ordures menageres residuelles et une deuxieme qui traite les bios dechets, c’est-a-dire les dechets qui sont fermentescibles. Dans un second temps, un deuxieme tri est fait pour eliminer les dechets indesirables. Une fois cette etape de tri passee, les dechets vont continuer leur chemin, toujours sur deux lignes separees. Pour les ordures menageres residuelles, elles vont passer dans des bioreacteurs qui ont pour but d’accelerer la degradation des matieres organiques et de separer les matieres plastiques de ces dechets.

Ensuite, ces dechets sont achemines dans des tremies d’approvisionnement de digesteurs. Les dechets vont passer 20 jours dans ces digesteurs, ce sont de grandes cuves de beton ou il n’y a pas d’air et ou la temperature est comprise entre 50 et 60°C. Le biogaz produit par ces digesteurs est capte par le toit de l’usine et pourra ensuite servir a la production d’electricite. La plus grande centrale biomasse au monde va etre installee au Pays de Galles, dans la ville de Port Talbo. Cette centrale fonctionnera a base de copeaux de bois et produira 350 MW par an.

Cela permettra de produire de l’electricite pour la moitie des foyers gallois. La derniere facon de produire de l’energie est l’energie hydraulique. En France, cette technique est utilisee pour fabriquer de l’electricite principalement grace aux barrages. Le but de cette technique est de recuperer l’energie produite par l’eau, cette solution existe depuis des siecles, grace notamment aux moulins a eau qui utilisaient la force du courant pour faire tourner une roue qui faisait tourner le moulin, c’etait a l’epoque une energie mecanique.

L’energie produite par les marees ou encore par les cours d’eau est appelee energie cinetique. Pour que cette energie cinetique soit transformee en energie electrique, il faut qu’une turbine soit placee dans le cours d’eau afin que cette derniere tourne pour ensuite rediriger l’energie vers un alternateur qui va transformer cette energie en electricite et ainsi la redistribuer vers le reseau electrique. Pour produire cette electricite, de grandes centrales hydroelectriques ont ete construites. Ce sont de grands barrages avec des turbines qui produisent l’electricite. pic][pic] Centrale hydroelectrique en Autriche [pic] Principe de fabrication de l’electricite avec la methode d’hydroelectricite En France, un projet ayant pour but de produire de l’electricite a partir des vagues de l’ocean devrait voir le jour d’ici 2010 au large du Croisic. Ce systeme est appele houlomoteur et sert a recuperer l’energie des vagues pour la transformer en electricite. Selon les estimations, l’energie des vagues est la plus importante ressource par rapport a l’energie des marees, des courants et l’energie thermique des mers.

Le projet qui va etre mis en place au large du Croisic servira egalement a effectuer des travaux de recherches sur les oceans. Cette base a une vocation internationale, elle devrait servir a mettre au point des systemes performants pour produire de l’electricite a partir de la houle car ce projet n’est qu’un prototype mais il est deja tres prometteur. II) Les moyens pour ne pas perdre l’energie produite Dans cette partie nous allons voir deux sous parties, une premiere qui va traiter des materiaux que l’on utilise pour la construction d’une maison ecologique et dans une deuxieme sous partie, on traitera des isolants ecologiques.

A) Les maisons ecologiques ayant des isolants naturels Le premier materiau qui est le plus utilise est la combinaison terre-paille. En effet, cette combinaison de ces deux materiaux issus de l’agriculture est la plus utilise et la plus connue car son cout est tres attractif. Le principe de cette methode est de fabriquer une ossature en bois, le chassis de la maison, ou l’on va ensuite introduire ce melange de terre-paille a l’interieur du chassis.

Pour que ce melange soit completement homogene, il est fabrique sur place, le principe est de prendre de la paille que l’on va imbiber de barbotine, qui est de la terre argileuse liquide, puis on va laisser ce melange s’egoutter pendant quelques heures. En ce qui concerne « l’assemblage », tout se fait a la main. Une fois que le melange terre-paille a ete egoutte, on va le tasser manuellement dans l’ossature en bois qui a ete realisee prealablement. L’avantage de cette technique est que l’ossature en bois est completement integree dans le mur, elle n’est plus apparente car le melange terre-paille recouvre les planches de coffrage.

Le seul petit inconvenient de cette methode est le temps de sechage, car en ete, la ou il fait le plus chaud, il faut compter 4 a 6 semaines pour que les murs exterieurs sechent et soient ensuite enduits. Pour l’interieur, il faut attendre environ 6 mois avant de pouvoir mettre l’enduit. Si cette technique commence a se developper c’est parce que son cout est tres interessant. Pour un metre carre de 30 centimetres d’epaisseur, il faut compter 13 euros contre 25 euros du metre carre pour un mur en parpaing, laine de verre et plaque de platre.

L’autre avantage de cette technique est qu’elle permet de construire des murs qui sont perspirants, homogenes, sans ponts thermiques, avec de l’inertie et une tres bonne isolation pour seulement 30 centimetres d’epaisseur. En ce qui concerne l’isolation, ce melange de terre-paille est tres bien adapte car la chaleur est maintenue dans la maison en hiver et la fraicheur est presente aussi en ete. Mais, ces performances thermiques vont evoluer suivant la densite du melange. Pour connaitre la densite du melange, les entreprises vont realiser des etudes pour connaitre le melange optimal a mettre en place. pic] Ossature en bois d’une maison realisee en terre-paille [pic] Remplissage de l’ossature en bois L’inconvenient de cette technique est que son cout de fabrication est faible (13 euros par metre carre) mais son cout de pose est le double d’une maison classique en parpaing, laine de verre et plaque de platre. Il faut compter environ 200 euros du metre carre avec la matiere premiere et la main d’’ uvre. Cette difference de prix s’explique par le fait que cette methode est assez longue a realiser, mais surtout par le prix de l’energie qui est bon marche.

En effet, pour construire une maison en terre-paille, il faut de la main d’’ uvre et les machines ne servent pas pour ce genre de construction. Ce cout est donc plus eleve car le salaire des ouvriers est plus cher que l’electricite necessaire pour les machines qui sont plus utilisees pour une construction classique. Un autre style de maison ecologique existe aussi, ce sont les maisons en bois qui se developpent car elles se melangent aux maisons traditionnelles, leur style a beaucoup evolue au fil du temps.

L’avantage de ce materiau est qu’il a une duree de vie tres elevee, de plus il est biodegradable, recyclable et enfin si la maison se deteriore ou doit etre detruite, le bois est une tres grande source d’energie quand on le brule. Ce type de construction est tres avantageux pour l’environnement car une maison en bois demande tres peu d’energie contrairement a une construction de maison classique ou il faut fabriquer du ciment, des parpaings et autres materiaux.

Pour les maisons en bois, il suffit juste d’avoir les troncons de bois prealablement tailles et les huisseries afin de fixer tous les elements ensembles. L’economie d’energie pour la construction d’une maison en bois a ete estimee a environ 10 fois inferieur a celle d’une maison traditionnelle. L’autre point concernant l’environnement est l’emission de CO2 qui est inferieur de moitie a celle de la construction des materiaux necessaires a la construction d’une maison traditionnelle.

De plus le bois emmagasine le CO2, cela signifie que plus la quantite de bois est grande, moins de gaz a effets de serre seront degages dans l’atmosphere. Au niveau energetique, une maison en bois est plus economique qu’une maison traditionnelle car sur les maisons en bois, plusieurs facteurs interviennent, notamment l’implantation de la maison, son orientation, le type d’enveloppe de la maison ainsi que le choix du chauffage joue un role important pour economiser de l’energie.

Pour un meilleur rendement du chauffage, on peut utiliser des panneaux en fibre de bois que l’on place a l’exterieur ou a l’interieur de la maison pour que la chaleur soit refletee ou infiltree dans la maison. [pic] Il existe 4 techniques pour la construction de maisons en bois : – Le bois massif empile : cette technique consiste a empiler des rondins ou des madriers de facon horizontale. Cette technique se retrouve beaucoup sur les chalets de montagne. Cette technique permet de realiser des maisons plus modernes avec des volumes plus importants. Le colombage : on retrouve cette technique pres de Deauville, elle consiste a mettre des madriers verticalement et horizontalement entre lesquels on va remplir de torchis, de briques ou de terre. – L’ossature bois : cette technique est directement tiree du colombage, car la structure de la maison est egalement faite de traverses en bois mais qui sont moins importantes et leur ecart est plus faible pour permettre de fixer des panneaux a base de bois pour une bonne rigidite. L’avantage de cette technique est que l’on va disposer entre les traverses un isolant qui offre un excellent confort thermique et acoustique.

Cette technique ne se distingue pas des autres par son aspect esthetique car on va venir recouvrir les parois interieures de platre par exemple et les facades exterieures avec de l’enduit ou de la pierre. – Le poteau poutre : cette technique consiste a placer de grandes poutres avec un espace de quelques metres pour pouvoir ensuite placer des baies vitrees. Cette technique se mele principalement avec des maisons en ossature bois car on peut beneficier du confort thermique et acoustique mais aussi beneficier des plaisirs esthetiques des poteaux poutres pour avoir de grands volumes.

Enfin, le dernier type de maisons ecologiques sont les yourtes, ces maisons sont originaires de Mongolie, elles sont utilisees par les nomades Turkmenes, Kirghiz, Kazakhs, Ouzbeks, Kalmouks, Bouriates et Mongols et ont ete developpees par les pays occidentaux afin de les rendre habitables pour nos civilisations. La forme de ce type d’habitation est etudiee pour resister a des vents tres violents et est montable et demontable en une demi-journee. Les yourtes ayant pour usage d’habitation, sont fabriquees en bois massif et donc 100% naturelles, les huiles qui servent a proteger le ois sont egalement naturelles. Ce type d’habitation a un cout de fabrication faible car pour une yourte d’environ 72 m? ou 230 m3, il ne faut qu’une tonne et demie de bois. De plus son implantation est assez simple car comme son poids est assez faible, il n’y a pas besoin de fondation en beton, il faut seulement un sol stabilise afin de placer les pieds de la yourte le mieux possible. Un avantage qui est possible qu’avec ce type d’habitation est que pour la construction de yourtes, il faut un terrassement minime ce qui evite le passage d’engins qui deteriorent le terrain.

Cela permet donc de profiter de son jardin assez rapidement. Pour le revetement exterieur, on utilise une toile qui va servir a proteger la yourte des intemperies, elle est constituee de vinyle pour le toit et le bas des murs et en vinyle et coton respirant pour le haut des murs. Ces materiaux sont une entorse ecologique car ils sont constitues a 100% a base de petrole mais d’autres materiaux comme la laine de brebis ou de mouton existent pour respecter l’environnement. Ces toiles sont garanties 8 ans pour les murs et 10 ans pour le toit.

Le gros avantage de cette solution est que cette matiere est tres legere. En effet, une toile que l’on va disposer sur le toit de la yourte pese environ 100 kg alors qu’un toit traditionnel en tuile pese environ 3. 5 tonnes pour une surface identique. En ce qui concerne la fabrication de la yourte, les pieds sont poses sur des plots en beton, ce qui signifie que la yourte est un petit peu surelevee, c’est pour cela qu’un vide sanitaire va etre installe entre le sol et le plancher de la yourte.

Pour une bonne isolation, le plancher est constitue de deux lames avec entre les deux un isolant pour eviter des penetrations de fraicheur dans la yourte. Pour l’isolation des murs on peut utiliser de la couverture de laine de mouton qui varie de une a trois couches suivant le climat. Toutes les cloisons de l’habitation ainsi que les escaliers sont constitues en bois massif, ce type de maison est 100% naturel, hormis les toiles exterieures suivant le choix des proprietaires.

En ce qui concerne le chauffage interieur de la yourte, on peut utiliser une pompe a chaleur qui est assez ecologique et les pompes a chaleur sont reversibles chaud/froid. Autrement une methode de chauffage plus simple est utilisee, c’est le poele a bois car son autonomie est environ de 10h et il a une bonne inertie thermique. En ce qui concerne l’electricite et la plomberie interieure, tout est realise comme une maison traditionnelle. [pic] [pic] Assemblage de la base Assemblage des murs [pic] [pic] Pose du toit Pose de la toile En ce qui oncerne le budget pour ce type de batiment, il faut compter 10 000€ pour une yourte de 50 metres carres et il faut compter environ 4000€ en plus pour le plancher. B) Les differents types d’isolants ecologiques Pour bien isoler sa maison et ne pas perdre la chaleur que l’on a produite, ecologiquement parfois, on va utiliser certains types d’isolants. Nous allons voir dans cette partie les differents types d’isolants ecologiques, pour rester dans le principe de ce memoire qui est base sur les energies renouvelables et donc sur des techniques ecologiques. Le premier isolant que nous allons voir est la fibre de bois.

Cette technique est obtenue par defibrage thermomecanique des copeaux de bois, la fibre est ensuite transformee en pate par adjonction avec de l’eau puis cette pate est coulee, laminee, sechee puis completee avec des liants naturels ou non qui permettent de produire des panneaux agglomeres avec des densites et des epaisseurs variables. Cet isolant est souvent utilise dans les sous toitures, il etait en general recouvert de bitume mais aujourd’hui, on utilise plus du latex pour le recouvrir ou bien de la paraffine pour le proteger des infiltrations d’eau.

Cet isolant a pour avantage d’etre facile a decouper et a travailler. Il etait souvent utilise dans les sous toitures a l’epoque mais aujourd’hui, avec les differentes epaisseurs et densites, on peut donc l’utiliser pour d’autres usages comme pour l’isolation des planchers ou des murs. Cette methode d’isolation est avantageuse en ete car elle permet un dephasage thermique, c’est-a-dire que la maison reste fraiche malgre la chaleur exterieure car la chaleur met du temps a penetrer dans les parois. Pour le prix de cette technique, elle varie suivant la densite et l’epaisseur des panneaux de fibres de bois.

Les prix peuvent donc aller de 11 a 48 euros le metre carre pour un panneau d’une epaisseur de 10 centimetres. Le deuxieme type d’isolant est la ouate de cellulose. Cette technique est tres ancienne car elle est utilisee depuis les annees 1930 aux Etats-Unis et en Scandinavie. La ouate de cellulose est la methode d’isolation ecologique la plus utilisee en France car c’est la technique qui a le meilleur rapport qualite/prix. La ouate de cellulose est composee de flocons, agglomeres de vieux papiers dechiquetes ou de boues papetieres.

Cette methode a de fortes qualites thermiques et phoniques mais elle a aussi une forte resistance au feu. De plus, elle est aussi tres agreable en ete car son dephasage est assez grand. En effet, dans des laines normales, la chaleur met environ 3 heures a penetrer alors qu’avec la ouate de cellulose, il faut environ 15 heures a la chaleur pour penetrer dans la cloison. Il existe plusieurs techniques pour installer cet isolant. On peut tout d’abord le deposer a la main ou avec une machine soufflante quand la ouate de cellulose est seche. Il suffit juste de placer la ouate entre les murs.

Le probleme de cette methode est que la ouate fait beaucoup de poussiere et est tres irritante pour la peau et les bronches, c’est pourquoi il est recommande de porter un masque lors de la pose. Une autre methode de pose est souvent utilisee, il s’agit de la projection humide. Cette technique consiste a humidifier la ouate et a la projeter a l’aide d’un appareil sur les murs. Pour une bonne isolation, il faut compter environ 20 centimetres d’epaisseur et cette methode necessite l’installation de caissons sur le mur fait avec des chevrons de bois.

La derniere technique possible sont les panneaux semi-rigides. Cette technique est la meme que les deux autres vues precedemment mais la difference est que les panneaux sont deja fabriques, il faut juste les fixer sur les montants poses prealablement sur les murs ou les planchers. En ce qui concerne le prix de cet isolant, il varie suivant les methodes. Pour la ouate que l’on va inserer dans le mur, il faut compter environ entre 15 et 18 euros le sac de 12 kg. Pour la projection humide, avec la main d’’ uvre, il faut compter entre 20 et 27 euros le metre carre pour une paisseur de 10 cm. Enfin, pour les plaques, qui sont vendues en 1. 20m x 0. 62, il faut compter entre 6 et 26 euros suivant l’epaisseur. Le troisieme type d’isolant est la laine de chanvre. Cette methode est faite a partir des tiges de la plante qui sont tres fibreuses, ce qui permet de fabriquer de la laine qui va servir pour isoler les maisons. La laine de chanvre a les memes proprietes isolantes que la laine minerale mais l’une est vegetale et l’autre non. Cet isolant est tres efficace au niveau thermique mais egalement phonique.

Ce dernier est souvent utilise lors de la fabrication des maisons pour les murs ou encore pour le toit, avec la partie interne de la tige du chanvre, en la melangeant avec du sable ou de la chaux on peut obtenir du beton de chanvre. On peut l’utiliser pour les sols, la toiture ou encore comme enduit pour recouvrir les exterieurs. Pour construire une maison en beton de chanvre, il faut faire une ossature en bois. L’un des avantages de cette technique est que le beton de chanvre est permeable a la vapeur d’eau ce qui lui permet d’absorber la vapeur quand l’air est trop humide et de le restituer quand il s’asseche.

En ce qui concerne le cout de cette methode, il est de 15 euros du metre carre pour 10 cm d’epaisseur pour la laine de chanvre et 17 euros pour un panneau. Pour le beton de chanvre, il faut compter 500 euros pour un metre cube. Le quatrieme type d’isolation est le liege. Pour que le liege devienne un isolant, il est reduit en granule puis expanse a la vapeur. Une fois que les granules brunissent, ils vont se dilater et se reunir pour former un agglomere. Le probleme de cette methode est qu’elle est limitee car les chaines a liege ne sont pas une ressource inepuisable.

Cet isolant sert principalement pour les endroits humides comme les dalles de rez de chaussee, les fondations ou encore les soubassements car il est imputrescible et incompressible ce qui signifie que le liege ne peut pas pourrir mais on peut aussi tres bien l’utiliser comme isolant thermique ou phonique, il est considere comme l’un des meilleurs isolants. En effet il permet une tres bonne isolation que ce soit pour le froid ou encore pour la chaleur. De plus, il ne pourrit pas avec l’age, la preuve en est avec les bouteilles de vin qui peuvent se conserver tres longtemps avec des bouchons de liege.

Le liege peut etre produit de trois facons : – En plaque – En plaques bouvettes, qui evitent les ponts thermiques et sont plus rapides a poser – En granule Installation des panneaux de liege Enfin, le dernier type d’isolant est la laine de mouton, c’est l’un des meilleurs isolants thermiques car la laine qui est prelevee sur les moutons a pour but de proteger les moutons du froid. Une fois que le mouton a ete tondu, on va recolter la laine, la trier, la demeler puis la laver. Elle est en general vendue en vrac ou en rouleau, comme la laine de roche. On l’utilise generalement pour isoler les planchers ou les combles des toits.

L’avantage de cette laine est qu’elle peut absorber jusqu’a 30% de son poids en vapeur d’eau sans que son pouvoir isolant soit affecte. Le probleme de cette laine de mouton est que les insectes comme les mites sont tres friants de cette laine, c’est pourquoi, des traitements naturels sont utilises pour lutter contre ces mites ou autres insectes. Pour une bonne isolation, il faut compter environ 10 kg par metre carre. Pour isoler des murs ou une toiture, on va utiliser de la laine en rouleau et pour les planchers de combles, on va mettre de la laine de mouton en vrac sur le sol en la projetant avec une machine. [pic]

Panneaux de laine pour isoler un toit L’avantage de cette methode d’isolation est que cette ressource est inepuisable et renouvelable. La conductivite thermique de la laine de mouton est superieure a celle des laines minerales. De plus elle est difficilement inflammable et la fumee degagee par cette laine n’est pas toxique. CONCLUSION Pour conclure sur ce sujet, nous avons vu tout au long de ce memoire que beaucoup de nouvelles methodes ont ete mises au point pour economiser l’energie et pour ralentir le rechauffement climatique de la Terre. En effet des methodes ont ete developpees pour produire de l’energie de facon ecologique.

Profitant de la nature, on produit desormais de l’energie grace au vent, au soleil, a l’eau, avec les eoliennes, les panneaux photovoltaiques, les centrales hydroelectriques et enfin, grace aux dechets avec la methode de la methanisation (biogaz). Mais hormis le fait de produire de l’energie grace a la nature, on peut aussi chauffer sa maison avec la chaleur du sous sol, avec la geothermie ou bien encore avec la chaleur atmospherique, grace a la methode du chauffage thermodynamique. Nous avons vu que la biomasse pouvait servir a produire de l’energie mais elle permet aussi de chauffer sa maison avec une chaudiere adaptee a cette technique.

Dans la deuxieme partie du memoire, j’ai developpe les facons de ne pas perdre l’energie que l’on a produite ou bien que l’on achete a EDF. Tout d’abord, j’ai developpe les maisons ecologiques qui sont fabriquees avec des materiaux ecologiques comme les maisons en bois ou les yourtes, les maisons avec un melange de terre-paille qui permet une isolation naturelle. Outre ces maisons faites avec des materiaux ecologiques, il y des materiaux qui ont ete developpes grace aux produits de la nature afin d’isoler les maisons au niveau thermique et acoustique.

Je pense notamment aux murs isoles avec de la laine de mouton ou encore de la laine de chanvre, issue directement des plantes. Ces techniques sont entierement recyclables et renouvelables. J’ai donc developpe dans ce memoire les moyens de lutter contre le rechauffement climatique et d’utiliser la nature pour ce qui concerne la construction et l’utilisation d’une maison au plan energetique. Il faut maintenant voir si ces nouvelles methodes de productions energetiques vont continuer de se developper pour que la majorite des personnes puissent se fournir en energie par leur propre moyen ou bien utiliser de l’energie produite ecologiquement.

Il en va du respect de la planete pour la preservation de nos generations futures… Je soussigne CHAILLEUX Charles-Edouard certifie avoir realise personnellement ce memoire sans reproduction in extenso du texte d’un auteur ou d’un texte publie dans une revue ou disponible sur internet. SYNTHESE Ce memoire m’a permit d’apprendre beaucoup de choses en ce qui concerne les technologies qui se developpent pour reduire les emissions de gaz a effet de serre. Les Etats aident beaucoup les entreprises et les particuliers qui se specialisent dans ce domaine car les nouvelles methodes de fabrication de l’energie sont l’avenir.

Nous savons que la consommation d’energie est une source du probleme du rechauffement climatique, c’est pourquoi la production d’energie « propre » ainsi que les methodes pour garder cette energie produite sont tres importantes. Les recherches que j’ai effectuees ne m’ont pas permit d’apprendre beaucoup de choses sur les installations qui se developpent mais j’ai beaucoup appris sur le fonctionnement de ces installations. Je parle principalement de l’energie hydroelectrique ou encore du biogaz qui est une technique tres interessante car les populations rejettent enormement de dechets organiques.

Cela serait donc tres interessant si ces dechets pouvaient servir a produire de l’energie. Certaines methodes de productions de l’energie semblent preferables suivant les regions d’implantations. Des champs de panneaux photovoltaiques seraient plus adaptes dans des regions comme le sud de la France ou l’exposition est beaucoup plus importante qu’au nord. Pour le nord, on pourrait plus utiliser l’energie eolienne car les vents sont plus forts, sur la cote principalement ou encore en mer comme certains projets qui sont evoques.

Pour la methode du biogaz, cette methode est aussi interessante car elle permettrait de recycler les dechets au lieu de les stocker dans des pays comme l’Afrique qui servent de « poubelles » pour les pays industrialises. En ce qui concerne les isolants, je ne pensais pas qu’il en existait autant qui etait naturel et ecologique. J’ai ete surpris par la laine de mouton qui pouvait servir d’isolant pour une maison et qui etait tres efficace. Je me suis egalement apercu que la laine etait un isolant qui etait tres utilise, que ce soit de la laine de chanvre, de la laine de bois ou encore de la laine de mouton.

Hormis ces isolants, des methodes de constructions ecologiques et isolantes a la fois se developpent egalement. En effet, les yourtes progressent beaucoup dans les pays occidentaux, elles sont encore tres marginalisees et les collectivites acceptent peu la construction de ce type d’habitation. Pour l’isolation d’une yourte il faut une toile mais les constructions avec du beton de chanvre par exemple permettent de supprimer les isolants dans la maison.

La structure du beton permet deja une bonne isolation. Pour terminer, je peux dire que la realisation de ce memoire a ete tres interessante car c’est un sujet d’actualite dont on parle de plus en plus. J’ai choisis ce sujet car je m’interessais a un projet sur un lotissement totalement autonome mais apres discussions avec l’un de mes professeurs, je me suis oriente vers une partie de ce projet. Mon but etant au bout de mes 3 annees a l’ESPI d’avoir fait les recherches necessaires pour ce projet. [pic]