Habitat Troglodytique dans une ancienne carrière

[olaf16]

Bonjour à tous.

Je suis en Charente, et j'ai trouvé un site qui semble idéal pour assouvir mon vieux rêve d'habitat troglo. Je démarre par une petite description du site :

C'est une ancienne carrière-champignonnière taillée dans du calcaire.
La stabilité est bonne.
il y a des ouvertures généreuses en façade, orientée sud et sud-sud-ouest) susceptibles d'amener beaucoup de lumière et d'énergie.
Par contre, c'est grand. il y a 2500m², qui s'inscrivent dans un carré de 60m de coté.

la zone exploitable pour en faire un habitat, est un rectangle de 30m de facade (avec 3 ouvertures totalisant 25m d'ouverture), avec 10m de recul.
Grossièrement on peut faire l'habitat sur 1, 2 ou 3 ouvertures, cela représente environ 100m² au sol par tranche. Même si je me lance dans un habitat pharaonique de 300m², il restera une 4eme ouverture pour fournir de la respiration aux tréfonds.

divers calculs tendent à montrer qu'avec un U de murs/sols entre 1 et 0.5, on commence à être à peu près à l'équilibre avec les apports solaires. à la limite, on n'est pas loin du passif. bon, c'est du calcul statique, et je compte bien mettre un gros poêle de masse pour le plaisir, donc coté thermique le problème est à peu près borné.

le calcaire est suffisamment stable pour être laissé tel quel au plafond et sur les murs existants. et il ne pleut pas à l'intérieur de la zone habitable, les infiltrations passent plus loin, dans les tréfonds.

pour le sol :
la roche, recouverte de sable et poussière sur 50 cm, est environ 1m sous le niveau du sol extérieur. En s'alignant sur cette hauteur (roche +1m soit niveau du sol) il reste 3m50 sous le plafond
Une solution hérisson/dalle/chape va soit me faire un sol très humide s'il est perméable, soit m'envoyer un maximum d'humidité dans mes piliers s'il ne l'est pas.

hauteur sous toit de 4.5 à 5m. compte tenu du vide sanitaire, et de l'épaisseur de plancher/isolation je comptais garder 3m50 entre plancher et "toit".
j'envisage de décaisser en déblayant le sable, de s'appuyer avec des poutres (béton?) sur des plots bétons posés sur la roche, afin d'avoir un vide sanitaire. Ca permettrait aussi d'avoir un plenum technique pour faire passer tout ce qui est électrique, tuyaux, etc...

Comme je ne compte pas occuper toute la surface du troglo, j’appuierai des murs sur les piliers tournés pour couper entre la zone habitable et le reste des tréfonds, en ménageant un espace entre sol surélevé et murs.

j'en arrive à mes questions :

troglo => grosse humidité.

quel "sol"?
quel murs? (je parle des cloisons à monter entre les piliers tournés). on s'oriente vers une double couche de béton cellulaire, avec une lame d'air au milieu.
quelles cloisons intérieures?

Comme matériau ne craignant pas trop l'humidité et respirant, je vois bien le béton cellulaire. j'avoue que ce n'est pas celui qui me fait le plus envie, mais j'ai peur qu'un matériau végétal ne supporte pas cet environnement.

j'avais envisagé des choses comme un torchis léger terre paille, du bois cordée pour les murs, du bois autoclavé pour les planchers avec une isolation chanvre, etc...
ce sont des solutions qui normalement tiennent bien l'humidité, mais une humidité périodique.
j'ai peur qu'une humidité permanente ne les mettent à mal.
Toutes remarques et assistances bienvenues


autre question, la ventilation.
Il va falloir ventiler sec (mauvais jeu de mot inside)
quel type de ventilation poser?
parce que c'est un poste qui semble extrêmement coûteux.

j'ai commencé à discuter avec des gens qui font du troglo originaires du 37, mais qui desservent la charente. Ils m'annoncent des ordres de grandeur :
~100€ le m² de mur béton cellulaire
~100€ le m² de sol (hourdis béton sur plot)
30k€ de VMC double flux

je m'interroge beaucoup sur le poste VMC...

encore une fois, je suis preneur de toute info.

Merci à ceux qui auront eu la patience de lire ce pavé
-----

[Larzacien]

bonjour,

Voilà un lien qui peut vous intéresser :

http://forums.futura-sciences.com/ha...lodytique.html

Pour moi, le gros souci c'est d'une part l'humidité, d'autre part, tous les "murs" à environ 13°, et lorsqu'on chauffe, la chaleur va se perdre dans la roche et vu la masse, ça me fait peur.

[olaf16]

Merci pour le lien, j'étais déjà tombé dessus et l'avais parcouru.

Pour la température, je ne suis pas vraiment inquiet. Il faut certes compter 1 an avant de réchauffer une masse suffisante pour être bien, mais après ça roule tout seul.
Normalement un combo apport solaire+poêle de masse devrait faire l'affaire sans soucis.

Par contre je suis vraiment en grande interrogation sur le choix du "sol"
Le vide sanitaire semble la meilleure option.
Et pour ça, du hourdis sur plot béton présente pas mal d'avantages.
Reste à déterminer les matériaux à utiliser en structure porteuse comme en finition, et leur mise en oeuvre.

D'où mes questions ici

[JiPe38]

Bonjour

Je suis curieux de vos calculs de température. Je me pose des questions sur les "m" que vous annoncez (30...), s'agit il de mètres ou mètres carrés ? Pour les apports solaires, il faut prendre en compte la surface, bien sur, mais aussi l'orientation et l'inclinaison. J'avais fait ce calcul pour une zone bien ensoleillée près de Briançon, orientée presque plein sud, pentue à 60° par rapport à l'horizontale. J'avais trouvé des températures d'équilibre saisonnier à 3 ou 4 m sous la surface de l'ordre de 15°C, soit à peine 4°C plus haut qu'un sol moyen dans la région. Allant plus loin, j'avais "disposé" virtuellement un vitrage simple sur une surface de l'ordre de 300 m2 et peint le rocher en noir, histoire de transformer le sol en capteur solaire rustique. Eh bien avec ça j'arrivais à peine à monter le sol à 19°C en moyenne sur la surface du capteur (plus au centre, moins sur les bords). La diffusion de chaleur tri-dimensionnelle dans un matériau bon conducteur (calcaire) fait vraiment peur...

Je me demande si nos ancètres les troglodytes n'était pas bien plus résistants que nous, considérant des températures de 14°C comme confortables. Aujourd'hui dans de tels habitats, si on voulait 20°C comme chez le français moyen, soit il faudrait se ruiner en combustible, soit tout isoler et vivre dans une bulle thermique enterrée dans du rocher dont elle est séparée par de la laine de roche ou autre isolant.

Enfin, c'est une réflexion de quelqu'un qui vit loin du 37. Chez nous les caves servent à faire du fromage, pas à se loger...

[A voir en vidéo sur Futura]

[olaf16]

Bonjour.

Pour les "m" ce sont des mètres linéaires de façade.
En considérant une isolation de 20cm sur le pourtour des ouvertures, il reste 3.50m de hauteur de vitrage possible.
Ce qui représente plus de 80m² possibles de surface vitrée orientée sud à sud-sudouest.

J'ai récupéré les valeurs de gain solaire avec un double vitrage à isolation renforcée pour ma zone géographique.

Je peux vous montrer les calculs (qui sont certes approximatifs mais pas trop déconnant d'après mon CAUE local)
pièce jointe => feuille de calcul

Ci dessous le développement :

Quelques prémisses :

surfaces
- je prends la totalité de la zone "exploitable" (celle derrière les 3 ouvertures) dans le calcul, pour diminuer le poids des approximations. soit un rectangle de 30x10m => 300m2
- je considère la façade comme une baie vitrée de 75m² et je néglige la surface de façade non ouverte.
- je considère les murs qui délimite la zone exploitable faisant 200m² (50ml (10+30+10) et 4m de haut.
- le sol fait 300m²

conductivité thermique
- j’assimile le "toit" à un toit de 5m de calcaire => son U est fixe à 0.25
- je fais varier le U des parois entre 2 et 0.5 (ce qui couvre une bonne plage il me semble)
- je prend la façade en double vitrage+gaz et un facteur solaire de 0.65

Environnement
- je calcule des DJU mensuels en fct de la météo moyenne depuis 1981. en cumulant je tombe proche du DJU annuel. je dois pas être trop mal.
- la température de stabilité de la grotte est de 13°c
=> dans mes calculs, j'utilise les DJU météo pour le toit, et un DJU de 6°C constant chaque jour pour le sol et les murs.
ce qui est amusant, c'est que le DJU météo va de 353 (janvier et décembre) à -93 (en juillet)
le DJU "grotte" est de 150 environ en permanence.
1-ce qui donne un avantage de chaleur en hiver et de fraicheur en été (pas besoin de faire de calcul pour en arriver la ^^)
2-ce qui montre que rapporté aux surfaces, et vu la faible conductivité du toit,la conductivité des murs et surtout sol sera prépondérante
-je récupère les gains solaires au m² de surface vitré pour toute l'année, mois par mois.


Passons aux Calculs :
-je calcule les pertes mensuelles du toit (DJUx24heuresxsurfacesxU)/1000 => pertes thermiques en kwh
-pareil pour le sol en fct du U
-pareil pour les murs en fct du U
-gains mensuels solaires au m² x surface

=> j'obtiens un bilan thermique mensuel.

cas de sol/murs très peu isolants (U=2)
nonobstant que c'est inenvisageable car le confort thermique va être déplorable, le sol glacé et les murs ruisselants d'humidité...
c'est pas si mal du strict bilan thermique
seuls novembre/décembre/janvier sont négatifs.. pour un total de 3700kwh.
le bilan annuel est un gain de 15000kwh.


cas de mur un peu isolants (U=1)
même décembre est positif (on va dire nul)
et le bilan annuel positif à 37000kwh

au point que je me demande si je ne vais pas transformer la zone en sauna.


je fais un petit calcul ou je récupère le UxDeltaT°xSurface=energie pour faire deltaT°= energie/surface/U
et le gain mensuel de température au dessus de 18°c passe de 0 en décembre à 13°c en septembre
alors avec l'hyper-inertie de la carrière, ça va être bcp moins, bien sur.
mais ça commence à donner des ordres de grandeur qui font réfléchir.


Cas du mur moyennement isolants (U=0.5)

la différence est finalement assez faible.
on améliore nettement le confort hivernal puisque même décembre est positif de 2600kwh.
par contre la "surchauffe" n'augmente que faiblement avec un pic à 15°c (et un mini à +2°c)
en théorie ça donne du 33°c, mais avec
- l'inertie de la carrière
- un approvisionnement d'air à 13°c de manière continue par la ventilation
- un dispositif mobile de protection solaire => un écrantage de 50% des apports
ça devrait être parfaitement gérable.

Je précise qu'avec un renouvellement d'air forcé double de celui nécessaire pour l'hygiène, (histoire de lutter au max contre l'humidité) et sans récupération de chaleur, je tombe sur une perte d'environ 2000kwh de plus par mois.
ce qui donne un résultat pas si mauvais, avec un scénario mur en béton cellulaire et sol isolé.

Voila. Bien sur ça ne vaut pas une étude dynamique par un cabinet spécialisé, mais les ordres de grandeur sont intéressants.

Si vous voyez une grosse coquille, avec ou sans q, dans le raisonnement, je suis tout ouïe.

[olaf16]

Bonjour

Je suis curieux de vos calculs de température. Je me pose des questions sur les "m" que vous annoncez (30...), s'agit il de mètres ou mètres carrés ? Pour les apports solaires, il faut prendre en compte la surface, bien sur, mais aussi l'orientation et l'inclinaison. J'avais fait ce calcul pour une zone bien ensoleillée près de Briançon, orientée presque plein sud, pentue à 60° par rapport à l'horizontale. J'avais trouvé des températures d'équilibre saisonnier à 3 ou 4 m sous la surface de l'ordre de 15°C, soit à peine 4°C plus haut qu'un sol moyen dans la région. Allant plus loin, j'avais "disposé" virtuellement un vitrage simple sur une surface de l'ordre de 300 m2 et peint le rocher en noir, histoire de transformer le sol en capteur solaire rustique. Eh bien avec ça j'arrivais à peine à monter le sol à 19°C en moyenne sur la surface du capteur (plus au centre, moins sur les bords). La diffusion de chaleur tri-dimensionnelle dans un matériau bon conducteur (calcaire) fait vraiment peur...

Je me demande si nos ancètres les troglodytes n'était pas bien plus résistants que nous, considérant des températures de 14°C comme confortables. Aujourd'hui dans de tels habitats, si on voulait 20°C comme chez le français moyen, soit il faudrait se ruiner en combustible, soit tout isoler et vivre dans une bulle thermique enterrée dans du rocher dont elle est séparée par de la laine de roche ou autre isolant.

Enfin, c'est une réflexion de quelqu'un qui vit loin du 37. Chez nous les caves servent à faire du fromage, pas à se loger...

Pour répondre à votre calcul, ça ne m'étonne pas vraiment.
sur une saison de chauffe, par rapport à une température de 18°c, vous allez avoir à peu près 200kwh par m² de différence de bilan énergétique entre un simple et un double vitrage.
et avec des extrêmes plus importants en été comme en hiver.

Pour ce qui est de nos ancêtres, oui, il n'y a pas photo, ils étaient plus résistants, même les non-troglos.
Il suffit de voir les conditions de vie d'il y a un siècle.

Pour ce qui est du fromage, et autres bonnes choses à manger, je ne désespère pas de tenter cela

[JPL]

Je te suggère de faire une exportation de ta feuille de calcul en pdf car il faut impérativement avoir LibreOffice ou OpenOffice pour la lire actuellement.

[JiPe38]

Attention aux pertes par rayonnement, qui ne sont pas comptabilisées. On peut placer des rideaux derrière les ouvertures, ce qui les diminue mais ne les annule pas. Et mettre 75 m2 de volets, traditionnels ou roulants, ça fait beaucoup. Les chiffres de productivité solaire tiennent compte du fait qu'on ne fait pas circuler le caloporteur la nuit dans des panneaux (sauf pour dissiper des surcharges en été). Par contre, sur la façade hors ouverture, les pertes par rayonnement vont être très importantes, dans la mesure où on porte à 19°C des zones voisines (dégagement derrière ouvertures). Et le rayonnement c'est en T^4 ! Je ne serais pas surpris que plus de la moitié de l'énergie solaire récupérée à travers les ouvertures soit perdue par rayonnement des façades.

Par contre, si mur / sol / plafond sont isolés, c'est bien sur différent. Mais est ce vraiment bien moins cher de construire ainsi que hors sol, pour avoir en final des problèmes sérieux d'humidité, de ventilation, d'éclairage des tréfonds, de transfert de chaleur entre zones...

[olaf16]

Je te suggère de faire une exportation de ta feuille de calcul en pdf car il faut impérativement avoir LibreOffice ou OpenOffice pour la lire actuellement.

Judicieuse remarque, merci
https://docs.google.com/spreadsheets...it?usp=sharing
un petit google doc à la place

[olaf16]

Attention aux pertes par rayonnement, qui ne sont pas comptabilisées. On peut placer des rideaux derrière les ouvertures, ce qui les diminue mais ne les annule pas. Et mettre 75 m2 de volets, traditionnels ou roulants, ça fait beaucoup. Les chiffres de productivité solaire tiennent compte du fait qu'on ne fait pas circuler le caloporteur la nuit dans des panneaux (sauf pour dissiper des surcharges en été). Par contre, sur la façade hors ouverture, les pertes par rayonnement vont être très importantes, dans la mesure où on porte à 19°C des zones voisines (dégagement derrière ouvertures). Et le rayonnement c'est en T^4 ! Je ne serais pas surpris que plus de la moitié de l'énergie solaire récupérée à travers les ouvertures soit perdue par rayonnement des façades.

Par contre, si mur / sol / plafond sont isolés, c'est bien sur différent. Mais est ce vraiment bien moins cher de construire ainsi que hors sol, pour avoir en final des problèmes sérieux d'humidité, de ventilation, d'éclairage des tréfonds, de transfert de chaleur entre zones...

Je suis désolé, mais tu es allé un peu vite pour moi dans la partie "Les chiffres de productivité solaire tiennent compte du fait qu'on ne fait pas circuler le caloporteur la nuit dans des panneaux (sauf pour dissiper des surcharges en été)."
Si tu pouvais détailler.

Sinon, sauf erreur de ma part, pour ce qui des surfaces vitrées, le bilan énergétique tient compte des rayonnements.
Pour ce qui est des portions de façade non vitrées on est sur une épaisseur de calcaire de 5m. même avec un lambda pas terrible à 1, on obtient un U théorique à 0.2, ce qui n'est pas si dégueulasse.
De plus la façade est orientée sud à sud/sud ouest et elle est plutôt sombre, la pierre ayant noirci avec le temps.
Mais je loupe peut être un truc.
Je pose un Pdf avec le plan de la cave (cave2). echelle 1/1000

Le plafond, je ne compte pas l'isoler. même motif que la façade, 5m minimum de calcaire, ça sera long de le monter en température, mais normalement une fois l'accumulation faite, je serai assez tranquille.

Les murs, une solution béton cellulaire double couche offre normalement un bon compromis conductivité thermique, comportement à l'humidité, coût. Après tout on n'a que 13°c de l'autre coté, avec un U à 0.5 (simple couche) on n'est pas mal. Avec un U à 0.25 (double couche) c'est même grand luxe.

Le plancher, c'est ce qui m'amène ici


Pour ce qui est du choix de vie, ça fait plus de 30 ans que je traîne dans les tréfonds que je croise, et que j'ai envie de me faire ce plaisir.
Pour ce qui est des transferts de chaleur, je compte fonctionner un peu comme un loft, avec un grand volume central ou siégerait un poêle de masse.
Il reste des blocs non extrait de l'ancienne carrière à portée de main, de quoi faire un cube de 2m50 d'arête et d'une quinzaine de tonnes.
ça devrait permettra un chauffage par rayonnement de la zone de jour.

En plus, vu les prix de l'immo, réhabiliter cette ancienne champignonnière en habitation me permettra d'avoir un habitat sans vis à vis et du terrain sans me ruiner. je suis devenu un vieil ours ^^
La situation est superbe, à flan de coteau, surplombant la vallée.


Une pièce jointe supprimée

[JiPe38]

En chauffe eau solaire, on a une loi de rendement de capteur qui donne la production instantanée, laquelle production est stockée dans un ballon. Lorsque la production devient négative, c'est à dire que les panneaux émettent plus de rayonnement qu'ils en reçoivent, on coupe le circulateur et ainsi on évite de renvoyer vers les étoiles l'énergie donnée le jour par le soleil.

Avec ta solution, tes ouvertures vont avoir un bilan radiatif positif, à condition bien sur de mettre des rideaux / des volets. Mais tout le reste des façades, en particulier au voisinage des ouvertures, qui forcément va monter en température puisque tu as 19°C voire plus derrière les murs puisque c'est là que tu captes l'énergie solaire, va rayonner. Le jour, bilan radiatif positif, la nuit bilan radiatif négatif (et lourd). Cela, tu ne l'as pas pris en compte dans ton tableau.

[JPL]

Deux remarques. D'une part OpenOffice et LibreOffice peuvent exporter au format pdf : tu aurais pu mettre le pdf de la feuille de calcul en pièce jointe au lieu de passer par Google. D'autre part toutes les illustrations doivent être postées dans un format graphique (gif, png, jpg). Cela vaut pour le plan en pdf que j'ai supprimé en conséquence. Merci.

[olaf16]

Merci pour le complément, c'est bcp plus clair.

Alors quand J'ai pris les valeurs, suivant ma zone géographique et la saison, j'ai bien pioché dans la colonne "double vitrage+film" mais sans volets.
Effectivement, avec en plus l'utilisation de volets, j'obtenais des valeurs supérieures, mais c'était peu adapté.
Je compte par contre installer un micro-perforé déroulant comme écran solaire en été, mais qui sera à l'extérieur.

Pour ce qui est des ponts thermiques autour des ouvertures, je tablais sur une isolation de 20cm sur tous le pourtour des ouvrants, pour éviter la condensation autour des baies, ainsi que les pertes thermiques.
vraisemblablement un coffrage bois rempli de liège en vrac.
20cm de liège donne à peu près U=0.2 (autant que les 5m de calcaire ^^)
10cm donne U=0.4
donc je pense qu'à une vache près, on est pas mal.

[olaf16]

c'est noté. j'en tiendrai compte à l'avenir.