Qu’est-ce que la conception performative par opposition à la conception prescriptive , et quelles sont les conséquences de distinguer ces deux approches et de construire en conséquence? En termes simples, la conception prescriptive consiste à dresser une liste de souhaits et à construire selon cette liste. La liste constitue la prescription d’une bonne conception, et espérons-le, d’un bon bâtiment.
La conception performative, dont la construction haute performance est le corollaire, exige que la conception réponde à des critères de performance tangibles et mesurables. Le retour sur investissement, pour ainsi dire, peut être validé de la même manière que l’on suit la performance de son portefeuille de retraite.
Lorsque vous engagez un designer ou un architecte, puis un entrepreneur, pour votre projet, la seule norme obligatoire à laquelle la conception et la construction doivent répondre est la norme minimale établie par le code du bâtiment. Au-delà de ce minimum, vous entrez dans une vaste frontière de choix, de compromis et d’allégations commerciales.
La liste du designer prescriptif vs « des abstractions rendues sous forme de livrables »
Pourquoi le code minimum ne suffit pas
Établir une norme cohérente et fondée sur la science n’est pas particulièrement aisé. Cela nécessite la participation de nombreuses parties prenantes, notamment des fabricants de produits, des installateurs, des laboratoires d’essai, ainsi que l’établissement de conventions, de mesures, de procédures, d’un suivi et d’une accréditation acceptés. À la base de tout cela se trouve une compréhension de la raison d’être et des avantages de cet engagement — autrement dit, le « pourquoi ».
Personne ne remet en question le code du bâtiment. Le pourquoi, c’est la sécurité publique. Pour aller au-delà de la sécurité publique, il faut adhérer à des arguments de « bien commun », sinon à des arguments économiques. Comme dans toute discussion sur les moyens et les fins, les choses s’enlisent toujours lorsque les fins sont concurrentes.
L’efficacité n’est que la distance entre les moyens et leur fin. Sans évaluer la fin — sa fonction objectif — l’efficacité demeure un concept vide et est inutile dans la discussion des moyens, à moins que l’on se soit entendu sur la fin elle-même.
Cela se comprend aisément si l’on considère une approche par « liste de contrôle » de la durabilité ou même de la « haute performance » comme qualificatif vague. Imaginez que votre architecte plaide fortement pour installer des douches dans un projet commercial afin d’encourager les employés à venir travailler à vélo. Vous, le client, résistez jusqu’à ce que la ville renonce à l’exigence de stationnement du projet et autorise une plus grande empreinte en échange d’un « rangement » sécurisé pour les vélos. La ville veut paraître écologique et réduire la congestion. Vous voulez une plus grande superficie locative et votre architecte défend une conception « bonne » comme si elle pouvait être une fin en soi. Quels que soient les points de vue respectifs, réduire les stationnements et ajouter des douches n’augmente pas beaucoup les coûts dans l’ensemble et comporte des avantages tangibles, alors… oui… gagnant-gagnant pour tout le monde.
L’efficacité n’est significative qu’une fois que l’on s’entend sur la fin : confort, santé, résilience, émissions, coûts — ou un mélange de ces cinq éléments.
Quand les listes de contrôle échouent… l’exemple du VRC
Mais prenons un autre exemple. Le code du bâtiment se préoccupe de la qualité de l’air et exige qu’une certaine quantité d’air soit évacuée du bâtiment à un taux défini selon l’occupation et l’utilisation. L’air doit être remplacé au même taux pour satisfaire la norme du CNB (Code national du bâtiment) et de l’ASHRAE. Une approche par liste de contrôle de l’efficacité énergétique préconiserait un système VRC ou VRC-énergie afin de récupérer l’énergie expulsée du bâtiment durant la saison de chauffage et introduite durant la saison de refroidissement. À première vue, ce n’est pas une mauvaise prescription compte tenu des avantages évidents d’un tel investissement.
Le VRC n’est pas exigé par le code du bâtiment. Il est cependant logique, étant donné l’obligation du code d’expulser l’air « chauffé » ou « refroidi » — de l’air dans lequel on a déjà investi du « conditionnement ». Mais le code du bâtiment n’impose pas non plus de contrecarrer, encore moins de mesurer, le taux de fuite d’air involontaire à travers l’enveloppe du bâtiment.
Avoir un système VRC lorsque votre enveloppe fuit n’est pas différent de faire fonctionner la climatisation dans votre voiture avec les fenêtres grandes ouvertes. Ça fonctionne encore, mais pas vraiment de façon significative. Une construction standard avec un système VRC n’est pas un gaspillage d’argent colossal, mais ce n’est pas non plus un bon investissement.
Ce qui transforme l’investissement en véritable changement de la donne, c’est d’abord un détail de construction visant à contrecarrer les fuites d’air, et une installation aussi minutieuse dans la mise en œuvre de ce détail qu’elle l’est dans la préservation de la marge bénéficiaire du contrat. Ensuite, une inspection d’installation et un test de validation de suivi peuvent évaluer la performance et calculer quel volume d’air est réellement renouvelé, et quel pourcentage de cet air passe par le VRC (qui pourrait atteindre une efficacité de 95 % et plus).
L’exemple du VRC illustre pourquoi la conception performative commence par un cadre de performance plutôt que d’ajouter des technologies en après-coup. En d’autres termes, la clé du succès de toute prescription est le cadre dans lequel valider la performance. La construction performative commence simplement par ce cadre, plutôt que de deviner — et d’espérer — avoir une bonne conception.
Quels sont les critères nécessaires au cadre?
Consommation annuelle d’énergie sous charges normales
Quelle sera la consommation énergétique de ce bâtiment sous des charges normales d’exploitation?
C’est bien plus que connaître l’épaisseur de l’isolant dans les murs. Sans entrer dans les chiffres pour l’instant, il suffit de dire que toutes les conditions différentes — du macro et microclimat aux conditions d’ombrage et d’orientation sur le site, en passant par la qualité des produits manufacturés et l’installation — interviennent dans chaque instance au sein du bâtiment. Ainsi, chaque pont thermique, qu’il soit ponctuel ou linéaire, répété ou unique, doit être évalué et comptabilisé sur l’année.
Pour un contexte de climat froid de type Montréal, les valeurs R effectives approximatives pourraient ressembler à :
Murs hors sol : viser une valeur R effective de 40 à 50 (environ U 0,14–0,11 W/m²·K), typiquement des assemblages à double ossature ou à isolation extérieure.
Toit/plafond : viser une valeur R effective de 60 à 80 (environ U 0,095–0,07 W/m²·K), généralement une isolation de comble profonde ou des solives/PIS épaissies avec isolation extérieure.
Murs de fondation : viser une valeur R effective de 25 à 30 (environ U 0,23–0,19 W/m²·K) jusqu’à la face intérieure du béton, souvent avec isolation extérieure pour garder le mur au chaud.
Sous-dalle : viser R-20 à R-30 sous les dalles chauffées en contact avec le sol.
Le résultat net, pour la demande de chauffage des espaces, est que vous ne devriez pas dépasser environ 15 kWh/m²·année.
Pourquoi ce chiffre? Dans cette plage de performance, la construction est si bonne que, dans des conditions normales d’exploitation, un investissement accru dans l’enveloppe du bâtiment n’entraîne aucun changement significatif de la consommation énergétique. En d’autres termes, l’énergie utilisée a atteint un plateau à toutes fins pratiques, et votre construction est, à toutes fins utiles, « hautement performative ».
Étanchéité à l’air et vérification
Pour atteindre ce qui précède, en plus d’une isolation adéquate et de l’isolation des ponts thermiques, il faut également atteindre une étanchéité à l’air adéquate. Celle-ci est validée par un test de porte soufflante (blower-door).
Étanchéité à l’air : résultat du test de porte soufflante n50 ≤ 0,6 renouvellement d’air par heure à ±50 Pa.
n50 = 0,6 ACH
Demande de pointe et dimensionnement des systèmes
Demande de pointe
Demande de pointe : quelle quantité d’énergie sera nécessaire lors des pics de conditions météorologiques extrêmes?
Comme ci-dessus, chaque instance unique de gain ou de perte de chaleur doit être évaluée, sauf qu’ici il s’agit d’identifier non pas la quantité d’énergie dans le temps, mais la quantité seuil à un moment donné. La limite ne devrait jamais dépasser 10 W/m² (le point auquel la condition limitante devient un problème de distribution). Pour une enveloppe d’environ 150 à 200 m² dans le climat où je suis (Montréal, QC), vous devriez vous situer dans une plage de 3 à 6 kW de capacité de chauffage de pointe totale (p. ex., petite thermopompe air-air, appoint à résistance électrique, ou petite serpentine hydroponique).
Ventilation et distribution
Ventilation : un VRC/VRC-énergie central dimensionné à environ 0,3–0,4 renouvellement d’air par heure en fonctionnement normal, avec ≥ 75–80 % de récupération de chaleur sensible et une faible puissance de ventilateur (environ 0,3–0,4 Wh/m³).
Distribution : avec des charges aussi faibles, des systèmes simples fonctionnent : une petite thermopompe à conduits couplée à la ventilation, des radiateurs à panneaux avec une petite chaudière, ou des chauffages d’appoint plus mélange par ventilation.
ECS (eau chaude sanitaire) : chauffe-eau thermodynamique ou chaudière/thermopompe haute efficacité avec bonne distribution (courtes conduites, collecteurs, contrôles de recirculation) pour maintenir une faible énergie primaire.
Énergie primaire et contexte
Comme mentionné, cet article est écrit dans une perspective très montréalaise — à savoir un climat à prédominance froide avec une électricité bon marché et à faible empreinte carbone. Ce n’est guère la situation habituelle pour la plupart des constructeurs ou des consommateurs.
Ainsi, les chiffres ci-dessus devraient également tenir compte de l’énergie primaire, qu’elle soit sur site ou hors site, et de la nature précise de cette source primaire lorsque l’électricité est fournie par un service public. Au-delà des seules charges de chauffage et de refroidissement, les besoins en énergie du projet devraient répondre à la consommation d’eau et des occupants, où la demande totale d’énergie primaire devrait rester sous environ 120 kWh/m²·année. Cela reflète le type de budgétisation énergétique complète qui distingue les véritables cadres performatifs des cadres prescriptifs centrés uniquement sur le chauffage.
Où mènent les chiffres
Ironiquement, les chiffres ne sont pas l’objectif de la réflexion sur la construction dans un cadre performatif. Il ne s’agit pas non plus d’efficacité en soi. Ces chiffres ne font qu’établir une norme objective de confort et de qualité de l’environnement intérieur.
Si vous construisez avec succès selon ces normes, aucune surface intérieure ni aucun espace ne descendra jamais en dessous d’environ 16 ºC durant la saison de chauffage. Il n’y aura pas de condensation menant à la moisissure, pas de courants d’air ni de zones inconfortables dans une pièce, et pas de stratification de l’air due aux différentiels de température. Il n’est pas nécessaire de prévoir des plinthes chauffantes sous les fenêtres ou de sacrifier d’autres emplacements privilégiés de la pièce pour contrecarrer les courants d’air provenant du vitrage. Les niveaux d’oxygène et de CO₂ demeurent cohérents avec l’air frais extérieur dans les espaces traditionnellement sujets à des niveaux élevés de CO₂ et cruciaux pour un sommeil adéquat ou une bonne concentration mentale.
Voilà la norme d’où l’on devrait partir, non pas où l’on devrait arriver. En d’autres termes, les cadres performatifs pour la conception, ainsi que leur mise en œuvre et leur validation dans la construction, ne nous disent pas quoi construire ni comment construire. Ils fournissent simplement les métriques clés à atteindre pour obtenir un niveau de référence de confort physique et de qualité de l’air intérieur sain, tout comme le code du bâtiment actuel établit un niveau de référence pour la sécurité publique.
Le véritable retour sur investissement à commencer par le cadre est la résilience et la durabilité de la construction investie dès le départ.
n50 = 0,6 ACH
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