Conception Énergétique des Bâtiments

100 cards

L'architecture énergétique des bâtiments aborde la conception de bâtiments performants sur le plan énergétique, en intégrant des aspects tels que l'isolation, la ventilation, les apports solaires et la gestion de l'énergie.

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Review

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Question

Quel est le rôle central de l'architecte face aux labels énergétiques ?

Answer

Demeurer le chef d'orchestre du projet, qui doit comprendre, arbitrer et décider au-delà des outils d'aide à la décision.

Question

Quelle crise a mené aux premières réglementations thermiques en Belgique ?

Answer

Les chocs pétroliers de 1973 et 1979, qui ont révélé la dépendance énergétique des États européens.

Question

Qu'a introduit la directive européenne PEB de 2002 ?

Answer

Des indicateurs de performance énergétique des bâtiments, comme les niveaux Ew et Espec en Wallonie.

Question

Quelle nouvelle garantie s'ajoute aux responsabilités de l'architecte ?

Answer

La garantie énergétique, car la société attend des bâtiments sobres, sanitaires et écosystémiques.

Question

Quels sont les trois principes de Sir Alex Gordon ?

Answer

Long life (robuste), loose fit (adaptatif) et low energy (économe en ressources).

Question

Quelle est la tension entre efficacité et résilience ?

Answer

L'efficacité pousse à la spécialisation (vulnérable), la résilience privilégie la redondance et la flexibilité (moins optimisée).

Question

Comment une directive européenne définit-elle la performance énergétique ?

Answer

La quantité d'énergie nécessaire pour répondre aux besoins normaux du bâtiment (chauffage, refroidissement, ventilation, ECS, éclairage).

Question

Quelle part de l'énergie primaire en Europe les bâtiments consomment-ils ?

Answer

Les bâtiments représentent près de 40 % de la consommation d'énergie primaire en Europe.

Question

Que signifie l'approche low-tech en architecture ?

Answer

Privilégier les solutions simples, résilientes, accessibles et réparables, en misant sur l'enveloppe plutôt que les systèmes.

Question

Citez un principe de conception de l'approche low-tech passive.

Answer

La sobriété : concevoir simplement, avec juste ce qu'il faut de technologie, et pas plus.

Question

Citez un exemple historique de bâtiment low-tech passif.

Answer

Les Torfbæir (maisons de tourbe) en Islande, la Maison Feuillette (1921), ou le navire polaire Fram (1883).

Question

Que signifie la passive survivability ?

Answer

La capacité d'un bâtiment à maintenir des conditions habitables sans systèmes mécaniques alimentés par le réseau.

Question

Dans la classification de Köppen, que signifie la lettre 'C' ?

Answer

Elle désigne un climat tempéré, caractérisé par un hiver doux et un été variable.

Question

Que signifie le code climatique Köppen 'Cfb' ?

Answer

Un climat océanique tempéré, avec des précipitations régulières et un été tempéré, comme à Bruxelles ou Paris.

Question

Quel est l'objectif du Green Deal pour l'Europe en 2050 ?

Answer

Atteindre la neutralité carbone d'ici 2050 pour l'ensemble de l'Union européenne.

Question

À partir de quand les nouveaux bâtiments devront-ils être ZEB ?

Answer

À partir de 2030 pour les bâtiments privés et 2028 pour les bâtiments publics (Zero-Emission Building).

Question

Quel est le premier principe de la thermodynamique ?

Answer

L'énergie est une grandeur qui se conserve : elle ne peut être ni créée ni détruite, seulement transformée.

Question

En architecture, comment se traduit principalement le stockage d'énergie ?

Answer

Par l'inertie thermique des matériaux lourds (béton, pierre) et par l'intégration de batteries.

Question

Quelle est la différence fondamentale entre chaleur et température ?

Answer

La chaleur est une quantité d'énergie (en Joules), tandis que la température décrit un état thermique (en °C ou K).

Question

Que caractérise la chaleur massique (C) d'un matériau ?

Answer

Sa capacité à absorber de la chaleur. C'est la quantité d'énergie pour élever 1 kg du matériau de 1°C.

Question

Qu'est-ce que la puissance par rapport à l'énergie ?

Answer

La puissance (en Watts) est la vitesse à laquelle l'énergie (en Joules) est transférée ou consommée.

Question

Qu'est-ce que le Volume Protégé (Vp) ?

Answer

L'ensemble des locaux chauffés (directement ou non) et soustraits à l'ambiance extérieure, délimité par la couche d'isolant.

Question

Qu'est-ce que la compacité thermique d'un bâtiment ?

Answer

Le rapport entre son volume protégé (Vp) et sa surface totale de déperdition (At).

C = Vp / At

Question

Comment se calcule la résistance thermique R d'une couche de matériau ?

Answer

En divisant son épaisseur (e) par sa conductivité thermique (

\\lambda

R = e / \\lambda

Question

Comment calcule-t-on la résistance totale d'une paroi multicouches ?

Answer

En additionnant les résistances de chaque couche, y compris les résistances superficielles

R_{si}

R_{se}

Question

Pourquoi Re est-elle nulle pour une paroi contre terre ?

Answer

Car il n'y a pas d'échange de surface par convection ou rayonnement, le transfert se fait uniquement par conduction.

Question

Pourquoi ne doit-on jamais utiliser le

\lambda

de l'air pour une lame d'air ?

Answer

Car l'air n'est jamais immobile. Il faut utiliser les valeurs forfaitaires

R_a

qui intègrent convection et rayonnement.

Question

Qu'est-ce que le coefficient de transmission thermique U ?

Answer

L'inverse de la résistance thermique totale (

U = 1/R_{tot}

). Il exprime un flux de chaleur en W/m²K.

Question

De quoi dépend la performance thermique d'une fenêtre (Uw) ?

Answer

De la performance du vitrage (Ug), du châssis (Uf) et de l'intercalaire (\\Psi_g), pondérée par leurs surfaces.

Question

Quelle est la valeur Ug typique d'un double vitrage moderne ?

Answer

Un double vitrage performant (Low-E, argon) a un Ug d'environ 1,1 W/m²K.

Question

Qu'est-ce qu'une rupture de pont thermique dans un châssis métallique ?

Answer

Un élément isolant inséré dans le profilé pour couper la conduction de chaleur et améliorer la performance du cadre (Uf).

Question

Qu'est-ce que la puissance déperditive par transmission (Ht) ?

Answer

Le flux de chaleur total qui traverse l'enveloppe par transmission pour 1K d'écart entre intérieur et extérieur (en W/K).

Question

À quoi sert le coefficient de correction d'ambiance 'a' ?

Answer

Il ajuste les pertes thermiques pour une paroi en contact avec un espace non chauffé (cave, EANC) où le \\Delta T est réduit.

Question

À quoi sert le niveau K ?

Answer

C'est un indice administratif belge d'isolation globale, comparant le Umoy du bâtiment à une référence (Um,ref) liée à sa compacité.

Question

Quel est le principe de la ventilation selon la norme NBN D 50-001 ?

Answer

L'air neuf entre dans les locaux secs, transite par les circulations, et est extrait par les locaux humides.

Question

Quelle est la différence entre un système de ventilation C et D ?

Answer

Système C : amenée naturelle, extraction mécanique. Système D : amenée et extraction mécaniques, avec récupération de chaleur.

Question

Quel est le débit de ventilation nominal de base dans la PEB ?

Answer

Le débit de base est de 3,6 m³/(h·m²), appliqué à la surface au sol de chaque local avant correction.

Question

Comment détermine-t-on le débit de ventilation hygiénique total ?

Answer

C'est le maximum entre la somme des débits d'amenée et la somme des débits d'extraction, après application des garde-fous.

Question

Qu'est-ce qu'un test d'infiltrométrie (blower door) ?

Answer

Un test qui mesure le débit de fuite d'air de l'enveloppe en la mettant sous une pression de 50 Pa.

Question

Que représente l'indicateur d'étanchéité n50 ?

Answer

Le nombre de renouvellements d'air par heure à 50 Pa (

n_{50} = Q_{50} / Vp

). Il qualifie la performance de l'étanchéité.

Question

Quelle est la valeur n50 maximale pour un bâtiment passif certifié ?

Answer

Le taux de renouvellement d'air

n_{50}

doit être inférieur ou égal à 0,6 h⁻¹.

Question

Comment calcule-t-on la puissance déperditive aéraulique Hv ?

Answer

En multipliant le débit d'air total (sanitaire + infiltration) par la capacité calorifique de l'air (0,34 Wh/m³K).

Question

Citez deux sources principales d'apports internes de chaleur.

Answer

Les occupants (chaleur métabolique) et les équipements électriques (éclairage, ordinateurs, appareils ménagers).

Question

Quelle valeur forfaitaire d'apports internes est utilisée en PEB pour un logement ?

Answer

Une valeur de 4 W/m² de surface de plancher chauffé est généralement utilisée pour les calculs simplifiés.

Question

Quelle technologie d'éclairage est la plus grande source de chaleur ?

Answer

L'ampoule à filament (incandescence), qui convertit environ 95-98% de son énergie en chaleur.

Question

Quelles sont les trois composantes du rayonnement solaire ?

Answer

Le rayonnement direct (du disque solaire), diffus (du ciel) et réfléchi (par l'environnement).

Question

Que représente le facteur de transmission solaire 'g' d'un vitrage ?

Answer

Le pourcentage du rayonnement solaire qui traverse le vitrage et participe aux gains solaires à l'intérieur.

Question

Quel est l'impact d'un vitrage très performant (triple) sur le facteur 'g' ?

Answer

Un vitrage très isolant (Ug bas) a généralement un facteur solaire 'g' plus faible, réduisant les gains solaires.

Question

Qu'est-ce que l'inertie thermique d'un bâtiment ?

Answer

Sa capacité à stocker et restituer la chaleur. Elle agit comme un tampon modérant les variations de température.

Question

Comment la PEB classifie-t-elle l'inertie d'un bâtiment ?

Answer

Via un indice de massivité, basé sur le pourcentage de surfaces massives (lourdes) verticales et horizontales.

Question

Quel est le rôle central de l'architecte face aux nouvelles complexités énergétiques ?

Answer

Il demeure le chef d'orchestre qui doit comprendre, arbitrer et décider, en utilisant les outils comme des aides à la décision et non comme des solutions clé en main.

Question

Quel événement a déclenché les premières réglementations sur l'isolation en Belgique en 1979 ?

Answer

Les chocs pétroliers de 1973 et 1979, qui ont souligné la dépendance énergétique des États européens.

Question

Quel est l'objectif de la directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments (PEB) ?

Answer

Réduire la consommation d'énergie des bâtiments et limiter les émissions de

\mathrm{CO}_{2}

, en introduisant des indicateurs de performance.

Question

Quelle est la différence entre une réglementation (ex: PEB) et un label (ex: BREEAM) ?

Answer

La réglementation vise à pousser les retardataires à l'adoption, tandis que les labels poussent les innovateurs vers des performances plus élevées.

Question

Quels sont les 3 principes de conception de Sir Alex Gordon ?

Answer

Long life (robuste), loose fit (adaptatif) et low energy (économe en ressources).

Question

Comment se manifeste la tension entre efficacité et résilience dans un bâtiment ?

Answer

L'efficacité requiert une spécialisation qui rend vulnérable, tandis que la résilience privilégie la redondance et la flexibilité, parfois au détriment de l'efficacité.

Question

Comment la directive EU définit-elle la « performance énergétique » ?

Answer

La quantité d'énergie nécessaire pour répondre aux besoins normaux du bâtiment (chauffage, refroidissement, ventilation, ECS, éclairage).

Question

Quel est l'objectif principal de l'approche « low-tech passive » ?

Answer

Assurer un confort intérieur en limitant au maximum les consommations, en privilégiant la conception de l'enveloppe plutôt que les systèmes techniques.

Question

Que signifie « low-tech » selon le Low-Tech Lab ?

Answer

Une technologie qui est « utile, durable et accessible », en opposition aux solutions high-tech souvent complexes et fragiles.

Question

Qu'est-ce que la sobriété énergétique selon l'ADEME ?

Answer

La réduction volontaire des consommations d'énergie par des changements de comportements, de modes de vie et d'organisation collective.

Question

Citez un exemple historique de bâtiment « low-tech passif ».

Answer

Les « Torfhaeuser » en Islande, maisons de tourbe assurant une isolation remarquable avec des ressources locales limitées.

Question

Où et quand ont été construits les premiers logements passifs ?

Answer

À Darmstadt, en Allemagne, en 1991, validant scientifiquement la performance du standard.

Question

Quel est le premier principe de la thermodynamique ?

Answer

L'énergie est une grandeur qui se conserve : elle ne peut être ni créée ni détruite, seulement transformée.

Question

Citez trois formes d'énergie pertinentes en architecture.

Answer

Énergie calorifique (thermique), énergie radiative (solaire) et énergie électrique.

Question

Quelle est la différence fondamentale entre énergie et puissance ?

Answer

L'énergie est une quantité (en kWh ou Joules), tandis que la puissance est la vitesse de transfert de cette énergie (en Watts).

Question

Quelle est la différence entre la chaleur et la température ?

Answer

La chaleur est une quantité d'énergie (en Joules), la température est une mesure de l'agitation des molécules (en °C ou K).

Question

Que caractérise la chaleur massique d'un matériau ?

Answer

Sa capacité à absorber une quantité de chaleur pour une augmentation de température donnée. C'est une mesure de son inertie thermique.

Question

Quelle est la formule liant la puissance (P), l'énergie (E) et le temps (t) ?

Answer

P = \frac{E}{t}

. La puissance est l'énergie divisée par le temps.

Question

Quels sont les trois modes de transfert de chaleur ?

Answer

La conduction (à travers un matériau), la convection (par un fluide en mouvement) et le rayonnement (par ondes électromagnétiques).

Question

Qu'est-ce que la conductivité thermique (λ) d'un matériau ?

Answer

La quantité d'énergie (W) traversant 1m d'épaisseur d'un matériau sur 1m² pour 1K de différence de température. Son unité est le W/mK.

Question

Comment calcule-t-on la résistance thermique totale (

R_{tot}

) d'une paroi composite ?

Answer

C'est la somme des résistances de chaque couche, y compris les résistances de surface :

R_{tot} = R_{si} + \sum R_i + R_{se}

Question

Que représentent les résistances superficielles Rsi et Rse ?

Answer

La résistance aux échanges par convection et rayonnement à la surface intérieure (Rsi) et extérieure (Rse) d'une paroi.

Question

Qu'est-ce que le volume protégé (Vp) dans la réglementation PEB ?

Answer

Le volume des espaces où de l'énergie est utilisée pour le chauffage ou le refroidissement, délimité par une enveloppe isolée.

Question

Qu'est-ce que la surface de déperdition ( $A_t$ ) ?

Answer

La somme des superficies des parois séparant le volume protégé de l'extérieur, du sol, et des espaces adjacents non chauffés (EANC).

Question

Que représente la compacité thermique d'un bâtiment ?

Answer

Le rapport entre le volume protégé et la surface de déperdition (

C = V_p / A_t

). Un bâtiment compact a moins de pertes surfaciques.

Question

Qu'est-ce qu'un EANC ?

Answer

Un Espace Adjacent Non Chauffé, comme un garage ou un grenier, qui agit comme un tampon thermique entre le volume protégé et l'extérieur.

Question

Quelle est la formule de la résistance thermique (R) d'une couche de matériau ?

Answer

R = \frac{e}{\lambda}

, où e est l'épaisseur du matériau et λ sa conductivité thermique.

Question

Quelle est la relation entre le coefficient U et la résistance thermique totale ( $R_{tot}$ ) ?

Answer

Le coefficient U est l'inverse de la résistance totale :

U = 1 / R_{tot}

. Il s'exprime en W/m²K.

Question

Pourquoi

R_{se}

est-il considéré nul pour un mur contre terre ?

Answer

Car il n'y a pas d'échange de chaleur par convection ou rayonnement avec la terre, seulement par conduction directe.

Question

Comment est traitée une lame d'air ventilée dans le calcul de la résistance thermique ?

Answer

Sa résistance est nulle. Toutes les couches extérieures à elle sont négligées et la résistance extérieure

R_{se}

est remplacée par

R_{si}

Question

De quels éléments dépend le coefficient Uw d'une fenêtre ?

Answer

Du vitrage (Ug), du châssis (Uf) et de l'intercalaire (Ψg), pondérés par leurs surfaces et longueurs relatives.

Question

Que représente le facteur Ψg (psi) dans le calcul d'une fenêtre ?

Answer

La perte de chaleur additionnelle au pourtour du vitrage, due au pont thermique créé par l'intercalaire (spacer).

Question

Quels sont les 4 systèmes de ventilation (A, B, C, D) ?

Answer

A: Naturel/Naturel. B: Mécanique/Naturel. C: Naturel/Mécanique. D: Mécanique/Mécanique (double flux).

Question

Quel est le principe de circulation de l'air dans un logement selon la PEB ?

Answer

L'air neuf entre par les locaux secs (chambres), transite via les couloirs et est extrait par les locaux humides (cuisine, SDB).

Question

Quel est le débit de ventilation nominal surfacique pour un logement (PEB) ?

Answer

3,6 m³/h par m² de surface au sol, pour les locaux secs et humides, avant application des débits minimums et maximums.

Question

Quel est l'objectif d'un test d'infiltrométrie (Blower Door) ?

Answer

Mesurer le débit de fuite d'air total de l'enveloppe du bâtiment sous une différence de pression standardisée de 50 Pa.

Question

Que représente l'indicateur n₅₀ ?

Answer

Le nombre de renouvellements d'air par heure du volume protégé du bâtiment lorsque la différence de pression est de 50 Pa.

Question

Quel est le principal avantage d'un système de ventilation double flux (type D) ?

Answer

La possibilité d'installer un récupérateur de chaleur qui préchauffe l'air entrant, réduisant ainsi les pertes énergétiques liées à la ventilation.

Question

Quels flux composent la puissance déperditive aéraulique ( $H_v$ ) ?

Answer

Le débit d'air des infiltrations (

Q_{v,in}

) et le débit de ventilation hygiénique (

Q_{v,san}

), le tout multiplié par la capacité calorifique de l'air.

Question

Quel est le débit d'extraction minimum pour une salle de bains ?

Answer

50 m³/h, mais ce débit peut être plafonné à 75 m³/h au maximum.

Question

Citez 3 sources d'apports internes de chaleur dans un bâtiment.

Answer

La chaleur métabolique des occupants, les équipements électriques (ordinateurs, appareils ménagers) et l'éclairage artificiel.

Question

Quelle est la valeur forfaitaire des apports internes utilisée dans la PEB pour un logement ?

Answer

4 W/m² de surface de plancher chauffé.

Question

Quelles sont les 3 composantes du rayonnement solaire qui atteignent une surface ?

Answer

Le rayonnement direct (du soleil), diffus (du ciel) et réfléchi (par l'environnement).

Question

Que représente le facteur solaire (g) d'un vitrage ?

Answer

Le pourcentage du rayonnement solaire total qui est transmis à l'intérieur du bâtiment à travers le vitrage.

Question

Qu'est-ce que l'inertie thermique d'un bâtiment ?

Answer

Sa capacité à stocker de la chaleur dans sa masse et à la restituer plus tard. Elle agit comme un tampon thermique, lissant les variations de température.

Question

Sur quoi se basent les classes d'inertie de la PEB ?

Answer

Sur le pourcentage de parois massives (béton, maçonnerie) par rapport à la surface totale, pour les parois verticales et horizontales.

Question

Qu'est-ce que le niveau K d'un bâtiment ?

Answer

Un indice d'isolation global qui compare la performance moyenne de l'enveloppe (

U_{moy}

) à une valeur de référence, qui dépend de la compacité.

Question

Pourquoi la ventilation est-elle devenue cruciale après 1970 ?

Answer

L'isolation a rendu les bâtiments plus étanches, supprimant la ventilation par les fuites et créant des problèmes d'humidité et de condensation.

Question

Quelle est la valeur U_max exigée pour un mur en Région wallonne ?

Answer

La valeur U maximale pour un mur est de 0,24 W/m²K.

Question

Qu'est-ce que le BNC ?

Answer

Le Besoin Net de Chauffage. L'énergie nécessaire pour compenser les déperditions, après déduction des apports gratuits (solaires et internes).

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