Mur a énergie et inertie positif « SYSTEME CONSTRUCTIF BIOTECHNOLOGIQUE PARIETO-HYGRO-THERMO DYNAMIQUE ET PARASISMIQUE A INERTIE ET ENERGIE POSITIVE » DESTINE AU GROS ŒUVRE ET AU SECOND ŒUVRE DU BATIMENT ET SES MISES EN ŒUVRE POUR L’AUTONOMIE DES LOGEMENTS.

PRÉAMBULE : 

La GTEB (gestion thermodynamique des enveloppes du bâti) est un modèle constructif qui permet le Bio climatisme passif/actif à ‘aide du béton végétal pour annuler les pertes statiques (ponts thermique) et actif par la géo ventilation thermodynamique (ventilation quadruple flux) pour annuler la perte dynamique du au renouvellement d’air sanitaire, l’ensemble permet d’entrevoir la possibilité de construire un habitat sain, économe et durable en Afrique.

En France nous permettons le développement d’actions nouvelles d’efficacité énergétique en vue de la nouvelle réglementation thermique 2020, pour cela il faut modifier le rapport à l’UBAT (radio d’énergie divisé par degré jour) appelé ainsi en France, au profit d’un nouveau modèle de calcul adapté aux besoins des populations pour les protéger du changement climatique.

 

• Le fonctionnement simultané en mode (actif-passif) des enveloppes des bâtiments et des équipements en vue d’une autonomie énergétique est possible grâce à nos recherches et développement:
• Vulgarisation du free/géo cooling (géo ventilation et géo stockage d’énergie) pour améliorer les performances des échangeurs de sol et annuler les pertes dynamiques du au renouvellement d’air neuf (qui aujourd’hui est en dessous du seuil acceptable pour une qualité de l’air satisfaisante en Europe) et inexistant en Afrique. Pour cela il n’est plus nécessaire de ce barricader ou utiliser des pompe à chaleur fonctionnant à contre cycle de la demande.
• Pour ce faire, ne plus courir après l’énergie il faut déployer des réseaux de chaleur basse température à distance et/ou à l’aide du gaz de synthèse (hydrogène/CO (gazéification à séparation moléculaire) pour un coût moindre que le gaz naturel (énergies fossiles), l’énergie fissile et la géothermie.

 

Utiliser en complément la géothermie de surface pour utiliser le vecteur air pour chasser la température intérieur sans apporter de nouvelles calories.

 

• Déployer la valorisation de chaleur fatale par micro turbine à vapeur en conversion électrique de nouvelle génération, pour favoriser l’énergie primaire au détriment de l’énergie finale (convention de la chaleur au pied des immeubles pour s’affranchir en partie des réseaux électriques publiques pour limiter les pertes énergétiques du au transport).
• Permettre de ne pas utiliser d’équipements domotiques onéreux pour l’amélioration de la qualité de l’air intérieur, de confort et d’économie d’énergie.
• Développement de systèmes de stockage d’énergie peut onéreux fiables et simples de mises en œuvres.

 

Objectif : Du bon sens pour favoriser le transfert, stockage, échange et production d’énergie Enr, hybride et statique (gratuite) à l’aide du géo/free cooling, en neutralisant les pertes statiques (des murs) par la perspirance (béton végétal) et les pertes dynamiques (dû au renouvèlement d’air) par l’assistance de solaire à concentration au plus près du besoin et gazéification à séparation moléculaire pour prendre en charge les besoins d’ énergie des circulateurs pour réaliser ce transfert de flux important entre environnement et logements, pour permettre l’autonomie des quartiers en énergie fissile et fossile.

CONTESTE :

Dans le contexte actuel de transition énergétique et climatique que doivent opérer tous les pays du monde, l’efficacité énergétique dans le bâtiment est l’une des grandes priorités de l’action économique des Etats et des régions mais cela ne va pas assez vite et loin du fait d’une recherche de l’innovation pas assez soutenu par de forte volonté politique. La valorisation de la chaleur fatale avec une micro turbine à vapeur/électricité de nouvelle génération est notre priorité pour permettre les transferts de flux EnR de manière importante.
Pour ce faire ; ce projet de rupture technologique propose un modèle de performance énergétique (transfert, échange, production d’énergie et stockage) appliqué à l’habitat à fort ensoleillement ou autres pour permettre l’alternative de l’énergie fossile ou fissile. Notre réflexion part du constat que l’énergie est dépensée à tort pour compenser les mauvaises capacités thermiques des bâtiments, car il y a un manque de capacité hydriques, acoustique, thermique… des enveloppes avec les matériaux traditionnels (briques, béton, bois, laine de verre, de roche, etc.), qui occasionnent par ailleurs des dégradations et des pertes thermiques au fil du temps et pour améliorer l’efficacité thermique pour le confort et la santé le béton végétal est idéal. Pour formaliser nos dires vous trouverez un comparatif qualitatif dans le dossier « plan éco système » des différents composant de la construction.

Présentation du projet d’activité :

Ce projet s’inscrit dans le modèle de performance énergétique décentralisé. Ce système de performance énergétique innovant s’appuie sur la géo-ventilation thermodynamique (association du géo/free cooling) qui permet, à partir d’un couplage entre le solaire à concentration de petite puissance déployé au plus près du besoin et/ou la gazéification à séparation moléculaire de connecter un puits climatique pour neutraliser les pertes dynamique, si nous utilisons préalablement une enveloppe perspirante ‘qui laisse passer la vapeur d’eau mais met pas l’air).
Notre projet représente une solution technologique et économique d’autonomie énergétique appliquée pour les sites isolés, aux habitations individuelles ou collectives (éco-quartiers, éco-villes, éco-villages), aux bâtiments tertiaires/ industriels sur le marché du neuf ou de la rénovation pour des applications consommant de 10 kWh à 900 kWh.

En climat chaud et humides notamment, les solutions envisagées aujourd’hui par le concept (Valorisation Energie Habitat et Services) se substituent avantageusement aux solutions traditionnelles des acteurs de la construction, notamment :

 

• L’ossature bois, qui même couplée à des dalles en béton, conduit à des surchauffes.
• L’isolation des bâtiments, qui conduit à des thermos dont le refroidissement va être assuré par des équipements énergivores fonctionnant de manière anticyclique.
• L’utilisation de trop de béton…

 

Ce projet permettra de :

 

• De développer des logements à gestion thermodynamique des enveloppes à l’aide du béton de chanvre/typha (béton végétal avec serpentins insérés dans les murs) qui permet, de par ses capacités hydriques et perspirantes, de laisser passer la vapeur d’eau mais non pas l’air. Ainsi, nous utilisons le vecteur air issu des énergies renouvelables/hybrides afin de répondre aux situations d’urgence, d’appoint de confort (été comme hiver) et de santé des usagers (cf. utilisations du vecteur air au Canada et aux Etats-Unis) ;

 

• De produire de l’électricité EnR, de la chaleur pour remplacer nos équipements de confort énergivores en proposant des produits adaptables et modulables. Stocker l’énergie dans la roche/réseau de distribution de gaz/puits climatiques, sans utilisation du réseau local d’électricité qui est pénalisant du fait des écarts entre énergie primaire et finale.

Il permet ainsi de lever une des objections à l’autoconsommation et au bâtiment à énergie positive en milieu résidentiel (profitabilité économique moindre) pour créer les logements notamment Bâtiment à Energie POSitive (produise plus d’énergie qu’ils en consomment), par la conversion en stockage thermique (chaleur) de l’énergie résiduelle du solaire à concentration de petite puissance non consommée en journée (mis en géo stockage) avec un rendement situé entre 65% et 98%, en fonction de l’utilisation et le dimensionnement du stockage.
Le modèle de marché émergent évoluant vers l’autoconsommation, il s’avère en effet nécessaire de développer des moyens de stockage de petite et moyenne capacité qui ne viennent pas grever le prix de revient du KwH de manière importante (notre coût de géo-stockage est estimé à moins 1 ct d’€ au kWh) en couplage avec le solaire à concentration de petite puissance (THERMODYNAMIQUE) qui présente des rendements très supérieur au solaire utilisé usuellement dans le bâtiment. Ce géo-stockage devient gratuit au-delà de 5 recharges et décharges. L’urgence est mauvaise conseillère, lorsque l’on maitrise un savoir-faire solutions intelligentes et urgence peuvent être mis en œuvre si cela est compris de tous et qu’un éco système économique soit mis en place.

Un cout d’avance

Pour obtenir une étanchéité du bâtiment, nous avons un coup d’avance. Nous avons anticipé́ sur les pertes thermiques qu’elles soient statiques ou dynamiques. Prendre en compte de manière plus précise les aspects de transfert, d’échange, stockage et restitution de chaleur de maniéré importante. Nous avons intègré la méthode de calcul thermique simplifié adapté aux pays à fort ensoleillement.

Innovation et brevets.

L’idée générale à l’origine de ce projet est d’augmenter les flux thermiques de façon importante en milieu ensoleillé dans l’habitat, gratuitement, pour qu’ils soient supérieurs aux déperditions du bâti. On recrée ainsi les caractéristiques des murs anciens et le système de tour à vent utilisé pendant plusieurs centaines d’années au Moyen Orient et Maghreb avec les patios pour rafraîchir les logements en les adaptant aux normes de confort modernes et de sécurité parasismiques.

Cet ensemble technologique

Les innovations sont basées sur 5 brevets :

 

• un brevet sur la base d’une ventilation mécanique de la géo ventilation thermodynamique (quadruple flux) pour optimiser le transfert d’énergie gratuit pour refroidir les logements et qui permet l’optimisation des échanges thermiques entre l’environnement extérieur et le logement sans consommation d’énergie carbonée (possible de couplage géothermie – solaire à concentration, bio masse déchet/bois…) pouvant être matérialisé par un réseau de chaleur basse température;

 

• le mur en béton de végétal : grâce à l’absence de pont thermique et sa gestion hydrique de la vapeur d’eau, il permet d’utiliser le vecteur air/ géo-ventilation thermodynamique à moindre coût financier. Il permet de développer des logements à gestion thermodynamique des enveloppes, du fait de la réduction de 70% du besoin de par les enveloppe l’autonomie est assuré à moindre coût financier par les EnR;

 

• le géo-stockage : développement de sondes spécifiques pour transférer la chaleur solaire/gazéification dans la roche, en vue d’être convertie ultérieurement en électricité ou en thermique. Ou à l’aide d’un puits hydrogéologique (sable et eau) qui se régénère à l’aide des eaux de pluies et du solaire à concentration de petite puissance.

 

• La gazéification à séparation moléculaire/ solaire thermodynamique à concentration 5 ème génération utilisé au plus près du besoin, permettant une production d’énergie renouvelable locale sans utilisation du réseau public, et qui produit 1/3 d’électricité, 2/3 de chaleur (utilisé dans le cadre d’une boucle de transfert de flux thermiques afin d’assurer les besoins calorifiques et frigorifiques des logements). Possibilité de produire de l’hydrogène décartonné pour faire du gaz de synthèse compatible avec le réseau de gaz naturel et à coût moins onéreux que le gaz naturel.

 

• Le solaire à concentration au plus près du besoin rendement 35% supérieur au photovoltaïque doublé grâce aux micros turbines.

De plus, en exploitant les déchets ménagers avec La gazéification à séparation moléculaire et la transformation de la partie résiduelle au travers de petite unités de transformation traité 100% des déchets ménagers sans coût pour les population, odeur et pollution, nous pallions aussi à l’intermittence des énergies renouvelables dans l’habitat à l’aide de l’hydrogène des plastiques enfoui ou incinéré (perte partiel ou total de la matière) …

Descriptif du système de performance énergétique dans le bâtiment / principe de fonctionnement :

Le principe de fonctionnement se décompose en 4 éléments :

• • Un mur en béton de chanvre (fibres végétales) à énergie et inertie positives, qui permet le fonctionnement actif et passif simultanément (nouveauté), grâce à sa fonction perspirante (qui laisse passer la vapeur d’eau mais pas l’air), ce qui permet une Gestion Thermodynamique des Enveloppes du Bâti (GTEB) ;

 

• Une compensation des déperditions thermiques à plus de 100% par le biais d’une quadruple flux thermique qui transfert et restitue des flux très importants créés gratuitement par le géo stockage/solaire à concentration (géo/free cooling). Les équipements du système de géo ventilation (les circulateurs, auxiliaires de ventilation) fonctionnant à l’aide de l’énergie électrique/thermique solaire, de ce fait ils ne nuisent pas au rendement énergétique global. Notre rendement global, est à l’inverse de tous les autres systèmes de confort, de plus la température sera élevé plus le rendement sera élevé.

 

• Un géo stockage de la chaleur produite par le solaire à concentration de petite puissance/gazéification.

 

• Le solaire à concentration au plus près du besoin et la gazéification qui peuvent produire l’énergie à moindre coût que les énergies fossiles, fissiles et renouvelables.

 

En milieu chaud et humide, l’interaction de ces éléments permet le déploiement gratuit de la gestion de la vapeur d’eau (changement de phase par le biais de la condensation vapeur/liquide) dans les enveloppes du bâtiment. Le mode actif par le biais du solaire à concentration de petite puissance permet le stockage inter saisonnier. Ce dernier produit simultanément, au plus près du besoin, de l’électricité, de la chaleur et force motrice qui pourra être stockée en sous-sol dans la roche ou autres et ensuite convertie en électricité ou en thermie pour refroidir/chauffer en partie ou totalité les logements.

Avantages comparatifs de notre système :

 

• Contribution à des logements confortables, sains et économes en énergie.
• Confort, bien être
• Aucune pollution de l’air, ni de l’eau, ni des sols
• Gain à la revente des logements car nos équipements sont de longue vie.
• Aucun rejet de CO2 (valeur non prise en compte dans la réglementation thermique française)
• Solution alternative aux constructions traditionnelles en béton, solutions d’isolation intérieur ou extérieur (bio climatisme passif).
• Rendement du système proportionnel à la chaleur extérieure, permettant de compenser par des flux thermiques importants EnR, les déperditions thermiques du bâti.
• Recyclabilité de 100% des équipements et matériaux.
• Longévité du système (plusieurs dizaines d’années).
• Coût énergétique de l’habitat stabilisé compte tenu des paramètres connus (rendement du panneau, ensoleillement local et durée de vie des équipements (ce qui n’est pas assuré par les exigences de performance énergétiques exprimées en termes de kWh/ m²/an – exemple de la réglementation thermique française 2012).

 

DESCRIPTION :

La GTEB, s’applique dans le domaine de la construction. A partir de matières premières renouvelables et disponibles, le concept s’inspire des techniques et du bon sens de nos ancêtres, alliant l’empirisme aux dernières technologies en matière de gain et de performance énergétique. L’ensemble est pensé et conçu de telle sorte que ses fonctions autorisent un vrai confort aux habitants, et des économies de 80 à 90 %. Le différentiel peut être réalisé à l’aide d’EnR pour un coût faible.

Son caractère innovant réside dans le fait qu’aucune des différentes techniques antérieures ne réunit tous les paramètres utiles dans la construction du futur qui doit impérativement répondre aux nouvelles normes énergétiques, parasismiques et de développement durable.
Si l’on considère un mur, tel qu’il est conçu ordinairement, celui-ci ne comporte qu’un bloc et un isolant non performant. La gestion de l’hygrométrie est négligée, tout comme les notions de transfert des températures, d’inertie, d’économie d’énergie, de simplification de mise en œuvre, d’efficacité de masse thermique, de son auto régulation et de protection sismique.
L’invention regroupe tous ces paramètres.
Elle est constituée de deux éléments majeurs que nous allons présenter séparément : le bloc de béton spécifique et son complément, le béton de chanvre.

Dans le contexte actuel, et au regard d’une synergie intelligente par sa grande pertinence, le mur à énergie positive répond tout naturellement aux impératifs des objectifs énergétiques à atteindre, soit une performance de gain d’efficacité global de l’ordre de 60 à 70 % par le mur, 19 à 20% par les systèmes dynamiques permettant les échanges d’air neuf (en connexion solaire ou/et gazéification). La masse thermique est protégée par le béton de chanvre en isolation extérieure des variations de température extérieures importantes. Le mur ainsi constitué, procure un confort et une régulation thermique intérieure très précise et de façon autonome. Ainsi nous n’avons plus cas joué sur les transferts de flux énergétique entre environnement et logement.

En effet, sa structure conçue et pensée dans l’idée majeure de l’inertie, sa forme prévue pour recevoir toutes techniques propres aux nouvelles technologies architecturales tout particulièrement en matière énergétique, et sa mise en œuvre simplifiée quoique hautement réfléchie, offrent un panel complet, répondant de plus aux normes parasismiques.
Le mur, ainsi présenté, s’adapte parfaitement aux différents concepts de performance énergétique. Il procure un réel confort grâce à l’assemblage de sa masse thermique et de son isolation en béton de chanvre, idéalement complémentaires. Grâce à son inertie parfaite, les performances hygrothermiques sont optimisées par l’intégration de réseaux hydrauliques chauffants ou rafraîchissants, couplés à un stockage EnR. Ce stockage garantit l’autonomie énergétique du mur à moindre coût financier.
Ainsi assemblés, ces éléments permettent d’améliorer durablement le confort des habitants, en sachant que produire du frais coûte habituellement 3 fois plus cher que produire du chaud, ce qui permet d’avoir une solution pour les zones à fort ensoleillement
Le mur présente certaines caractéristiques des murs anciens de 8 à 10000 ans pour permettre de d’associer des équipements actifs fonctionnent sur la récupération, transfert d’énergie primaire EnR :

 

• L’isolation par sa barrière thermique
• La masse du mur, son inertie de 400kg/m2
• La régulation hygrométrique très puissante, grâce au transfert d’énergie, à la régulation du taux d’humidité de l’air ambiant et un confort d’été incomparable 
• Son fonctionnement est totalement naturel, et joue avec les différences de pression entre l’intérieur et l’extérieur du bâti.

 

LE MUR:

C’est un bloc aggloméré de béton, coffrant, à alvéoles verticales, permettant de réaliser une structure parasismique de plusieurs niveaux, et d’incorporer de la masse thermique auto régulante et régulée. Son profil extérieur en queue d’aronde permet une accroche mécanique de l’isolation en béton de chanvre.

LE BÉTON VÉGÉTAL :

est composé d’un agrégat, la chènevotte, et d’un liant certifié. Sa mise en œuvre se fait par projection.

Caractéristiques et propriétés :

D’un lambda de 0,070, l’agrégat est un matériau hautement isolant qui apporte de plus un confort hygrométrique optimal et incomparable grâce à la capacité d’absorption naturelle de ses composants.

Il est 3 fois moins lourd que les autres agrégats naturels ou artificiels, avec une masse volumique moyenne de 350 kg/m3.

Sa production se fait localement, il est durable et recyclable notamment dans du compost ou pour amender les terres. De plus, sa composition présente de grands intérêts : l’agrégat est un efficace « piège à carbone » ; un composant agit comme répulsif naturel des nuisibles, et un autre est un anti bactérien naturel.

L’agrégat est également ductile. Il résiste à des déformations 15 à 20 fois plus importantes que les agrégats ordinaires.

Il doit être enduit d’un autre agrégat naturel ou artificiel, fibré ou non.

Avantages :

• Economie d’énergie à la production
• Confort et isolation permanente
• Mise en œuvre moins lourde
• Adaptation à la réhabilitation et au neuf
• Bio dégradabilité
• Permet de favoriser les transferts, échanges, stockage voir création d’énergie primaire EnR

LA MASSE THERMIQUE :

La masse thermique d’origine minérale a pour fonction de gérer humidité et températures :

• par transfert
• par stockage
• par régulation
• par diffusion

MODE DE REALISATION d’un mur:

• Coulage fondations béton armé, avec attentes verticales
• Maçonnerie par collage
• Coulage béton armé dans les alvéoles, des chaînages ou potelets suivant normes parasismiques.
• Mise en place réseaux et gaines techniques (EU, adduction d’eau chaude/froide, box et câblages électriques, etc…)
• Mise en place dans les alvéoles du réseau hydraulique pour le rafraîchissement et/ou le chauffage
• Remplissage des alvéoles avec de la masse thermique
• Projection du béton de chanvre sur la face extérieure
• Enduit de finition extérieure
• Enduit de finition intérieure

SUSCEPTIBILITE D’APPLICATION INDUSTRIELLE

L’objectif, pour diminuer l’impact négatif sur l’environnement, est de produire localement les différents éléments du mur. En développant cette production locale, la maîtrise du prix sera assurée.

• Usine de production du mur,
• Usine de production de liant,
• Usine de production d’enduit terre,
• Usine de transformation chanvre.

ABREGE

Le mur (GTEB) est un système constructif innovant associant une structure parasismique moderne et deux autres techniques ancestrales ayant fait leurs preuves dans leur pouvoir isolant et la gestion naturelle de l’hygrométrie intérieure des bâtis. La régulation thermique intégrée et autonome en fonctionnement et énergie, garantit une stabilité d’un très grand confort et une utilisation normale aux occupants quelles que soient les conditions climatiques extrêmes rencontrées. (Froid, chaud ou très chaud, et très humide). Le complément énergétique peut être mis en œuvre de façon économe en équipements et coût énergétique.

Pour plus ample renseignements contacter Monsieur LECUYER au : 06.37.58.90.61