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Le bioclimatisme, c’est concevoir son logement en fonction de sa situation et optimiser les apports énergétique passifs.

La conception bioclimatique

Maison bois avec Plancher Solaire Direct - ASDER
Maison bois avec Plancher Solaire Direct
ASDER

C’est le fondement de toute réflexion d’un projet de construction qui aboutira à la réalisation d’un Bâtiment Basse Consommation  .
L’architecture bioclimatique peut se définir comme l’adaptation de l’habitat au climat environnant. Elle tire parti du climat pour assurer le confort de l’occupant : se protéger du froid et capter les apports solaires en hiver, se protéger du soleil et garder la fraîcheur en été. Contrairement à une idée répandue, l’architecture bioclimatique ne fait pas appel qu’à des principes de bons sens ou des méthodes utilisées par « les anciens ».
Souvent les bâtiments étaient implantés par rapport à une vue, un accès au stockage de denrées ou de bétail et pas forcément dans une logique d’optimisation énergétique. Les pratiques traditionnelles telles que l’utilisation de matériaux locaux (pierre, bois, terre...), le faible pourcentage de surface vitrée et une bonne compacité font des anciens bâtiments des bâtiments relativement économes. Pour autant, ils ne répondent pas au niveau de performance énergétique souhaité aujourd’hui.
Par la seule conception, l’architecture bioclimatique vise donc à apporter le maximum de confort thermique aux habitants tout en minimisant les consommations énergétiques du bâtiment. Aussi vieilles ou rustiques que soient les méthodes, cela ne s’improvise pas. N’hésitez pas à vous faire accompagner, soit en contactant un conseiller INFO->ENERGIE, soit en consultant notre fiche Rôles et missions des acteurs du projet - Liste de professionnels.

Les principes de l’architecture climatique :

L’orientation et les ouvertures

  • Le sud : afin de capter un maximum de lumière et de chaleur gratuite, il faut s’ouvrir au sud. C’est ce que l’on appelle les apports passifs. Contrairement à certaines idées reçues, de grandes ouvertures au sud sont bénéfiques pour le confort des habitants, à condition de savoir se protéger l’été. Or, c’est bien au sud qu’il est le plus facile de se protéger du soleil l’été.
  • L’est et l’ouest : ces faces du bâtiment seront à étudier avec prudence et à bon escient car elles correspondent à une incidence quasiment perpendiculaire du soleil occasionnant le plus souvent une gêne visuelle ou des « surchauffes ». Bénéficier du soleil levant et du soleil couchant n’offre donc pas que des avantages.
  • Le nord : c’est la partie la plus froide. Il faudra donc s’en protéger et limiter les ouvertures afin de minimiser les déperditions thermiques du bâtiment. Malgré tout, la lumière diffuse qu’offre une ouverture au nord peut se révéler très agréable et offrir de remarquables rendus de couleur.

Des apports gratuits

Au sud, les ouvertures permettront aux pièces de vie de profiter au maximum des apports passifs. Mais il n’y a pas que les apports directs du soleil : des surfaces claires aux abords d’un bâtiment (graviers, dalles, etc.) réfléchissent sur les murs l’énergie solaire qu’elles reçoivent. Des murs aux couleurs extérieures absorbantes (ocres, bruns, tours de fenêtres en noir) emmagasineront plus de rayonnement  , donc auront une température de surface plus élevée. Attention toutefois aux risques de surchauffe estivale.

La répartition des pièces et la compacité

Répartition des pièces

Pour en savoir plus vous pouvez télécharger notre fiche sur les grands principes de l’architecture bioclimatique ou consulter un ouvrage incontournable : « La conception bioclimatique, J.P. Oliva, S. Courgey, éd. Terre Vivante ».

D’autres informations sur les vérandas et les murs trombes

Utilisations

Les vérandas sont des espaces habitables vitrés donnant sur l’habitat. Parmi les différents intérêts que présentent les vérandas, leur utilisation en tant que chauffage est à (re)découvrir.
Si elle est source de chaleur pour l’habitat, la véranda constitue également un espace agréable, lumineux et directement chauffé par le soleil, dont la vocation peut être très variée : salle de jeux, salle de lecture, coin repas, jardin d’hiver, lieu de détente, etc.
Pour que la véranda soit la plus confortable possible et une bonne source de chaleur, certains critères de construction sont à prendre en compte. Une vigilance particulière doit être portée au fait qu’une véranda, si elle capte la chaleur en hiver, doit rester un lieu de vie agréable toute l’année, et donc ne pas être surchauffée en été.

Fonctionnement

La principale caractéristique d’une véranda est de ne jamais être artificiellement chauffée. La température d’une véranda fluctue donc au cours de la journée, ce qui la voue à être occupée en fonction de l’ensoleillement.
Les trois composants essentiels d’une véranda sont les surfaces vitrées, les masses thermiques et l’isolation thermique.
La jonction entre la véranda et l’habitat est essentielle : c’est par elle que la chaleur captée durant la journée par la véranda sera transmise au logement durant la nuit.
La masse thermique des matériaux de jonction joue donc un rôle important, même si la simple ouverture de portes et de fenêtres entre la véranda et l’habitat est très efficace pour transmettre la chaleur.
Ces matériaux seront sélectionnés selon les mêmes critères que pour l’architecture bioclimatique.
Les vitrages peuvent représenter la plus grande surface possible d’une véranda, étant donné que c’est par leur biais que l’énergie solaire est captée. Selon que l’isolation thermique extérieure de l’habitation englobe ou non la véranda, celle-ci sera considérée comme étant une véranda froide ou une véranda chaude.
Par exemple, une véranda sera froide si les doubles vitrages sont entre la véranda et le logement et que l’extérieur de la véranda est muni de vitrages simples. Au contraire, elle sera chaude si les doubles vitrages constituent les vitrages extérieurs de la véranda et si les simples séparent la véranda de l’habitation.
La température interne d’une véranda chaude sera de 3 à 8°C supérieure à celle d’une véranda froide ; aussi tout dépend de l’utilisation à laquelle elle est destinée. Une véranda chaude est nettement préférable pour être utilisée en tant que pièce à vivre et apport de chauffage. Une véranda froide peut servir de cellier, pour étendre le linge, etc.
Il convient de bien isoler l’enveloppe extérieure de la véranda, qui doit être étanche à l’air. Pour la nuit, une isolation amovible (rideaux épais, volets) peut être ajoutée pour garder la chaleur. Cette isolation est à fixer soit de la véranda vers l’extérieur, soit de l’habitat vers la véranda.

Une véranda peut donc :

  • capter le soleil en hiver, mais elle doit en être abritée l’été ;
  • stocker la chaleur captée ;
  • transférer cette chaleur efficacement vers le logement.

L’orientation

Plus une véranda est orientée vers le sud, plus elle sera performante, mais les orientations sud-est à sud-ouest sont acceptables si le plein sud n’est pas réalisable. Les ombres suscitées par l’environnement (relief naturel, immeubles, etc.) sont à prendre en compte pour l’orientation.
Si les brumes matinales sont fréquentes en hiver, il est plus judicieux d’orienter légèrement vers l’ouest la véranda, afin de profiter davantage du soleil couchant.
Par rapport à une orientation sud, les sud-sud-est ou sud-sud-ouest réduisent de 5 % les apports solaires ; et les sud-est et sud-ouest les diminuent de 15 %. Quant aux orientations plein ouest et plein est, c’est jusqu’à 45% de l’apport solaire qui est perdu.

Les matériaux de construction

Ils sont à choisir en fonction de leur capacité d’inertie thermique et du bilan énergie grise : L’aluminium, l’acier et le PVC sont ainsi à éviter. Certaines essences de bois sont bien adaptées à la construction des vérandas, tant au niveau thermique, pratique, qu’esthétique.
Si les bois rouges américains, tel le Red Cedar, sont souvent prisés pour cet usage, il convient de se souvenir que leur écobilan est négatif à cause du poids énergétique de l’importation.

Les couleurs

Le choix de la couleur a un impact énergétique très important, puisqu’il peut conduire jusqu’à des écarts de 25 % dans le bilan énergétique final de la véranda.
Les couleurs chaudes sont à privilégier pour les parois internes de la véranda, car elles absorbent mieux l’énergie solaire. Les couleurs brunes, marron et ocre remplissent bien cet office. Le blanc est à éviter, car cette couleur réfléchissante renverrait le rayonnement solaire à l’extérieur et pourrait créer en plus, un inconfort visuel.

En été

Une véranda bien conçue au niveau thermique doit bien protéger du soleil en été. La toiture d’une véranda ne doit pas être vitrée afin d’éviter les risques de surchauffe. Le toit doit être de petite dimension afin de ne pas masquer le soleil d’hiver, plus bas que celui d’été.
Pour plus d’informations sur l’architecture bioclimatique, découvrez notre fiche dédiée.
L’orientation de cette toiture est propice à l’installation de capteurs photovoltaïques, qui assurent en même temps la zone d’ombre indispensable en été.

Des arbres à feuilles caduques constituent une bonne protection, car le feuillage d’été arrête le rayonnement solaire tandis qu’en hiver l’arbre dénudé le laisse passer. Dans ce cas, les arbres doivent être assez hauts et assez proches de la véranda pour assurer leur rôle protecteur en été.

Si la couverture d’une véranda est malgré tout en vitrages, ceux-ci doivent être dotés d’un système de couverture amovible extérieure (un système d’occultation par l’intérieur n’empêcherait pas la surchauffe).
La ventilation joue également un rôle important durant l’été pour le confort d’une véranda. Pour qu’elle soit suffisante, il faut que 20 à 30 % de la surface vitrée totale puisse s’ouvrir (portes comprises).

Superficie

La prise en compte d’une surface minimale permet à la véranda d’être effectivement une "pièce à vivre" confortable. Pour pouvoir disposer une table et quatre chaises, une longueur d’au moins 2,5 m sur une largeur d’au moins 1,8 m sont nécessaires. Cette surface minimale permet d’avoir 6 m2 de vitrages, ce qui s’avère en fait insuffisant pour un bon rendement énergétique de la véranda. Pour chauffer correctement, celle-ci devrait en effet mesurer 4 m de longueur.

Formes

Les formes que peuvent prendre les vérandas sont variées et à adapter aux possibilités et exigences de chaque cas. Quatre exemples se retrouvent cependant majoritairement : en verrue, en appui d’angle, semi-encastrée et encastrée.

  • Encastrée : l’intégration totale de la véranda au logement augmente considérablement son rendement énergétique, grâce aux nombreuses surfaces de contact entre les deux.
  • En appui d’angle : ces vérandas sont partiellement encastrées dans l’habitat, et l’apport énergétique est positif.
  • Semi-encastrée : cette disposition offre une ouverture latérale de la véranda ce qui augmente le champ de vision depuis l’intérieur. Le rendement énergétique est équivalent à celui d’une véranda en appui d’angle.
  • En verrue : accolé à l’habitat, ce type de véranda est peu performant sur le plan énergétique car la surface de transfert de chaleur vers le logement est faible.

Murs trombes

L’utilisation de la chaleur du soleil par l’habitat peut également passer par l’isolation de murs capteurs. La technique dite des murs "trombes" (du nom de leur inventeur) permet d’optimiser au maximum l’énergie du soleil : un vitrage est installé en parallèle d’un mur de couleur sombre. L’espace de quelques centimètres, laissé entre les deux parois crée une zone d’air fortement chauffée par le soleil. Cet air chaud se diffuse ensuite dans les parois du mur capteur.
Cette application est en réalité moins simple qu’il n’y paraît et nécessite une haute technicité. Il est en effet primordial que la mise en œuvre ne laisse aucun défaut d’étanchéité à l’air qui pourrait poser des problèmes de condensation et donc d’humidité.