Les principes du bioclimatisme

Suivre une conception bioclimatique, ça veut dire concevoir son projet avec les atouts de son environnement et en limitant ses contraintes. Très bien, mais…. Comment puis-je repérer ces fameux atouts et contraintes ? Et de quoi ai-je vraiment besoin dans ma maison que puisse m’apporter son environnement extérieur ? Dans cet article, je vous détaille les principes du bioclimatisme :

Les principes du bioclimatisme

Les principes du bioclimatisme : un temps pour réfléchir, un temps pour construire

Rentrons un peu dans le concret et voyons ce que sont les principes de base du bioclimatisme et comment les appliquer dès aujourd’hui.

Principe du bioclimatisme : Savoir capter et/ou se protéger de la chaleur

Il existe 2 sources de chaleur dans un bâtiment :

  • le soleil
  • les activités intérieures au bâtiment :les humains et les appareils, notamment électriques (plaques de cuisson, éclairage, bouilloire, ordinateurs….)

 

Suivant le climat et la période de l’année, les besoins seront différents :

Valoriser les apports solaires en hiver

Il nous faut profiter au maximum de la chaleur du soleil en laissant les rayons du soleil taper contre les vitrages.

Même si la température n’est pas élevée, dès que le soleil pointe le bout de son nez, la température intérieure pourra grimper grâce à l’effet de serre.

Se protéger des apports solaires estivaux

En été, on va chercher à éviter toute source de chaleur supplémentaire, qui ferait grimper la température déjà bien haute.

Une règle à respecter à tout prix : éviter que les rayons du soleil tapent directement sur les vitrages. C’est une condition indispensable pour un bon confort d’été dans votre maison.

Mais comment faire pour “régler” la quantité de chaleur qui passe à travers les vitrages ?

Plaçons-nous à la latitude de l’Europe (environ 45° en moyenne).

  • en hiver :

Le soleil se lève au sud-est et se couche au sud-ouest. Il est très bas sur l’horizon (22°C à midi au solstice d’hiver).

Seule la façade sud reçoit donc les rayons du soleil en quantité importante à cette période de l’année.

  • en été :

Le soleil se lève au nord-est et se couche au nord-ouest. Il est très haut sur l’horizon (78° à midi au solstice d’été).

Les façades irradiées sont dans ce cas les murs est et ouest, et la toiture.

 

La conclusion est simple : quand le soleil est bas, il faut qu’il « tape » sur les baies vitrées. Quand il est haut, il ne faut pas qu’il les atteignent. Mais comment faire ?

 

Voici des systèmes simples mais rudement efficaces :

–  Installer des protections solaires opaques (volets) sur toutes les baies vitrées

–  Planter une végétation caduque au sud

–  Installer des brises-soleil au sud et à l’est

 

Principe du bioclimatisme : Etre capable de conserver et/ou évacuer la chaleur

Encore une fois, 2 cas de figure vont se présenter :

  • en hiver

ON va chercher à conserver la chaleur à l’intérieur de la construction afin de pouvoir la valoriser au moment opportun.

  • En été

On va chercher à évacuer la chaleur (accumulée pendant la journée) durant la nuit pour éviter une température trop importante dans le bâtiment.

Comment stocker la chaleur dans une maison ?

L’idée est de stocker les calories dans les matériaux possédant une grande capacité thermique : certains matériaux ont une capacité à emmagasiner une grande quantité de chaleur tout en augmentant très peu leur température.

Par exemple, alors qu’un bloc de béton qui reçoit 1kwh d’énergie calorifique augmentera sa température de 0,5°C. Alors que le même volume de laine de verre recevant la même quantité d’énergie augmentera de 7,5°C° de quoi réchauffer la maison quand il ne le fut pas…).

Voici une solution parfaite quand une grande quantité de chaleur arrive dans la maison (quand vous cuisinez au four par exemple) : installer un grand bloc de béton dans la cuisine ! La température sera lissée par cette masse « lourde ».

Comment évacuer la chaleur excédentaire ?

L’idée consiste à stocker l’excédent de chaleur dans les matériaux durant la journée, puis de l’évacuer la nuit, lorsque la température extérieure est inférieure à la température à l’intérieur de la maison.

l’évacuation des calories se fait par ventilation : il faut faire passer un débit d’air provenant de extérieur le plus fort possible le long des parois “lourdes” pour capter les calories et les évacuer vers l’extérieur.

Principe du bioclimatisme : Pouvoir diffuser la chaleur là où elle est nécessaire

L’apport de chaleur dans un bâtiment se fait par :

  • les baies vitrées
  • les espaces où il y a une activité humaine (Hommes, ordinateur, cuisine…)

Il faut amener la chaleur générée depuis ces sources vers tout les espaces où l’on veut augmenter la température

On a le choix entre 3 possibilités :

  • par conduction

L’idéal est de construire un mur capteur là où les rayons du soleil tapent en hiver. Il va emmagasiner de la chaleur lorsque le soleil apparait.

Grâce à la conduction, la chaleur va circuler dans les parois dans (presque) toute la maison :

  • par convection

Il s’agit d’utiliser les mouvements de l’air pour transporter la chaleur.

–  par le système de ventilation

On va généralement utiliser une VMC double flux pour échanger les calories entre l’air extrait (vient de l’intérieur et est donc plus chaud en hiver) et l’air neuf (qui vient de l’extérieur et est donc “froid” en hiver).

–  par les mouvements naturels de l’air dans la maison

Même sans ventilation, il existe des mouvements d’air naturels dans la maison : à cause des différences de température entre les pièces et de la différence de hauteur entre le rez de chaussée et les étages, l’air bouge. En analysant ces mouvements d’air au moment de la conception, on va pouvoir optimiser les échanges de calories de façon naturelle 🙂

  • par rayonnement

Ici on va pouvoir jouer avec la couleur et l’aspect des murs pour réchauffer ou refroidir certaines parties de la maison…. On en reparlera plus en détail dans un prochain article 🙂

Principe du bioclimatisme : trouver un équilibre entre ces trois exigences

Si vous négligez l’un de ces 3 principes au profit d’un autre, votre conception sera très imparfaite et le confort intérieur s’en ressentira.

Si vous capter la chaleur sans pouvoir la conserver ou si vous ne maitrisez pas sa diffusion dans le bâtiment, vous n’avez aucun contrôle sur la température de chacune de vos pièces.

Si vous êtes capable de stocker la chaleur mais que vous n’en captez que très peu, vous n’allez au final stocker que très peu de calories…

Et si vous diffusez de la chaleur qui n’est pas stockée, vous ne diffusez… rien !

 

Ces 3 aspects sont donc complémentaires et indissociables

Je suis persuadé qu’une réflexion sur ces points techniques doit être faite en parallèle de la conception architecturale pure.

Plusieurs allez-retours entre les esquisses et les réflexions bioclimatiques doivent se faire avant d’arrêter un concept architectural définitif.

Si vous avez des plans, ou si vous avez déjà votre maison, vous pouvez les passer à la moulinette de ces 3 principes et évaluer leurs performances bioclimatiques. rendez-vous dans les commentaires pour montrer vos résultats. Nous allons ensemble les analyser et réfléchir aux améliorations possibles !

 

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