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De plus en plus répandu, le concept de "bioclimatisme" peut s'appliquer à de nombreux types de bâtiments, mais il intéresse de plus en plus les constructeurs de maisons individuelles soucieux de respect de l'environnement.
Pour obtenir des conditions de vie, confort (chaleur, humidité, salubrité, luminosité, etc.) de manière la plus naturelle possible, il promeut l'utilisation des énergies renouvelables disponibles sur place (énergie solaire, géothermique, éolienne, ...), et limite au maximum celle de moyens techniques mécanisés et d'énergies extérieures au site. Faisons le point.
En quoi consiste une construction bioclimatique ?
Bon sens et observation de la nature
Le principe d'une construction bioclimatique est de rechercher le confort thermique intérieur en adaptant le bâti à son environnement : climat, terrain, exposition aux vents et au soleil, végétation.
Remarque : c’est une conception inspirée du "bon sens" et de l'observation de la nature, qui a été largement mise en œuvre dans les siècles passés alors que l’énergie était rare et avait essentiellement recours au bois.
Les techniques modernes avec les larges baies, le vitrage et la palette de matériaux disponibles permettent aujourd’hui d’exploiter au mieux l’environnement de la construction.
La RT2012 reprend une partie de ces principes à travers l’indice Bbio.
Viser un confort thermique naturel
La recherche d'un confort thermique naturel répond à deux objectifs simples :
- en hiver, il s’agit de se protéger du froid et de profiter des apports du soleil ;
- en été, on cherche à se protéger du soleil et à rafraîchir la construction.
La conception bioclimatique vise, dans une seule et même construction, à tenir compte de ces deux objectifs, qui peuvent sembler contradictoires.
S’adapter à l’environnement de la construction
S’adapter au site de la construction c’est d’abord prendre en compte sur place :
- Les vents : d’où vient le vent dominant ? D’une façon générale les vents sont un facteur de refroidissement.
- L’exposition solaire : les apports solaires sont un élément essentiel du confort d’hiver tant pour la lumière intérieure que pour les apports de calories. La façade au sud est donc essentielle. Mais attention aux "masques" qui pourrait cacher le soleil (reliefs, végétation, constructions).
Remarque : d’autres facteurs sont également à prendre en compte, comme la vue, le bruit, la végétation existante, etc.
Le choix d’un terrain adapté est essentiel et l’implantation de la maison sur ce dernier également.
Adapter la conformation de la construction
Pour tendre vers un confort thermique naturel, les éléments essentiels sur lesquels il faut jouer sont :
- la volumétrie générale de la construction, qui devra être compacte ;
- la répartition des baies vitrées et leur taille suivant leur exposition ;
- la répartition des pièces en fonction de leur usage et de leur occupation pendant les 24 heures de la journée ;
- le choix des matériaux mis en œuvre quant à leur poids (inertie thermique, à leur capacité isolante et à leur position dans la construction (répartition d’inertie thermique).
Utiliser un minimum d’équipements techniques
Viser un confort thermique naturel, c’est concevoir une construction qui va y parvenir par elle-même. Dans 50 ans, sans entretien, sans consommation, elle atteindra toujours le même but.
Plus on introduit des équipements de confort thermique (pompe à chaleur, chaudière, climatiseurs, etc.) plus on s’éloigne d’une conception bioclimatique.
Bioclimatisme : les éléments de confort en hiver
Se protéger du froid
L’isolation est un élément essentiel. Plus l’isolation est importante, moins il y a aura de besoins en chauffage. Encore faut-il qu'elle soit bien située pour ne pas perdre les bénéfices de l’inertie thermique des éléments de construction, en particulier les murs.
Il faut aussi se protéger des vents refroidissant en privilégiant des petites ouvertures "au vent" qui serviront de ventilation nocturne en été.
Capter le soleil pour sa lumière et sa chaleur
La façon la plus simple de capter le soleil, c’est de le faire par les baies vitrées (effet de serre). C’est aussi la plus économique, car elles servent en même temps pour la vue et pour l’éclairage.
Remarque : l’idéal est que la vue soit au sud.
Les vitrages verticaux exposés au sud (+ ou – 30°) sont à privilégier, car ils apportent beaucoup de chaleur en hiver avec le soleil qui est bas et très pénétrant. Ils sont faciles à protéger du soleil en été, contrairement aux vitrages tournés vers l'est et vers l'ouest.
Stocker les apports solaires avec l’inertie thermique
Le soleil pénétrant dans la construction (rayons ultra-violets) se transforme en chaleur au contact des matériaux (infra-rouges).
Point-clé : la chaleur est piégée dans la construction par les vitrages (effet de serre) et par l’isolation, mais encore faut-il que la construction "absorbe" cette chaleur pour éviter des surchauffes momentanées et localisées.
C’est là que rentre en jeu l’inertie thermique. Plus cette dernière est élevée, plus la température intérieure sera "lissée" sur des périodes longues. On peu viser un lissage jour/nuit sur 24 heures, mais aussi sur plusieurs jours, voire entre deux saisons.
L’inertie dépend directement des masses capables d’absorber, puis de restituer des calories (ou des frigories). C’est donc une affaire de poids compris dans l’enveloppe isolée.
Répartir l’usage des pièces suivant leur orientation
Le apports solaires étant les plus aisés au sud, la répartition des pièces suivant leur usage se fera en conséquence. Les plus souvent occupées au Sud, les moins chauffées et les moins occupées au Nord.
Bioclimatisme et éléments de confort l’été
Se protéger des apports solaires
Le principe est de mettre les baies vitrées à l’ombre, c’est-à-dire de les protéger par l’extérieur du soleil, car cela ne sert à rien de se protéger du rayonnement solaire une fois qu’il a franchi les vitres.
Une attention particulière sera portée sur les baies orientées à l'est, mais surtout à l'ouest, qui sont sources de beaucoup de chaleur en été et en demi-saison.
Refroidir la nuit
En général la construction est fermée le jour pour éviter la pénétration d’air chaud qui va réchauffer la masse de la construction.
Par contre il faut fortement ventiler la nuit pour rafraîchir et recharger la construction en frigories (unités de mesure du froid).
Stocker le frais avec l’inertie thermique
Pour stocker les frigories de la nuit, c’est comme pour les calories solaires d’hiver, il faut que la construction ait de l’inertie thermique.
Pour en savoir plus :
- Principes et standards de l'architecture bioclimatique : tout s'articule autour de l'habitat, du climat et de l'occupant.
- Concilier efficacité et écologie des matériaux, tel est le défi à relever pour l'isolation d'une maison passive. Comment s'y prendre ? Suivez le guide !
- Pour optimiser la protection de votre terrasse en toute saison, été comme hiver, équipez-vous d'une pergola bioclimatique, en suivant nos conseils.