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Quelle projection pour le mix énergétique français à l’horizon 2050 ?

Connaitre le mix énergétique français permet d’appréhender la répartition des différents combustibles énergétiques utilisés à la fois pour produire et pour consommer de l’énergie.

A l’heure de la frugalité des consommations énergétiques et de l’objectif zéro énergie fossile en 2050, il est intéressant de faire un tour d’horizon des sources de production et de consommation énergétique actuelles. Cela afin de faire correspondre la trajectoire énergétique avec la trajectoire de neutralité carbone.

 

Analyse approfondie du mix énergétique français en 2020

Le mix énergétique français a considérablement évolué depuis les années 70. La hausse fulgurante du prix des barils de pétrole en 1973 a eu pour conséquence une redistribution des modes de production énergétique en France. A la suite de ce premier choc pétrolier, la France cherche alors à réduire sa dépendance à l’or noir et déploie un programme nucléaire ambitieux. Dans les 25 ans qui vont suivre, un total de 58 réacteurs vont être construits pour produire de l’électricité.

Production d’énergie primaire en France en 2020 :

 

Répartition de la production d'énergie primaire en France en 2020

Source : Production d’énergie primaire en France par énergie. Ministère de la transition écologique.

 

La production française d'énergie primaire est passée de 514 TWh en 1973 (dont 9 % de nucléaire) à 1 423 TWh en 2020 (dont 75 % de nucléaire). La récente baisse de 8.7% de la production entre 2019 et 2020 est une conséquence directe de la crise sanitaire. Globalement, la production d’énergie fossile charbon et pétrole est marginale à l’échelle nationale. La production de pétrole est estimée à moins d’un million de tonnes par an (en comparaison, les États-Unis produisent 746 millions de tonnes de pétrole par an). Depuis 2017, une loi entérine cette marginalisation avec comme objectif en 2040 la fin des exploitations d’hydrocarbure. Aujourd’hui, aucun nouveau permis de recherche d'hydrocarbures ne peut être accordé en France par l'État.

 

Consommation d’énergie primaire en France en 2020 :

Répartition de la consommation d'énergie primaire en France en 2020 9d16bf93-e0e4-40da-9eb2-6076c8413fd0.jpg

Source : Consommation d’énergie primaire en France par énergie. Ministère de la transition écologique.

 

En 2020, la consommation d'énergie primaire, corrigée des variations climatiques atteint 2571 TWh. Bien que le nucléaire représente environ 70% de l’électricité produite en France, sa part dans la consommation énergétique totale s’élève à 40%. Le pétrole représente un peu moins de 30% de la consommation primaire, avec environ 70 millions de tonnes consommées en 2020. Les consommations d’énergie fossiles à base de charbon et de pétrole ont reculé par rapport à 1990 (-72% pour le charbon ; -27% pour le pétrole) mais dans le même temps, la consommation de gaz naturel a augmenté de 44%. La consommation énergétique d’origine renouvelable a doublé en 30 ans et est dominée par la biomasse solide représentée en quasi-totalité par la filière bois-énergie.

En 2020, la baisse de la consommation primaire est historique, en diminuant de 8,3 %. Elle s’explique principalement par la crise sanitaire et la réduction des déplacements associés.

Consommation d’énergie finale en France en 2020 :

La consommation d’énergie finale en 2020 s’élève à 1492 TWh. Une grande part de l’énergie (36%) est perdue (en transformations et distributions). La consommation énergétique finale se répartie selon les secteurs suivants :

  • Secteur des transports : 30%
  • Secteur résidentiel : 30%
  • Secteur tertiaire : 16%
  • Secteur industriel : 20%
  • Secteur agricole : 4 %

La part des consommations cumulées des bâtiments résidentiels et tertiaires représentent près de la moitié de l’ensemble des consommations nationales. Pour réduire les consommations et s’inscrire dans la stratégie nationale bas carbone, il devient donc nécessaire de :

  • Réhabiliter l’ensemble des bâtiments existants (système d’isolation performant, appareil à basse consommations, etc.) pour réduire les consommations ;
  • Construire les futurs bâtiments avec une enveloppe très performante pour éviter les déperditions et limiter les consommations ;
  • Réduire la dépendance aux énergies fossiles.

 

Le mix énergétique français à l’horizon 2050 : Un report massif vers l’énergie électrique

Les énergies renouvelables représentent 13 % de la consommation d’énergie primaire et 19 % de la consommation finale brute d’énergie en 2020. Ces parts sont en nette augmentation (+70% depuis 2005). Pourtant, bien que la France se classe deuxième à l’échelle du continent pour la production de biomasse solide, d’hydroélectricité, de biocarburants, des déchets renouvelables et de géothermie, elle occupe la 17ème place en Europe vis-à-vis de la part de la consommation finale brute d’énergie produite à partir de sources renouvelables en 2019.

Toutefois, depuis quelques années, le pays s’est doté de lois ambitieuses cadrant la production énergétique d’énergies renouvelables pour les décennies à venir.

 

Répartition de la production d'énergie renouvelable par filière en France en 2020

Figure 1 - Production d'énergie renouvelable par filière en France en 2020. Ministère de la transition énergétique

Toutefois, depuis quelques années, le pays s’est doté de lois ambitieuses cadrant la production énergétique d’énergies renouvelables pour les décennies à venir.

Introduite par la Loi de Transition Energétique pour la Croissance Verte (LTECV), la Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC) prévoit que la consommation d’énergie finale de la France diminue de 40% d’ici à 2050. Il s’agit d’une ambition très forte, dans le haut de la fourchette des stratégies des pays limitrophes, qui conduirait la France à retrouver son niveau de consommation d’énergie de la fin des années 1960.

La SNBC a pour principale ambition l’atteinte de la neutralité carbone à l’horizon 2050 ; ce qui signifie que le volume des émissions nationales de GES doit être absorbé dans la même proportion. Pour atteindre cet objectif, il faut à la fois transformer l’économie et les modes de vie et restructurer le système permettant à l’électricité de remplacer les énergies fossiles comme principale énergie du pays. C’est dans ce cadre que le gouvernement a saisi RTE pour la production d’une étude « futur énergétique 2050 ». Cette étude consiste à modéliser les différents scénarii permettant d’atteindre la neutralité carbone en 2050, avec comme donnée d’entrée l’arrêt des consommations énergétiques d’origine fossile en 2050.

Cette étude nous permet donc de prospecter le mix énergétique français à l’horizon 2050. Les données ci-après sont tirées de celle-ci.

Consommation d’énergie finale à l’horizon 2050 :

La consommation d’énergie finale doit baisser de 40% (SNBC), soit atteindre 930 TWh en 2050. La consommation d’électricité produite sans recours aux combustibles fossiles doit nécessairement augmenter pour remplacer les énergies fossiles. RTE détermine la part de l’électricité dans le mix énergétique à l’horizon 2050 en se basant sur les orientations actuelles (SNBC, plan hydrogène, politiques sectorielles). Elles conduisent à une perspective de hausse modérée de la consommation d’électricité de 35 % en 30 ans. La consommation finale électrique atteindrait alors 645 TWh en 2050 (trajectoire de référence), ce qui représente 55% du mix énergétique consommé contre 25% aujourd’hui.

Projection de la consommation d'énergie finale en France dans la SNBC

Source : Projection de la consommation d’énergie finale en France dans la SNBC. « Futurs énergétiques 2050 » RTE

 

Pour suivre les ambitions nationales, les sources potentielles d’énergie consommées devront donc nécessairement évoluer :

Répartition des sources d'énergie consommées en France en 2020 et en 2050

Source : Source d’énergie consommée en France en 2020 et en 2050. Vizea

 

Pour les sources d’énergie électriques, trois scénarii distincts se présentent d’ici 30 ans :

  1. Production exclusive d’énergie électrique d’origine renouvelable en France (100% EnR, 0% nucléaire) : Sortie du nucléaire et rythme de développement du photovoltaïque, de l’éolien et des énergies marines poussé au maximum
  2. Production mixte d’énergie électrique renouvelable et d’énergie électrique d’origine nucléaire via l’allongement de la durée de vie des réacteurs historiques (87% EnR, 13% nucléaire)
  3. Production mixte d’énergie électrique renouvelable et d’énergie électrique d’origine nucléaire via la construction de nouveaux réacteurs (de 74 à 50% EnR et de 26 à 50% nucléaire en fonction du nombre de nouveaux réacteurs).

Aujourd’hui, les enseignements tirés de l’étude « Futur énergétique 2050 » expliquent que les deux derniers scénarii semblent les plus probables vis-à-vis du mix électrique à l’horizon 2050.

 

Le nucléaire comme source nécessaire à l’électrification des secteurs ?

En 2050, la part de l’électricité dans le mix énergétique français devra considérablement augmenter pour aller de pair avec les ambitions nationales en matière de neutralité carbone. Aujourd’hui, seulement 2% du secteur des transports utilise l’électricité pour 91% d’énergie fossile ; le chauffage électrique des bâtiments représente 16%, contre 56% pour le gaz. Pour atteindre la neutralité carbone, il faut donc réduire les consommations en augmentant considérablement la production d’électricité ainsi que les énergies renouvelables dans leur ensemble (bois-énergie, biométhane, biocarburants, etc.).

Toutes les analyses de l’étude « Futurs énergétiques 2050 » concourent à établir qu’une stratégie combinant le développement de nouveaux usages électriques (notamment l’essor de l’hydrogène bas-carbone), une meilleure efficacité énergétique et la maximisation de la production d’électricité bas-carbone (EnR et nucléaire) permet d’accélérer significativement la décarbonation à grande échelle du pays.

La question qui reste en suspens concerne le développement éventuel de nouveaux réacteurs. La question est surtout évidemment politique mais aussi éminemment sociétale, puisque s’oppose deux arguments qui n’ont pas valeur à même échelle temporelle. À l’argument d’une énergie « décarbonée » à l’instant (modulo une mise en route d'une quinzaine d'années) s’oppose celui du traitement de déchets hautement radioactifs à très longue durée de vie.

 

Retrouvez le rapport de l’étude Futurs énergétiques 2050 menée par RTE au lien suivant : https://assets.rte-france.com/prod/public/2021-10/Futurs-Energetiques-2050-principaux-resultats_0.pdf

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Consultation sur l’obligation de végétalisation ou d’installation d’une production d’ENR en toiture

Un peu plus d’un an après l’application de la RE2020 pour les typologies principales de bâtiment, la réglementation évolue afin de continuer la décarbonation du secteur en accord avec la SNBC (Stratégie Nationale Bas-Carbone). Une consultation concernant un décret ainsi que deux arrêtés du code de la construction et de l’habitation est parue et porte sur les conditions d’application de l’article L.171-4 de ce même code.
Cette consultation du 22/05/2023 au 16/06/2023 porte sur l’obligation d’installer une production d’énergie renouvelables ou de la végétalisation en toiture.
Cet article permet aux différents acteurs de la construction (maîtres d'ouvrage, maîtres d'œuvre, architectes, bureaux d'études thermique et environnement, économistes du bâtiment…) de prendre connaissance de cette consultation et des quatre exonérations qui seront prévues.

Ainsi, l’article n°101 de la loi n° 2021-1104 du 22 août 2021 dite « climat et résilience », codifie à l’article L.171-4 du CCH, une obligation à partir du 1er juillet 2023 de végétaliser ou d’installer un procédé de production d’énergie renouvelables (ENR) en toiture pour :

  • les constructions neuves à usage commercial, industriel ou artisanal, bâtiments à usage d’entrepôt, hangars non ouverts au public et faisant l’objet d’une exploitation commerciale et les parcs de stationnement couverts accessibles au public et supérieures à 500 m2 d’emprise au sol ;
  • les constructions neuves à usage de bureaux supérieures à 1 000 m² d’emprise au sol ;
  • les extensions et rénovations lourdes respectivement supérieures à 500 m² et à 1 000 m².

Ce décret ainsi que ces deux arrêtés malgré leur stade de consultation permettent de répondre aux différents questionnements qui peuvent subsister sur l’évolution de cette réglementation.

Quelles exonérations sont prévues ?

  1. Architecture et patrimoine : Les services instructeurs jugeront de l’impossibilité de mettre en place ces dispositifs (végétalisation et/ou EnR) en lien avec les avis des instances devant être consultées dans le cas, par exemple, des monuments historiques et leurs périmètres, sites inscrits ou classés, etc.
  2. Surcoûts : cette exonération est divisée en deux catégories : dans le cadre d’une installation de végétalisation et dans le cadre d’une installation de production d’énergie.Impossibilités techniques : cette exonération est elle aussi divisée en deux catégories : en neuf et en rénovation.

Dans le 1er cas, il sera possible d’être exonéré si le rapport entre le coût de l’installation et le coût des travaux est supérieur à 15%. Il est à noter que le taux de surcoûts et la méthode de calcul sont fixés par arrêté.
Dans le 2nd cas, l’exonération concernant l’installation de végétalisation est aussi valable. Cependant, le coût d’installation est diminué des gains pouvant être obtenus par la vente de l’électricité produite ou les économies d’énergie réalisées sur une durée de 20 ans.

De plus, dans le cadre d’une installation d’EnR, il sera possible d’être exonéré si le coût actualisé de l’énergie produite par l’installation sur une durée de 20 ans est supérieur à une valeur définie par arrêté. A comprendre, si la somme des dépenses (investissement/entretien/maintenance) ramenée au kWh dépasse 1.5 fois le tarif réglementé d’achat.

Les exonérations concernant les surcoûts devront être justifié au travers d’une note de calcul du maître d’ouvrage accompagnée de 2 devis, ainsi que, dans le cas EnR, l’étude technico-économique d’une entreprise spécialisée, présentant le productible et les gains associés.

  1. Impossibilités techniques : cette exonération est elle aussi divisée en deux catégories : en neuf et en rénovation.

Dans le cas d’un bâtiment neuf et en rénovation, il sera possible d’être exonéré si la pente de la toiture est supérieure à 20 %, pour l’installation d’une toiture végétalisée seulement. Cela devra être justifié au travers de l’attestation d’urbanisme. Ainsi, il ne sera pas possible en neuf d’être exonéré d’une installation de production d’ENR pour des raisons techniques.
Dans le cas d’une rénovation, il sera aussi possible d’être exonéré :

  • En cas de présence d’une sur-toiture ventilée (pare-soleil). Cela devra être justifié à travers l’attestation d’urbanisme ;
  • S’il est démontré l’impossibilité technique de mettre en place le dispositif sans remettre en cause la pérennité des ouvrages initiaux et de renforcer la structure ou les fondations de l’ouvrage. Un argumentaire de la maitrise d’œuvre prouvant qu’aucun système existant ne peut être installé sur le bâtiment sera alors attendu ;
  • Si le bâtiment présente déjà en toitures des équipements techniques ne permettant pas de couvrir le pourcentage demandé mais en ce cas, le maître d’ouvrage devra couvrir le maximum possible de la toiture par des EnR ou un système végétalisé.
  1. Sécurité : Si l’installation ne permet pas d’atteindre les objectifs de sécurité définis dans le CCH, ou si l’installation crée un risque inacceptable relatif à la sécurité civile. Il sera attendu un argumentaire du maître d’œuvre prouvant qu’aucun système ne peut être installé sur le bâtiment et expliquant les raisons ne permettant pas d’atteindre les objectifs de sécurité. Cet argumentaire pourra être amendé de l’avis de la commission de sécurité incendie, l’avis d’un contrôleur technique agréé ou enfin l’avis de l’autorité compétente concernant la sécurité civile.

    Ces exonérations seront vérifiées par les instructeurs chargés des autorisations d’urbanisme. Pour ce faire, le maitre d’ouvrage devra indiquer dans sa demande d’autorisation d’urbanisme s’il est soumis au L.171-4 du CCH et que malgré son assujettissement, il se prévaut d’une exonération.

Une fois, le sujet des exonérations traitées, quelles sont les caractéristiques attendues ?

A ce jour, l’arrêté ne précise pas d’exigence concernant l’installation d’une production d’énergies renouvelables en toiture, cependant, il précise les caractéristiques que doivent respecter les toitures végétalisées, à savoir :

  • Substrat : minimum 8 cm pour les rénovations et minimum 10 cm pour les bâtiments neufs ;
  • Capacité de rétention maximale en eau : minimum de 35 % en volume ;
  • Végétaux : minimum 10 espèces végétales ;
  • Tout point de la toiture doit pouvoir être desservi par au minimum un point d’alimentation en eau, présent en toiture ;
  • Présence d’un dispositif d’accès ;
  • Entretien réalisé a minima une fois par an ;
  • Pour les territoires d’outre-mer, être conforme aux contraintes météorologiques locales et ne pas introduire d’espèces exogènes.

Il est à noter que la mise en œuvre d’un substrat de 8 ou 10cm entraine peu de sujet structurel. En effet, le poids du système complet oscille entre 75 et 180 kg/m² et correspond à une végétalisation extensive. Cette dernière pourra accueillir sédums, mousse ou vivaces. De plus, c’est à partir de 10cm qu’il est possible d’abattre directement en toiture les pluies courantes.  L’accueil de la faune sera permis avec un substrat plus important (végétalisation intensive) d’une épaisseur d’au moins 30cm.

Enfin, l’arrêté prévoit une évolution de la proportion de toiture devant être couverte par un système de production d’énergies renouvelables ou un système de végétalisation

Dans une dynamique similaire aux seuils Ic Construction et Ic énergie de la RE2020, le décret proposé indique une surface de toiture soumise à ces obligations évoluant et étant au moins égale à :

  • 30 % de la surface à compter du 1er juillet 2023 ;
  • 40 % à compter du 1er juillet 2026 ;
  • 50 % à compter du 1er juillet 2027.

Enfin, les typologies de bâtiments concernées sembleraient s'étendre à partir de 2025 sur les bâtiments suivants :

  • Les constructions de bâtiments ou parties de bâtiment à usage administratif ;
  • Les constructions de bâtiments ou parties de bâtiments à usage de bureaux (sans limite de surface) ;
  • Les constructions d’hôpitaux ;
  • Les équipements sportifs, récréatif et de loisirs ;
  • Les bâtiments ou parties de bâtiments scolaires et universitaires.

Quel est l’avis de Vizea ?

Cet arrêté aujourd’hui soumis à consultation pourra évoluer, cependant, il reste une base intéressante afin d’anticiper sa parution officielle.

Ce dernier permettra d’accélérer l’apparition des toitures dites « utiles ». Elles permettent de produire de l’énergie, d’abattre les eaux de pluies, ou encore d’abriter une biodiversité…

Les usages sont ainsi nombreux et au service de l’ilot de fraicheur, de la réduction de consommations d’énergie non renouvelable ou de la préservation de la biodiversité.

Pour aller plus loin : retrouver la consultation ici

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1 an après la RE2020, qu’avons-nous appris ?

La RE2020, dite réglementation environnementale 2020, applicable aux bâtiments à usage d’habitation depuis le 1er janvier 2022 donne du fil à retordre aux acteurs de la construction. Quel système constructif mettre en place, quel seuil de performance viser, comment orienter le dessin architectural pour diminuer les émissions de CO2 ? Ce sont d’autant de questions soulevées par l’ensemble des acteurs quand il s’agit de respecter les indicateurs carbone Ic, Construction et Ic Energie de cette réglementation.

Alors 1 an après sa mise en vigueur, qu’avons-nous appris sur la manière de construire nos bâtiments ? Quelles sont les mesures à prendre en considération lors de la conception d’une opération ?

Faisons un état des lieux des facteurs d’influence sur le respect des seuils Ic Construction et Ic Energie.

La compacité d’un bâtiment, premier facteur à prendre en considération

Quand on parle de compacité d’un bâtiment, c’est généralement pour évoquer la réduction des parois déperditives contribuant à diminuer les consommations énergétiques d’un bâtiment. Mais d’un point de vue de la réduction des émissions de CO2, il s’agit surtout de limiter la matière mise en œuvre rapportée à une surface construite.

Pour le logement, cela veut notamment induire de limiter les bâtiments ayant des morphologies étalées et multipliant des décrochés de façade.

Des études démontrent notamment à surface de plancher égale, les différentes performances atteintes en fonction de la compacité des bâtiments. Une étude réalisée par Vizcab permet de visualiser les écarts de performance via les graphiques suivants :

 

Figure 1 : Etude comparative Vizcab

La compacité recherchée pour limiter les développés de façade notamment, peut aller à l’encontre de d’autres choix de conception en faveur du confort des occupants. C’est le cas du confort visuel qui requiert des surfaces de vitrage importantes et des orientations différenciées, ainsi que le confort d’été par le fait de disposer de logements traversants et d’espaces de vie à l’extérieur via des balcons ou loggias. Ces paramètres peuvent naturellement faire augmenter des linéaires de façade.

Il est donc nécessaire de travailler conjointement avec les architectes pour trouver un équilibre architectural entre la compacité requise pour la performance carbone et le confort d’usage de ces espaces.

La rationalité des matières mises en œuvre

Réduire les émissions de CO2 d’une construction passe aussi par le fait de rationaliser les matières premières mises en œuvre. Le « bon matériau au bon endroit » est aujourd’hui devenu un mantra qui dirige les choix de matériaux à mettre en œuvre. Il n’a jamais été aussi vrai que lorsque l’on regarde attentivement les différentes strates de matériaux qui composent un complexe de façade ou de toiture.

Pour les façades par exemple, il n’est plus question de regarder seulement le revêtement extérieur, mais il faut bien considérer le complexe entier de façade. L’exemple le plus représentatif est celui de la pierre porteuse qui se suffit à elle-même, et qui selon la fiche environnementale sélectionnée peut s’avérer être très performante et durable pour l’opération. Nul besoin de rajouter un enduit ou un bardage, ni de doubler à l’intérieur par un autre élément structurel. Le contre-exemple de la pierre porteuse est celui de la pierre semi-porteuse, qui à elle seule nécessite la mise en œuvre d’un voile béton ce qui revient à doubler la paroi structurelle. Pour la performance carbone de l’opération il s’agit alors d’un choix de conception pesant très lourd dans le bilan.

D’autres revêtements sont également à éviter compte-tenu des matières premières carbonées employées (acier, aluminium). Dans le cadre d’études ACV réalisée chez Vizea, nous avons pu comparer différents complexes. Ces résultats, directement liés aux choix des FDES bien-entendu, permettent d’identifier des tendances de performance.

 

Figure 2 : Impact carbone de complexes de façade

 

Nous rappelons donc la nécessité de comparer les performances carbones globales d’un système de façade, ce qui aura aussi pour avantage de se pencher sur d’autres critères tous aussi importants pour une conception durable, à savoir son inertie thermique ou son déphasage.

Le choix des matériaux, du revêtement extérieur à la peinture intérieure

Nous parlions des complexes de façade qui peuvent représenter une part importante des émissions dans l’ACV d’un bâtiment, mais la RE2020 a également mis en avant la nécessité de réfléchir aux matériaux à mettre en œuvre dès les premières phases d’un projet, et ce pour l’ensemble des lots. Et cette sélection s’étend rapidement à l’ensemble des matériaux de second œuvre de manière à sécuriser la performance carbone du bâtiment au plus tôt. Là où pendant l’expérimentation E+C- la tendance était d’attendre parfois la fin de la conception pour affirmer le choix de revêtement ou d’isolant par exemple, en RE2020 certains matériaux peuvent avoir des impacts non négligeables, et doivent donc être considérés comme facteur d’influence dans les choix à faire.

C’est le cas du lot 7 – Revêtements des sols, murs et plafonds. Ce lot peut particulièrement faire pencher l’ACV et ses résultats dans le bon ou mauvais sens s’il n’est pas pris au sérieux.

Au regard des opérations suivies chez Vizea et des analyses de résultats réalisées, on considère que le lot 7 représente environ 17% de l’impact de l’indicateur Ic Construction lorsque des fiches environnementales par défaut sont sélectionnées, contre environ 10% lorsque des fiches individuelles ou collectives sont considérées.

Il est donc important pour les maitrises d’ouvrage, architectes, designer de réfléchir en amont aux revêtements qui seront mis en œuvre et de s’assurer qu’ils sont cohérents avec une réduction de CO2. Ces typologies de matériaux invitent également à se pencher sur la question du réemploi, pour les moquettes par exemple qui représentent de fortes émissions de CO2.

Au-delà du lot 7, les lots techniques maintenant détaillés dans l’ACV démontrent un besoin de regarder attentivement les produits et références sélectionnés.

La place du stationnement

Le stationnement et par conséquent le besoin ou non d’excaver des terres et de couler du béton en infrastructure à une influence sur l’atteinte de la RE2020. Même si cette nouvelle réglementation permet de moduler le seuil Ic Construction max si un certain nombre de place de parking est construit, la modulation ne permet pas de couvrir l’ensemble des émissions de CO2 du lot infrastructure. Et cela est notamment vrai pour atteindre les seuils 2028 et 2031.

Une réflexion en amont des besoins de stationnement doit donc avoir lieu à l’échelle de l’aménagement et de la programmation des opérations pour limiter à terme les émissions de CO2 qui peuvent être évitées et qui ne reflètent pas les usages de demain.

Le choix de l’énergie

Le nombre de pompes à chaleur prescrites dans le cadre des nouvelles opérations suivies chez Vizea à littéralement bondi depuis 1 an. Ce système permet effectivement de respecter le seuil Ic Energie, la ou les solutions raccordées au gaz ne conviennent plus. Mais leur mise en œuvre demande une attention particulière, notamment au regard du confort acoustique car leurs nuisances peuvent être importantes. Les chaufferies biomasse se font elles plus rares, notamment en raison des freins évoqués par certaines parties prenantes, qui restent à démontrer (approvisionnement, accès aux locaux techniques). Une conception et une anticipation des besoins d’entretien et de maintenance des équipements permettent de pallier à de nombreux manques en phase d’exploitation qui peuvent être rencontrés aujourd’hui.

Au-delà des systèmes énergétiques sélectionnés en logement ou dans des bâtiments d’enseignement par exemple, on constate encore un chemin à parcourir en termes de performance et d’isolation de l’enveloppe du bâti, ce qui aura pour conséquence de véritablement réduire les émissions de CO2 d’un bâtiment dans sa phase d’exploitation.

Malgré les contraintes qu’éprouvent dès aujourd’hui les maitrises d’ouvrage et certains architectes et bureaux d’étude, on constate tout de même un engagement des acteurs à aller chercher les seuils 2028, voire 2031 pour se démarquer. Sur certains projets il s’agit pour l’instant d’un affichage performanciel et pour d’autres d’une réelle volonté de réduire les émissions de CO2 avec des choix de matériaux vertueux et d’une prise en compte réaliste du coût global que cela engendre pour l’usager final.

Pour rappel, les seuils maximum moyens pour l’indicateur Ic Construction sont les suivants :

 

Figure 3 : Seuil Ic Construction - Vizea

Pour résumer, cette première année d’application de la RE2020 nous a invité collectivement à concevoir des opérations davantage vertueuses ce qui a eu pour effet de tâtonner et de faire varier différents critères de conception pour respecter les seuils qui sont imposés.

Mais ce travail ne s’arrête pas ici, tant les prochains seuils de la RE2020 demanderont des réflexions et des efforts supplémentaires en termes architectural et technique pour réduire de manière conséquente les émissions de CO2.

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Le maillage existant comme support d’un réseau cyclable en milieu rural

Le premier composant du système vélo est son réseau cyclable. Ce dernier doit être continu, interconnecté, hiérarchisé et autant que possible sécurisé. C’est aussi le composant du système vélo qui demande le plus d’investissement. En milieu urbain, il est facile de justifier la création de pistes cyclables car le ratio quantité d’usagers par kilomètre d’aménagement sera très bon. Il ne sera pas du tout le même en milieu rural.

Créer un réseau cyclable en milieu rural en équipant des départementales de pistes cyclables ou de voies vertes pour reconnecter différents bourgs de quelques centaines d’habitants à la polarité la plus proche représente un investissement très important, pour un nombre d’usagers potentiels faible. Nous verrons dans cet article quelques solutions pour quand même créer des continuités cyclables, notamment en utilisant le maillage routier secondaire et les chemins ruraux.

 

Penser réseau

Le but d'un réseau cyclable est de pouvoir se déplacer dans l'espace (au moins deux dimensions donc) à vélo. Cela parait être un truisme, pourtant aujourd'hui, dans la majorité des territoires, ce réseau cyclable n'existe pas.
Si l'on souhaite augmenter la part modale du vélo, il est donc nécessaire de « penser réseau ».
L'une des caractérisations les plus importantes du réseau est sa hiérarchisation. Hiérarchiser le réseau cyclable permet de compartimenter les questions que l’on se posent à son sujet :

  • Quelle est le niveau d’ambition pour chaque niveau de la hiérarchie ?
  • Quels aménagements sont pressentis ?
  • Quelles sont les hypothèses de portage (compétences, finances) ?
  • Quels sont les flux attendus ?

Une hiérarchisation implique donc une échelle avec deux extrémités. D'un côté les voies qui se veulent les plus structurantes possibles, qui sont souvent les aménagements phares des territoires : les « autoroutes à vélo » ou Réseau Express Vélo. Plusieurs villes ont mis un grand coup d'accélérateur cette dernière décennie pour faire naître ce type de réseaux cyclables très reconnaissables comme :

  • Grenoble et son Chronovélo,
  • Strasbourg et son Vélostras,
  • Lyon et ses voies lyonnaises

 

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Figure 1: Les réseaux Express comme aménagements phares des territoires

Pour ne pas citer Paris et de son RERV, voir l'article de Manon ROLLET à ce sujet.

Mais qu'y a-t-il de l'autre côté de l’échelle de la hiérarchisation ?

Quid des réseaux cyclables dans les territoires moins denses ?  De ces réseaux secondaires qu'il faut aménager sur de nombreux kilomètres pour desservir un potentiel d'usagers plus faible ? Comment les aménager ? Quel budget leur consacrer ?

 

Des voies vertes pour moins de 50 passages par jours ?

Les recommandations du CEREMA concernant les types d'aménagement sont assez parlant sur ce sujet :

 

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Figure 2 Aide au choix des aménagements en fonction de la circulation motorisée et du nombre de cyclistes attendus. Rendre sa voirie cyclable, CEREMA, 2021

Pistes cyclables, ou voie verte, séparation totale du trafic motorisé donc, apparaissent nécessaire dès lors que le trafic dépasse la vitesse de 50 km/h ou 70 km/h et un niveau d'importance respectivement de 6 000 ou 4 000 véhicules par jour, ce qui ne correspond qu'à un niveau de trafic modéré pour une départementale.

Les premières préconisations d'aménagement conseillées par le CEREMA sont identiques pour des itinéraires utilisés par 5, 10, 50 ou 750 passages de cyclistes par jour. C’est-à-dire que le coût d'aménagement au km sera similaire entre un itinéraire très utilisé reliant un bourg densément peuplé et sa zone d'activité périphérique située à 3km, et un itinéraire qui permet de connecter un petit bourg isolé à la commune centre de son territoire, 9km plus loin.

Le raisonnement est pourtant sans erreur : même pour 10 cyclistes, les exigences de sécurité sont les mêmes. En fonction de l'environnement dans lequel circulent ces personnes à vélo, de la vitesse ou du niveau de trafic, il est nécessaire de les sécuriser. Ce raisonnement est de plus appuyé par l'importante augmentation du nombre d'accidents de la route ayant entraîné le décès d'un cycliste, particulièrement marqué en territoire rural. Selon le bilan de l'accidentalité de l'année 2021 de l'Observatoire National Interministériel de la Sécurité Routière paru en septembre 2021, alors que la progression de la pratique cycliste a progressé de +31% en milieu urbain et +14% en milieu rural, la mortalité a augmenté de +7%, en milieu urbain et +37% en milieu rural, soit 4 fois plus vite en milieu rural.

La sécurisation des déplacements cyclables en milieu rural est une nécessité.

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Figure 3 Bilan Accidentalité 2021, ONISR, Sept 2022

Un dilemme se pose alors : si les territoires doivent créer leur réseau cyclable hiérarchisé, notamment à l'échelle intercommunale, comment répartir les budgets annuels d'aménagement ? Est-ce que la priorisation des axes qui bénéficient du plus fort enjeu de report modal doit reléguer à un futur lointain l'aménagement des itinéraires de connexion vers les bourgs éloignés ?

Si ce potentiel de report modal des secteurs denses pèse dans la balance, la sécurité des usagers et le désenclavement des territoires ruraux, souvent aussi déconnectés du réseau de transport en commun, pèse dans l'autre plateau.

Il faut trouver des solutions à prioriser pour ces territoires.

 

L'utilisation du maillage routier local et des chemins agricoles

Si l'aménagement de voies vertes ou de pistes cyclables en bordure de départementales, dans une fourchette de 250 à 300 milles euros du kilomètre permettrait de créer des itinéraires cyclables plus directs et donc plus concurrentiel de la voiture comme celles qui existent au Pays-Bas, en France certains bourgs devraient attendre des décennies avant d'avoir leur liaison de réalisée.

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Aménagement de pistes cyclables bidirectionnelles le long de routes, en milieu rural à environ 20 km au Sud d'Amsterdam, Google Map, Pays-Bas

La couleur rouge a été rajoutée par-dessus la photo pour localiser les aménagements.

En attendant, il semble intéressant de rechercher d'autres solutions à plus court terme pour reconnecter au maximum les territoires entre eux et aux centralités. Il se trouve que nos territoires ruraux possèdent un réseau de voies particulièrement dense qui pourraient être le premier support de la mobilité cyclable : routes communales secondaires, chemins agricoles, chemins forestiers, etc.

 

De routes communales secondaires à itinéraires cyclables conseillés

Concernant les routes communales secondaires, ces dernières sont caractérisées par la hiérarchisation du réseau routier. Une voie est secondaire, si un autre axe que cette dernière est plus structurant, c’est-à-dire, s’il permet d'effectuer le même trajet pour un « coût » de trajet inférieur (le coût d'un trajet est fonction de son temps de parcours et de la distance à parcourir).

L'intérêt d'utiliser ces axes secondaires, est qu'ils peuvent accueillir une circulation cyclable en mixité avec le trafic et donc permettre de construire un réseau cyclable à moindre frais, à la condition que le trafic y soit très faible, soit inférieur à 1 000 véh/jour. Nous appelons ces itinéraires des itinéraires conseillés.

La réalisation de ces itinéraires cyclables conseillés repose alors sur de la signalétique de sensibilisation et d'information des automobilistes, les informant qu'ils circulent sur un itinéraires cyclables.

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La Charente-Maritime est dépourvue de panneaux « Partageons la route » contrairement à d’autres départements comme le Loir-et-Cher. © Crédit photo : LCC

 

De routes communales à chemins multiusage sauf motorisé

Il est possible d'améliorer encore la cyclabilité sur ces axes, non pas en les aménageant, mais en les apaisants, par une réduction drastique de la vitesse et du trafic, voire en supprimant le trafic.

Equiper_ou_apaiser_deux_stratégies_pour_améliorer_la_cyclabilité.jpg

 

Photos : Schéma CEREMA Et ADAV livret CodeDeLaRue 2022

Le coût économique de l'aménagement est donc dérisoire, équivalent à l'itinéraire conseillé. Il s'agira d'installer de la signalétique, voire une barrière amovible de type voie verte. Cependant un autre coût doit être ici acquitté, il s'agit d'un coût politique. Puisque la voie était avant praticable en voiture, mais ne l'est plus. Un tel projet doit alors être porté politiquement, et potentiellement bénéficier d'un accompagnement au changement, le temps que soit vécu l'expérience de ses avantages pour contrebalancer le sacrifice de l'usage motorisé.

Le trafic est alors en toute conscience supprimé sur l'axe secondaire et reporté sur l'itinéraire principal, pour donner une place sécurisée aux modes doux… et aux engins agricoles, surtout en chemin rural.

 

De chemin rural à chemins multiusages sauf motorisés (dont comme itinéraire cyclable)

Un autre type de voie doit attirer notre attention pour réaliser des liaisons cyclables en territoire rural : le chemin rural.

Selon le Code Rural (Article L161), les chemins ruraux appartiennent à la commune, sont affectés à l'usage du public et ne sont pas classés comme voies communales. Ils font partie du domaine privé de la commune. Selon le même code, un chemin à l'usage du public est présumé appartenir à la commune, sauf preuve contraire fournie par ceux qui s'en prétendent propriétaire (les contestations sont jugées par les tribunaux de l'ordre judiciaire).

De nouveaux questionnements sont soulevés par ces chemins :

Les règles d'usages des chemins ruraux,

En effet, le chemin rural, même s'il est d'usage public, est aussi un outil de travail vital pour l'agriculteur. Il lui permet d'accéder à ses parcelles: de la simple voiture banalisée afin d’aller réaliser une inspection de ses cultures jusqu’à  la moissonneuse batteuse. De plus, ce dernier n'est pas encore habitué à faire des rencontres sur ces chemins, voire ne le souhaite pas.

L’action de penser la cohabitation entre ces deux usagers : cycliste et agriculteur est donc une étape primordiale, et il ne faut pas commettre l’erreur de la sous-estimer. Penser la cohabitation peut se faire en deux étapes :
La première étant de construire les règles d’usages sur ces chemins. Des règles claires permettraient de réduire les conflits. Ne pas être d'accord avec la règle commune est moins conflictuel que de camper chacun sur sa règle individuelle.
Les questions à trancher peuvent être :

  • comment est gérée la priorité ?
  • Un usager est-il toujours prioritaire sur l'autre ?
  • La priorité est-elle donnée au plus fragile ou au moins agile ?

Il pourrait être intéressant de coconstruire ces règles entre agriculteurs et associations de cyclistes, ces dernières ayant tout intérêt à participer pour gagner des itinéraires cyclables sécurisés.

a seconde est de réussir à bien afficher, communiquer et sensibiliser sur la règle.

Image1.pngRéussir_son_affichage_des_règles_dusages.jpg

Signalisation de la route Wikimedia Commons

 

Le revêtement des chemins ruraux

En comparaison à la route communale, le chemin rural soulève à nouveau les questions du choix du revêtement.

Ce dernier doit s'intégrer dans son environnement, qui sera ici plus naturel que routier. Il doit être plutôt roulant pour un usage cyclable en tout temps. Il doit être solide pour résister durablement aux passages et aux entrées et sorties des engins agricoles. Il doit être accessible en termes de coût, car le ratio nombre d'usagers sur longueur de l'itinéraire sera défavorable à un aménagement couteux.

 

L'expérience de Caen La Mer

 

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Figure 4 Photo et article de Caen Liberté "Une nouvelle voie pour les vélos réalisée au nord de Caen sur un chemin rural"

L'expérience de ces types de chemin a été réalisée, notamment à Caen La Mer en 2021.
Un chemin rural de 800 mètres a bénéficié d'un réaménagement pour être rendu cyclable et permettre une continuité d'environ 2km entre Rosel et Gruchy.

Les travaux ont compris une reprise de la structure du chemin, en stabilisé renforcé, à partir de matériaux même du chemin (40 cm de profondeur de grave et de terre), broyé, malaxé et renforcé avec du liant hydraulique routier (LHR), le tout réalisé par une même machine en un seul passage. Ce procédé permet d’éviter le transport et l’apport de matière première dans des sites parfois difficiles d’accès. Il nécessite cependant des analyses de sol en amont pour vérifier la faisabilité.

Trois semaines de prises sont nécessaires avant d’y ajouter un revêtement de surface au choix. Ce procédé a été choisi pour sa résistance dans la durée, et pour assurer la mixité d'usage vélos/engins agricoles. Le chemin est roulant avec un très bon niveau de service pour les vélos (cyclable par tout temps et assure un bon ratio vitesse/effort) et il est résistant dans le temps au passage des engins agricoles.

Le coût de l'opération est de 45 000 Euros pour 800 mètres, soit 56 Euro du mètre linéaire. En contrepartie, le chemin devient complètement imperméable.

 

Conclusion

La cyclabilité de notre territoire dépend de la présence d’un réseau continu, sécurisé et offrant un niveau de service correct. En attendant un hypothétique futur, peut-être non souhaitable et non pertinent, où toutes les routes départementales seront doublées de pistes cyclables ou de voie verte sécurisées, il est important que des itinéraires cyclables apparaissent même dans les territoires ruraux, les cyclistes  les utiliserons.

Le focus suivant, sera de sécuriser les carrefours incontournables dans un trajet vélo à la campagne.

 

SOURCES

- https://www.sudouest.fr/societe/securite-routiere/charente-maritime-les-cyclistes-souhaitent-des-panneaux-partageons-la-route-14614972.php

- http://www.vizea.fr/actualites/actus/1141-le-rer-v-de-l-initiative-citoyenne-au-projet-politique-regional.html

- https://www.cerema.fr/fr/actualites/mobilites-territoires-peu-denses-quelle-place-velo-quels

- https://goo.gl/maps/YdtVtrKQkLVZKEMb

- https://www.sudouest.fr/societe/securite-routiere/charente-maritime-les-cyclistes-souhaitent-des-panneaux-partageons-la-route-14614972.php

- https://www.ruedelavenir.com/wp-content/uploads/2022/01/ADAV_livret_CodeDeLaRue_2022.pdf

 - https://www.cerema.fr/fr/actualites/mobilites-territoires-peu-denses-quelle-place-velo-quels

- https://www.ouest-france.fr/normandie/rosel-14740/un-chemin-rural-transforme-en-voie-cyclable-69ed8dfc-6057-4a79-872c-5f698831b3dd

- https://actu.fr/normandie/rosel_14542/une-nouvelle-voie-pour-les-velos-realisee-au-nord-de-caen-sur-un-chemin-rural_45373942.html

 

 

 

 

 



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La paille sous toutes ses formes: en construction neuve ou en rénovation !

Vizea a été heureux de pouvoir découvrir deux beaux projets en construction paille grâce aux visites organisées par Ekopolis et leur partenaire, Construire en chanvre et Collect’IF Paille.

Deux projets et deux modes de mise en œuvre de la paille différents qui démontrent que la paille peut être intégrée à tous types de bâtiments : bâtiments neufs et rénovations !

La première visite nous a permis de découvrir le projet de rénovation d'un immeuble en isolation par l'extérieur paille, rue de la convention dans le XVe arrondissement. Le projet a été réalisé par le Bailleur Paris Habitat en partenariat avec le Collect’IF Paille Ile de France, avec les architectes de LandFabrik et Trait Vivant à la conception.

 

Quelques spécifications techniques pour la mise en œuvre de l'isolant paille sur ce projet :

Deux façades sur quatre ont été isolées par l’extérieur avec de la paille. La rénovation de l’immeuble prenait en compte l’isolation par l'extérieur sur deux façades sur quatre. La fixation des bottes de paille se fait par des sangles ou des bretelles fixées à même la façade d’origine sans besoin d'ajout d'une ossature bois. Cette méthode rend la pose rapide et facile de mise en œuvre. La nouvelle façade de l’immeuble intègre une épaisseur d’isolant paille de 40 cm après rénovation et permet d’atteindre une résistance très performante de R > 7 m².K/W. En comparaison, la résistance d’un mur passif est de R= 9 m².K/W.

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Schéma de coupe de la rénovation - immeuble rue de la Convention, Paris 75015 Source : Vizea

 

Les avantages de la rénovation isolation paille sur ce projet :

Le projet a permis l’amélioration du confort thermique des logements en hiver comme en été mais pas seulement. La paille comme isolant est un matériau intéressant car elle est très dense et permet un meilleur déphasage thermique qu’un isolant traditionnel. C’est-à-dire qu’elle permet de ralentir le transfert de chaleur de l’extérieur vers l’intérieur du bâtiment. Un bon déphasage thermique permet à la chaleur du rayonnement solaire en été de mettre 10 à 12 h pour traverser la paroi et affecter la température interne, c’est-à-dire, de nuit lorsque la température de l’air extérieur s’est rafraichie et l’habitation peut être ventilée par l’ouverture des fenêtres. L’isolation paille permet donc un meilleur confort d'été en période de forte chaleur. En comparaison, la laine de verre a un déphasage d’environ 4h.

L’isolation paille a également un impact carbone réduit par trois par rapport à une isolation classique car elle nécessite très peu de transformation pour être utilisée (seulement une coupe et un compactage). La paille est un matériau qui peut être sourcé facilement de manière locale grâce aux nombreux gisements présents en France. Sur ce projet, Paris Habitat a eu recours à de la paille provenant d’une source de Seine et Marne. Sourcer ses matériaux localement, c’est réduire activement l’impact environnemental d’un chantier.

Finalement, il est important de noter que l’isolation paille ne coûte pas plus cher dans sa mise en œuvre qu’un isolant traditionnel et est d’une grande facilitée de mise en œuvre. Le chantier rue de la Convention arbore un coût de mise en œuvre-achat des matériaux et pose comprise-de 350 euros/m² et fut réalisé via un chantier participatif.

Fabrice FOURIAUX, Vizéen et enthousiaste de la construction paille a eu la chance de prendre part au chantier participatif et nous donne son avis sur le projet :

« Nous entendons quotidiennement qu’il est urgent d’agir en faveur des économies d’énergie, d’agir en faveur de la préservation de l’environnement et notamment du climat, d’agir pour garantir un confort des logements exposés à de futures vagues de chaleurs, d’agir en faveur de la maitrise des charges et finalement, d’agir avec cohérence.  Cette opération pourrait donner la sensation d’un air de déjà vu, d’un projet vitrine dont on parle une fois pour se donner bonne conscience mais nous avons ici l’illustration par l’exemple qu’il est possible d’initier des programmes d’amélioration thermique cohérent du parc bâti avec les enjeux environnementaux, économiques et financiers. »

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Photo chantier participatif, badigeon de terre sur paille – immeuble rue de la Convention, Paris 75015. Source : Vizea

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Photo chantier participatif, botte de paille sanglée – immeuble rue de la Convention, Paris 75015 Source : Vizea

 

La deuxième visite nous a permis de découvrir le projet de construction en structure bois et isolation paille de la Ferme du Rail : ferme de polyculture et d'insertion dans le 19e arrondissement, le long de la Petite Ceinture.

Le projet a été réalisé par les architectes Grand Huit et a été lauréat pour le site Ourcq-Jaurès de l’appel à projet Réinventer Paris.

 

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Ferme du rail – Paris 75019. Source : Vizea

 

Quelques spécifications techniques pour la mise en œuvre de l'isolant paille sur le projet :

La Ferme du Rail est composée de deux bâtiments isolés dans leur intégralité avec de la paille. La paille est placée cette fois-ci en remplissage de la structure bois sur une épaisseur de 50cm. Les toitures du projet qui accueillent une fonction de toiture potagère avec des bacs plantés est également isolée grâce à un isolant paille. Le chantier a également mobilisé des compagnons en insertion.  

 

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Schéma coupe mur structure bois et isolation paille – Ferme du rail, Paris 75019. Source : Vizea

 

Les avantages de la rénovation isolation paille sur ce projet :

L’isolant paille, sur ce projet a permis d’atteindre une performance énergétique de l’enveloppe du bâtiment extrêmement élevée (RE2020 seuil 2031). L’avantage de coupler une structure bois à un isolant paille est qu’il peut s’intercaler entre les poutres de bois en remplissage (isolation répartie). Ainsi, l’épaisseur conséquente de 50cm choisie ici ne vient pas s’ajouter à une épaisseur de brique maçonnée.

La paille alliée à une structure bois permet d’obtenir un projet à impact carbone très réduit et l’isolant paille est assez polyvalent pour permettre d’isoler toutes les surfaces, exceptées les surfaces de chape.

Quelques informations à retenir sur la construction paille :

L'isolation paille est encadrée par des Règles Professionnelles depuis 2012, ce qui permet de généraliser son utilisation sur tous types de bâtiments et la rend accessible pour les constructeurs. En effet les techniques constructives encadrées par des Règles professionnelles sont considérées comme homologuées et vérifiées et permettent aux opérateurs et autres acteurs de la construction de souscrire à des assurances. A ce jour, les Règles Professionnelles de la construction paille n’encadrent que l'utilisation de paille de blé. Cependant, hors Règles Professionnelles, la construction paille peut recourir à d'autres types de paille (orge, avoine, maïs, sorgho…). En termes de mise en œuvre, la technique préconisée par les Règles Professionnelles est la paille en remplissage de structure bois, (exemple du projet de la Ferme du Rail) et n'intègrent pas encore la solution isolation par l'extérieur paille. Elles favorisent donc aujourd'hui l'usage de la paille pour les nouvelles constructions plus que pour les rénovations.

Ces règles sont cependant amenées à évoluer dans les années futures et la standardisation de l’utilisation de la paille dans différents types de projets dont les rénovations est sans aucun doute à venir.

 

SOURCES:

- https://www.ekopolis.fr/rendez-vous/4-visites-autour-de-la-construction-paille-en-ile-de-france

- https://www.fermedurail.org/

-https://www.paris.fr/pages/de-la-paille-pour-l-isolation-d-un-immeuble-de-paris-habitat-15303

-https://iledefrance.constructionpaille.fr/

 

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