Le guide de la permaculture : jardine autrement

Matériaux et techniques les plus adaptés pour favoriser un design passif en permaculture

Le design passif en permaculture consiste à concevoir des habitats qui utilisent les ressources naturelles pour optimiser le confort thermique, la qualité de l’air intérieur, l’efficacité énergétique et la durabilité. Les matériaux choisis jouent un rôle crucial dans cette approche, car ils déterminent l’inertie thermique, l’isolation, la régulation de l’humidité et l’impact environnemental de la construction. De plus, les techniques de mise en œuvre doivent être adaptées aux spécificités du site, du climat et des besoins des habitants pour maximiser les bénéfices du design passif. Explorons en détail les matériaux et les techniques les plus appropriés pour favoriser un design passif en permaculture, ainsi que leur application dans un contexte écologique et durable.

Table des matières
  1. Matériaux adaptés au design passif en permaculture
  2. Techniques de construction adaptées au design passif en permaculture
  3. Conclusion : vers un design passif optimisé en permaculture
  4. Pour en savoir plus :

Matériaux adaptés au design passif en permaculture

Les matériaux utilisés dans le design passif doivent être durables, locaux, peu transformés, avoir une bonne capacité d’isolation ou d’inertie thermique, et être capables de réguler naturellement l’humidité intérieure. Voici les matériaux les plus adaptés :

Terre crue : pisé, adobe, torchis

Caractéristiques :
La terre crue est un matériau traditionnel composé d’argile, de limon et de sable. Elle peut être utilisée sous différentes formes (pisé, adobe, torchis) pour la construction de murs porteurs ou non porteurs. La terre crue possède une forte inertie thermique, régule l’humidité intérieure et est disponible localement dans de nombreuses régions.

Avantages :

  • Inertie thermique élevée : La terre crue stocke la chaleur en journée et la restitue lentement la nuit, maintenant une température intérieure stable.
  • Régulation de l’humidité : Elle absorbe l’humidité excessive et la libère quand l’air est sec, maintenant un taux d’humidité intérieure optimal.
  • Impact environnemental faible : La terre crue ne nécessite pas de cuisson, sa mise en œuvre consomme peu d’énergie, et elle est recyclable en fin de vie.

Techniques de mise en œuvre :

  1. Pisé : La terre est compactée entre des coffrages pour créer des murs solides et durables. C’est une technique adaptée pour les murs porteurs.
  2. Adobe : Des briques de terre crue sont moulées et séchées au soleil avant d’être utilisées pour la construction de murs. Les murs en adobe offrent une bonne inertie thermique et peuvent être combinés avec des enduits de chaux.
  3. Torchis : Un mélange de terre, de paille et d’eau est appliqué sur une structure en bois (clayonnage). Cette technique est idéale pour les murs non porteurs et apporte une bonne isolation phonique et thermique.

Exemple d’application en permaculture :

  • Construire une maison avec des murs en pisé de 50 cm d’épaisseur, offrant une grande inertie thermique et une excellente régulation de l’humidité. Utiliser des briques d’adobe pour les cloisons intérieures, enduites d’un mélange terre-paille pour un environnement sain et naturel.

Paille : bottes de paille et enduits naturels

Caractéristiques :
La paille, résidu des cultures céréalières, est un matériau renouvelable et local. Elle est généralement utilisée sous forme de bottes compactées pour la construction de murs porteurs ou en tant qu’isolant dans les constructions à ossature bois.

Avantages :

  • Isolation thermique excellente : Les murs en bottes de paille offrent une isolation thermique exceptionnelle, avec une résistance thermique (valeur R) très élevée.
  • Régulation hygrométrique : Associée à des enduits naturels (terre, chaux), la paille régule l’humidité intérieure tout en offrant une protection contre les moisissures.
  • Bilan carbone positif : La paille est un matériau qui capte le CO₂ pendant sa croissance. Utilisée dans la construction, elle stocke ce carbone pendant toute la durée de vie du bâtiment.

Techniques de mise en œuvre :

  1. Murs en bottes de paille porteurs (technique Nebraska) : Les bottes de paille sont empilées et compactées pour former des murs porteurs, sur lesquels sont appliqués des enduits de terre ou de chaux.
  2. Ossature bois avec remplissage en paille : Une ossature en bois est remplie de bottes de paille compactées, assurant une isolation thermique optimale. Les murs sont ensuite enduits de terre ou de chaux.
  3. Isolation des toitures et des sols : La paille peut être utilisée comme isolant dans les toitures (sous forme de bottes ou de panneaux) et les sols, réduisant les pertes thermiques.

Exemple d’application en permaculture :

  • Construire une maison à ossature bois remplie de bottes de paille, avec des murs enduits de chaux à l’extérieur et de terre à l’intérieur. Utiliser des bottes de paille pour isoler le toit, créant une enveloppe thermique efficace et respirante.

Bois local : bois massif et ossature bois

Caractéristiques :
Le bois est un matériau renouvelable, avec une faible empreinte écologique lorsqu’il est issu de forêts gérées durablement. Il est polyvalent, offrant à la fois structure, isolation et esthétique, et peut être utilisé pour les charpentes, les murs, les planchers et les bardages.

Avantages :

  • Isolation thermique : Le bois a une bonne capacité d’isolation thermique naturelle, surtout lorsqu’il est utilisé en panneaux ou en ossature.
  • Régulation hygrométrique : Le bois absorbe et restitue l’humidité, contribuant à un environnement intérieur sain.
  • Matériau léger et flexible : Le bois est facile à travailler, adaptable à de nombreux types de constructions, et convient particulièrement aux zones sismiques.

Techniques de mise en œuvre :

  1. Ossature bois : Les maisons à ossature bois sont rapides à construire et offrent une grande flexibilité architecturale. L’ossature est remplie d’isolants naturels comme la paille, la laine de bois ou la laine de mouton.
  2. Poteaux-poutres : Une structure en poteaux-poutres permet de créer de grands espaces ouverts. Elle peut être associée à des murs en terre crue, en paille ou en briques d’adobe.
  3. Bardage et charpente : Le bois est idéal pour le bardage extérieur, protégeant le bâtiment des intempéries, et pour les charpentes apparentes qui apportent chaleur et caractère à l’intérieur.

Exemple d’application en permaculture :

  • Construire une maison à ossature bois avec un remplissage en paille et un bardage en mélèze. Utiliser du bois de châtaignier pour les charpentes et les planchers, offrant une isolation naturelle et une régulation hygrométrique optimale.

Pierre locale et terre cuite

Caractéristiques :
La pierre et la terre cuite sont des matériaux naturels, durables et esthétiques, avec une excellente inertie thermique. La pierre peut être utilisée pour les murs, les fondations et les sols, tandis que la terre cuite est idéale pour les tuiles, les briques et les carrelages.

Avantages :

  • Inertie thermique élevée : La pierre et la terre cuite stockent la chaleur et la restituent lentement, stabilisant la température intérieure.
  • Durabilité : Ces matériaux sont très résistants et nécessitent peu d’entretien. Ils traversent les siècles sans se dégrader, contribuant à la pérennité des bâtiments.
  • Esthétique et caractère : La pierre et la terre cuite apportent un cachet unique aux constructions, en harmonie avec le paysage environnant.

Techniques de mise en œuvre :

  1. Murs en pierre sèche ou maçonnée : Les murs en pierre sèche (sans mortier) offrent une excellente inertie thermique et un drainage naturel. Les murs maçonnés sont plus étanches et offrent une résistance structurelle accrue.
  2. Sol en terre cuite : Les carreaux de terre cuite sont utilisés pour les sols, offrant une inertie thermique qui maintient la fraîcheur en été et conserve la chaleur en hiver.
  3. Toitures en tuiles de terre cuite : Les tuiles en terre cuite sont durables et esthétiques, offrant une bonne protection contre les intempéries et une inertie thermique efficace.

Exemple d’application en permaculture :

  • Construire des murs en pierre sèche pour une maison semi-enterrée, avec des sols en terre cuite pour une inertie thermique optimale. Utiliser des tuiles de terre cuite pour le toit, renforçant l’isolation et l’esthétique de la maison.

Matériaux isolants naturels : laine de mouton, chanvre, liège

Caractéristiques :
Les isolants naturels, comme la laine de mouton, le chanvre et le liège, sont renouvelables, biodégradables et offrent une excellente performance thermique et acoustique. Ils régulent l’humidité et sont adaptés à une construction saine et écologique.

Avantages :

  • Isolation thermique performante : Ces matériaux offrent une résistance thermique élevée (valeur R), réduisant les besoins en chauffage et en climatisation.
  • Respirabilité : Ils permettent aux murs de « respirer », évitant la condensation et les problèmes d’humidité.
  • Facilité de mise en œuvre : Les isolants naturels sont faciles à installer, que ce soit en panneaux, en vrac ou en rouleaux.

Techniques de mise en œuvre :

  1. Laine de mouton : Utilisée en panneaux ou en rouleaux pour isoler les murs, les toitures et les planchers. Elle est naturellement ignifuge et très efficace contre le froid.
  2. Chanvre : Le chanvre peut être utilisé en panneaux, en rouleaux ou en vrac (chènevotte). Il est particulièrement efficace pour l’isolation phonique et thermique des murs et des toitures.
  3. Liège : Le liège expansé en panneaux est un isolant naturel performant, résistant à l’humidité et imputrescible. Il est idéal pour les sols, les murs et les toitures.

Exemple d’application en permaculture :

  • Isoler les murs et le toit d’une maison en ossature bois avec des panneaux de laine de mouton, complétés par du chanvre en vrac dans les cloisons intérieures. Utiliser des panneaux de liège sous les planchers pour une isolation thermique et acoustique optimale.

Techniques de construction adaptées au design passif en permaculture

Les techniques de construction doivent être choisies en fonction des matériaux disponibles, du climat local et des objectifs du projet en termes de confort thermique, d’efficacité énergétique et de durabilité.

Construction semi-enterrée

Principe :
Les constructions semi-enterrées utilisent l’inertie thermique du sol pour stabiliser la température intérieure, réduisant les besoins en chauffage et en climatisation. Elles sont particulièrement adaptées aux climats extrêmes (froid ou chaud) et offrent une excellente isolation acoustique.

Fonctionnement :

  • Inertie thermique du sol : Le sol maintient une température relativement constante tout au long de l’année (entre 10 et 15 °C). Une construction semi-enterrée utilise cette inertie pour maintenir la fraîcheur en été et la chaleur en hiver.
  • Protection contre les intempéries : Les constructions semi-enterrées sont protégées des vents, des tempêtes et des fluctuations climatiques extrêmes.
  • Intégration paysagère : Elles s’intègrent harmonieusement dans le paysage, minimisant l’impact visuel et favorisant la biodiversité.

Techniques de mise en œuvre :

  1. Terrassement et murs de soutènement : Creuser partiellement le terrain pour créer un espace semi-enterré. Utiliser des murs de soutènement en pierre, en béton ou en terre stabilisée pour renforcer la structure.
  2. Toit végétalisé : Couvrir le toit d’une végétation locale pour améliorer l’isolation thermique, réguler l’humidité et favoriser la biodiversité.
  3. Drainage efficace : Installer un système de drainage autour des fondations pour éviter les infiltrations d’eau et les problèmes d’humidité.

Exemple d’application en permaculture :

  • Construire une maison semi-enterrée avec des murs en pisé et un toit végétalisé. Utiliser des murs de soutènement en pierre locale pour renforcer la structure et créer une terrasse au sud, offrant un espace de vie extérieur protégé et ensoleillé.

Toits végétalisés

Principe :
Les toits végétalisés, ou toitures vertes, consistent à recouvrir les toitures de végétation. Ils améliorent l’isolation thermique et acoustique, augmentent la biodiversité et gèrent les eaux pluviales.

Fonctionnement :

  • Isolation thermique : La couche de végétation, le substrat et le système de drainage offrent une isolation supplémentaire, réduisant les pertes de chaleur en hiver et la surchauffe en été.
  • Rétention des eaux pluviales : Les toits végétalisés absorbent une partie des précipitations, réduisant le ruissellement et favorisant l’infiltration dans le sol.
  • Régulation de la température : La végétation évapore l’eau, refroidissant ainsi l’air ambiant et réduisant les îlots de chaleur urbains.

Techniques de mise en œuvre :

  1. Toit extensif : Un toit végétalisé extensif utilise des plantes succulentes (sédums, sempervivums) et un substrat léger (5 à 15 cm de profondeur). Il est peu entretenu et convient aux toits à faible pente.
  2. Toit intensif : Un toit intensif est plus profond (20 cm et plus), permettant la culture de plantes plus grandes, voire de petits arbustes et arbres. Il nécessite un entretien plus important et une structure de toit renforcée.
  3. Système de drainage et d’étanchéité : Un système de drainage efficace et une membrane d’étanchéité durable sont essentiels pour éviter les infiltrations d’eau et protéger la structure du bâtiment.

Exemple d’application en permaculture :

  • Installer un toit végétalisé extensif sur une maison avec une pente légère, utilisant un mélange de sédums pour réduire la chaleur estivale. Ajouter des bacs pour la culture d’herbes aromatiques et de petits fruits, augmentant la biodiversité et offrant une source de nourriture.

Serres solaires et murs Trombe

Principe :
Les serres solaires et les murs Trombe sont des dispositifs de chauffage passif qui captent la chaleur solaire et la diffusent à l’intérieur du bâtiment, réduisant les besoins en chauffage.

Fonctionnement :

  • Serres solaires adossées : Une serre solaire est placée contre une façade sud, captant la chaleur solaire et créant un espace tampon thermique. La chaleur accumulée peut être diffusée dans la maison via des ouvertures contrôlées.
  • Mur Trombe : Un mur Trombe est un mur massif (brique, pierre, béton) peint en noir, placé derrière un vitrage. Il absorbe la chaleur solaire et la restitue progressivement à l’intérieur du bâtiment.
  • Régulation thermique : Ces dispositifs réduisent les variations de température en captant la chaleur solaire en hiver et en la restituant progressivement la nuit.

Techniques de mise en œuvre :

  1. Serre solaire adossée : Construire une serre en verre ou en polycarbonate adossée à la façade sud. Utiliser des murs en matériaux lourds (brique, pierre) pour stocker la chaleur et des ouvertures pour la diffuser à l’intérieur.
  2. Mur Trombe : Installer un mur massif peint en noir derrière un vitrage orienté au sud. Des ouvertures en bas et en haut du mur permettent de réguler le flux de chaleur dans la maison.
  3. Gestion des surchauffes estivales : Installer des protections solaires (volets, stores) pour éviter la surchauffe en été. Une ventilation adéquate de la serre ou du mur Trombe est essentielle.

Exemple d’application en permaculture :

  • Construire une serre solaire adossée à la façade sud de la maison, avec des murs en briques enduits de terre pour stocker la chaleur. Installer un mur Trombe dans le salon, avec des volets roulants extérieurs pour réguler l’apport solaire en été.

Utilisation de la végétation pour le contrôle climatique

Principe :
La végétation joue un rôle crucial dans le contrôle climatique passif en fournissant de l’ombre, en régulant la température et en filtrant les vents. Elle améliore le microclimat autour du bâtiment et augmente le confort thermique.

Fonctionnement :

  • Arbres à feuilles caduques : Plantés au sud, ils apportent de l’ombre en été tout en laissant passer la lumière solaire en hiver.
  • Haies brise-vent : Les haies et les arbres persistants, plantés du côté des vents dominants, protègent le bâtiment des vents froids en hiver et réduisent les pertes de chaleur.
  • Plantes grimpantes : Les plantes grimpantes sur les façades ou les pergolas créent de l’ombre, réduisant la chaleur estivale et améliorant la qualité de l’air.

Techniques de mise en œuvre :

  1. Plantation d’arbres à feuilles caduques : Planter des arbres comme le tilleul ou l’érable au sud du bâtiment pour créer de l’ombre en été et permettre l’apport solaire en hiver.
  2. Haies et brise-vent : Créer des haies de bambous, de cyprès ou de lauriers au nord et à l’ouest pour bloquer les vents froids. Les haies de petits fruits (groseilliers, cassis) apportent une protection tout en fournissant de la nourriture.
  3. Pergolas et treillis : Installer des pergolas avec des plantes grimpantes comme la vigne ou la glycine pour ombrager les fenêtres et les terrasses. Utiliser des treillis pour les façades exposées.

Exemple d’application en permaculture :

  • Planter des érables au sud de la maison pour fournir de l’ombre en été. Créer une haie de noisetiers au nord pour bloquer les vents froids. Installer une pergola recouverte de vigne devant la terrasse sud, offrant de l’ombre et des raisins à l’automne.

Techniques de régulation de l’humidité

Principe :
Un bon design passif doit inclure des techniques de régulation de l’humidité pour éviter les problèmes de condensation, de moisissures et pour assurer un environnement intérieur sain.

Fonctionnement :

  • Matériaux respirants : Utiliser des matériaux qui permettent la diffusion de la vapeur d’eau, comme les enduits à la chaux, les peintures à l’argile et les isolants naturels.
  • Ventilation naturelle : Concevoir un système de ventilation naturelle qui assure un renouvellement constant de l’air, évacuant l’humidité excessive.
  • Contrôle des points de rosée : Éviter les ponts thermiques et isoler correctement les murs pour éviter la condensation à l’intérieur des parois.

Techniques de mise en œuvre :

  1. Enduits naturels : Appliquer des enduits de chaux ou de terre sur les murs intérieurs. Ces enduits régulent l’humidité et empêchent la formation de moisissures.
  2. Isolation respirante : Utiliser des isolants naturels comme la laine de bois, la paille ou la chènevotte (chanvre), qui permettent à la vapeur d’eau de se diffuser à travers les parois.
  3. Ventilation croisée : Aménager des ouvertures sur des façades opposées pour créer une ventilation traversante, surtout dans les pièces humides comme les salles de bain et les cuisines.

Exemple d’application en permaculture :

  • Enduire les murs intérieurs de la maison avec un mélange de terre et de chaux. Utiliser de la laine de bois pour isoler les murs et les toitures. Installer des fenêtres à guillotine dans la cuisine et la salle de bain pour créer une ventilation croisée efficace.

Conclusion : vers un design passif optimisé en permaculture

Le choix des matériaux et des techniques de construction est déterminant pour créer un habitat permaculturel efficace et durable, respectueux de l’environnement et confortable pour ses occupants. En combinant des matériaux naturels, locaux et peu transformés avec des techniques de construction adaptées, on peut maximiser les bénéfices du design passif : une bonne inertie thermique, une isolation performante, une régulation naturelle de l’humidité et une intégration harmonieuse dans le paysage. Ces choix permettent de réduire la consommation d’énergie, d’améliorer la qualité de l’air intérieur et de créer un cadre de vie en harmonie avec la nature. 🌱🏡🌍

Pour en savoir plus :