Stratégie de rupture
    Le bâtiment dispose heureusement d'importantes marges d'amélioration énergétique, en particulier en ce qui concerne l'énergie «chaleur», et peut même se révéler un formidable outil pour «moissonner» et stocker les énergies disponibles localement.
    Pour valoriser ces atouts ignorés, l'industrie du bâtiment doit s'engager dans une stratégie de rupture et passer d'un statut de consommateur, principalement pour l'eau et l'énergie, à celui de collecteur ou de producteur, tout en maintenant, voire en améliorant le confort des occupants. Cette stratégie est d'autant plus indispensable que l'augmentation inéluctable de la consommation énergétique mondiale constitue l'un des défis majeurs des prochaines décennies.
    En outre, des solutions généralisables à tous les pays, notamment émergents comme la Chine et l’Inde, doivent être proposées pour assurer à la fois un développement. respectueux de la planète et le bien- être de ses habitants.
    La réalisation de bâtiments sobres en énergie passe en priorité par une réduction drastique de la demande et une utilisation optimale des énergies localement disponibles. A l'échelle mondiale, les objectifs sont donc clairs, mais à l'échelle locale, les solutions sont multiples, car les besoins sont aussi divers (chauffage/climatisation, eau chaude ou froide, éclairage...) que les ressources (soleil, vent, sol, biomasse...).
    Commençons par les pays européens, où la demande énergétique des logements reste à plus de 80 % thermique, principalement des calories pour le chauffage et l'eau chaude. Dans la plupart de ces pays, force est de constater que l'on assiste aujourd'hui à un gaspillage formidable, d'une part à cause des pertes par l'enveloppe (toiture, sol, murs et fenêtres), qui est un véritable «panier percé», et d'autre part à cause du rendement des équipements (chauffage, ventilation, climatisation) qui, dans l'habitat existant surtout n'offrent pas l'efficacité énergétique des produits modernes. De plus, les ressources offertes par le climat (soleil, vent...) et l'environnement local (sol, forêts.. .) pour produire des calories (ou des frigories) et de l'électricité (ou de l'hydrogène dans le futur) sont souvent négligées, voire ignorées.
    Or, pour atteindre le confort thermique souhaité, les niveaux de température nécessaires pour le chauffage (ou la climatisation) se situent entre 19 °C et 25 oc et, pour l'eau chaude sanitaire, entre 40 °c et 70 °c. Ces températures sont relativement faibles et pourraient être obtenues avec un apport énergétique complémentaire réduit, voire nul dans le cas du chauffage.
    Rappelons que le chauffage a été introduit dans les logements avant l’isolation et que son rôle premier est d'apporter le confort thermique attendu en s'opposant à la pénétration du froid extérieur au travers d'une enveloppe mal isolée et perméable à l'air (toitures, murs, planchers, fenêtres). Avec l'augmentation du coût de l'énergie, l'isolation ne s'est d’abord développée que pour limiter les charges de chauffage, mais on assiste aujourd'hui à la renaissance de l'approche dite «bioclimatique», qui considère le climat local comme un point de départ pour assurer un confort satisfaisant toute l'année. Si l'on souhaite réduire efficacement et notablement la demande, optimiser la gestion des flux (réduire la pénétration du froid l'hiver, favoriser les apports solaires en hiver et les réduire en été, assurer le confort hygrothermique et la qualité de l'air par la ventilation...) est donc le premier objectif à atteindre avant d'optimiser les systèmes de chauffage. Plusieurs actions sont possibles:
    - Diminuer la surface d'échange en conservant un volume intérieur suffisant. La compacité est donc une caractéristique marquante des maisons à faible consommation énergétique. A défaut d'une sphère, difficilement habitable, le cube offre le meilleur ratio volume/surface, mais son esthétique est discutable. C'est pourquoi les architectes doivent proposer des solutions architecturales plus séduisantes.
    - Renforcer l'isolation thermique (toitures, murs, planchers) et éradiquer les ponts thermiques pour réduire au minimum le transfert de chaleur par conduction (transport de l'énergie par l'air immobile et la phase solide des matériaux). Le renforcement de l'isolation thermique se traduit généralement par une augmentation de l'épaisseur de l’isolant, qui peut atteindre 40 cm. Dans le neuf et parfois pour les toitures dans l'ancien, ces épaisseurs peuvent être envisagées sans difficulté, mais la rénovation des bâtiments existants exige de nouvelles solutions techniques: matériaux isolants plus performants, nouveaux procédés d'isolation, nouvelle approche des échanges thermiques dans les parois avec une meilleure prise en compte de l'inertie.
    - Eliminer les défauts d'étanchéité qui laissent pénétrer les courants d'air froid par convection (transport de l'énergie par mouvement d'air). Pour cela la perméabilité de l'enveloppe sera réduite au minimum, à l'image des progrès déjà réalisés dans l'automobile où l'étanchéité à l'air a fait d'énormes progrès depuis les Citroën 2CV et autre Renault 4L. Mais personne ne souhaite ni ne pourrait vivre dans une bouteille thermos, le renouvellement de l'air est donc incontournable. Mais qui dit renouvellement d'air dit aussi perte d'énergie, et la solution technique qui s'impose dans les bâtiments à très faible consommation est la ventilation mécanique contrôlée double flux avec récupération d’énergie (rendement supérieur à 80%). Le système de ventilation pourra aussi, dans certains cas, être utilisé comme système de chauffage à air.
    - Les fenêtres et autres baies vitrées jouent un rôle très particulier. Bien sûr, elles doivent empêcher le froid de rentrer et le chaud de sortir, comme les parois opaques, mais elles constituent aussi le premier capteur solaire intégré en façade, surtout si elles sont associées à une inertie thermique adaptée (stockage intermittent de la chaleur). De plus, fenêtres et baies vitrées favorisent l'éclairage naturel, ce qui signifie économie d'énergie et surtout bien-être, même en été, si elles sont combinées avec des protections solaires et un système de ventilation. Les fenêtres peuvent donc apparaître à la fois au débit et au crédit sur le compte énergétique du bâtiment. Leur solde est d'ailleurs positif dans certaines maisons à très hautes performances énergétiques, surtout quand le bâtiment a été conçu avec une architecture bioclimatique et que des fenêtres adaptes ont été choisies.

Éclairage naturel
    Si la fenêtre est certainement le premier composant passif à «énergie positive» du bâtiment, la pompe à chaleur (PAC) peut être considérée comme le premier équipement actif. C'est d'ailleurs l'un des systèmes de chauffage recommandés par la marque Minergie®. Le chauffage au bois est aussi conseillé, mais les systèmes à gaz ou au fuel ne sont pas interdits et peuvent être intéressants quand les infrastructures existent déjà. Seul le chauffage électrique est fortement pénalisé, même s'il peut être utilisé en complément avec les systèmes à air dans les maisons passives qui ont une très faible demande de chauffage (< 15 kWh/m²/an)...

Innovations technologiques
    Par la suite, pour différentes raisons politiques (sortie du nucléaire, soutien aux énergies renouvelables...) et sociales (sensibilité accrue aux problèmes écologiques...), et grâce aussi à des innovations technologiques, un regain d'intérêt pour l'habitat dit solaire est apparu en Allemagne, et le nombre de Passivhaus a crû de manière exponentielle pour atteindre près de 5.000 maisons aujourd’hui. Ce concept s'est ensuite diffusé en Autriche, avec environ un millier de Passivhaus, et plus récemment au Benelux où une centaine de réalisations existent ou sont en projet. Parallèlement, la marque Minergie s’est développée en Suisse vers la fin du siècle dernier à partir d'une initiative des cantons de Zurich puis de Berne, copropriétaires de la marque. Minergie se décline en deux niveaux. Le niveau Standard (S) est attribué à des bâtiments dont la consommation d'énergie finale n'excède pas 42 kWh/m²/an, (environ 4 litres de fuel/m²/an), la moyenne suisse étant de 12 litres/m²/an contre 19 en France (Réglementation thermique 2000). Quant au niveau P, il se rapproche du label allemand Passivhaus. Un troisième label est enfin en projet: Minergie éco devrait prendre en compte d'autres critères environnementaux et sanitaires, comme la gestion de l'eau et le choix des matériaux...
    Les retours d'expérience montrent qu'il existe une étroite corrélation entre une basse consommation d'énergie et une haute qualité de confort et de salubrité. En effet, un chauffage basse température, la maîtrise des températures ambiantes et de surfaces, associés à une ventilation mécanique contrôlée, évitent par exemple les risques d'humidité et de moisissures, dépollution de l'air intérieur, de bruit en provenance de l'extérieur (l'aération étant effectuée par la ventilation et non par l'ouverture des fenêtres). Une enquête auprès des occupants montre que 95% d'entre eux sont très satisfaits. En outre, ces bâtiments acquièrent une plus-value grâce à leur faible consommation d'énergie, leur facilité d'entretien et leur durée de vie plus longue. Les reventes sont donc bénéfiques et les locataires restent plus longtemps. Le surcoût, de l'ordre de 6%, est rapidement couvert grâce aux économies réalisées, ce qui rend la qualité Minergie accessible à tous... malgré quelques fausses rumeurs, portant notamment sur l'inconfort d'une ventilation mécanique (technique peu présente en Suisse).

La maison «zéro-énergie»
    Dans certains cantons, les bâtiments publics doivent obligatoirement respecter les standards Minergie et les maîtres d'ouvrage privés qui se lancent dans la démarche bénéficient d'avantages (notamment fiscaux) ou d'une plus grande surface au sol. Plusieurs banques proposent même des prêts à taux préférentiels car le standard Minergie est une valeur sûre. Fin 2004, on comptait environ 4.500 bâtiments labellisés. 
    Mais l'Europe n'est pas seule: bien que n'ayant pas signé les accords de Kyoto, les Etats-Unis ne sont pas absents de la course aux bâtiments à basse consommation puisque le Department of Energy (DOE) soutient le concept de maisons zéro-énergie (Zero Energy Home ou ZEH). Alors que le concept Passivhaus a une exigence très forte sur le chauffage et que Minergie fixe des objectifs de consommation finale par bâtiment, une maison zéro-énergie doit être autonome au niveau énergétique sur un bilan annuel. C'est-à- dire qu'elle produit elle-même une partie de ses besoins en chauffage et qu'elle produit également de l'électricité. Une maison peut ainsi être zéro-énergie sur un bilan annuel et ne pas être totalement autonome en permanence: elle produit un surplus d'énergie l'été et consomme plus qu'elle ne produit l'hiver. Ce concept existe aujourd’hui tout autour du Pacifique, en particulier au Japon, en Nouvelle-Zélande et en Australie. Il s'est récemment étendu au Canada avec la création de la fondation Net Zero Energy Home.
    Pour trouver cet équilibre énergétique annuel, l'intégration des énergies renouvelables est la règle. Le solaire thermique bien sûr, pour couvrir entre 40% et 60% des besoins en eau chaude sanitaire, mais surtout le photovoltaïque. C'est dans ce domaine que, le Japon marque sa différence car, depuis 1994, il fournit un effort considérable pour soutenir l'intégration du photovoltaïque dans le bâtiment, avec en particulier le développement de toitures solaires, et les deux grands constructeurs japonais de maisons individuelles (Sekisui Houses, Misawa Homes) proposent en série des maisons zéro-énergie.
    En 2003 au Japon, 168.628 maisons dotées de systèmes photovoltaïques représentaient 622,8 MW de puissance installée, soit en moyenne 3,7 kW par bâtiment. Les puissances installées varient de quelques kilowatts à une dizaine.
    Enfin ces principes peuvent être avantageusement étendus à l'échelle d'un groupe d'habitat ou d'un quartier. Citons par exemple les maisons groupées sans chauffage de Lindas, près de Göteborg, le quartier Vauban à Fribourg ou le «village écologique» Bedzed au sud de Londres (voir villages 0 énergie). Ils sont aussi utilisés pour réaliser des bâtiments tertiaires et industriels à très faible consommation énergétique .

Une approche globale: de l'habitat à l'habitacle
    En combinant le concept des maisons passives, qui réduit au minimum la demande énergétique, et la toiture solaire à la japonaise, qui permet de transformer le bâtiment en producteur d'énergie décentralisé, le bâtiment pourvoit alors à ses propres besoins, et le surplus d'énergie peut être restitué sur le réseau, qui devient alors une immense coopérative de production. C'est le concept du bâtiment à énergie positive.
    Mais une autre utilisation de l'énergie produite par les bâtiments est possible: elle peut être destinée aux véhicules, considérés comme une  extension mobile des bâtiments. En effet, parmi les besoins primaires, logement et voiture consomment à eux deux près de 80% de l'énergie et contribuent à plus de 40% des rejets de gaz à effet de serre. C’est pourquoi, la recherche d'une synergie entre le bâtiment à énergie positive et la voiture (habitat et habitacle) constitue une voie de développement à laquelle les constructeurs automobiles japonais s'intéressent déjà. Lors de l'Exposition universelle d'Aichi, en 2005, Toyota a présenté sa maison concept Dream House. Celle-ci dispose d'une connexion avec une Prius, la voiture hybride fabriquée par le même groupe, qui peut servir de source d’énergie en cas de panne d'électricité. Réservoir plein, le véhicule pourrait alimenter la maison en électricité pendant 36 heures. A l'inverse, les cellules photovoltaïques de la maison pourraient recharger les batteries de la voiture. Cette dernière solution est déjà utilisée dans certaines villes de France pour des véhicules de services techniques.
    Parallèlement, Honda a présenté au Salon automobile de Tokyo 2005 un système de cogénération basé sur une pile à combustible (Home Energy Station) qui, à partir de gaz naturel, produit de l'hydrogène pour la voiture et de l'électricité pour la maison, tout en récupérant bien sûr la chaleur pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire.
    Entre rêve individuel et cauchemar collectif la voiture et la maison individuelles sont plébiscitées par les consommateurs mais considérées comme des prédateurs (d'espace, de matières premières et d'énergie) et des pollueurs (déchets, CO₂, particules...) par les thuriféraires du développement durable. Elles pourraient par cette union déjà réelle (la voiture dans le garage et souvent sous la chambre à coucher!) jouer un nouveau rôle plus en harmonie avec l'environnement, voire avec des impacts positifs. Bien sûr, cette synergie sera d'autant plus efficiente que l'habitat sera groupé et les déplacements limités. Alors demain, le bâtiment «station-service» et le véhicule «cogénérateur» pourront-ils contribuer à sauver la planète?