Architecture bioclimatique

Un habitat bioclimatique est un bâtiment dans lequel le chauffage et la climatisation sont assurés en tirant le meilleur parti du rayonnement solaire, de l'inertie thermique des matériaux et du sol et de la circulation naturelle de l'air.



Catégories :

Architecture contemporaine - Architecture et urbanisme du développement durable - Développement durable

Schéma de l'architecture bioclimatique

Un habitat bioclimatique est un bâtiment dans lequel le chauffage et la climatisation sont assurés en tirant le meilleur parti du rayonnement solaire, de l'inertie thermique des matériaux et du sol et de la circulation naturelle de l'air.
Cela passe par une meilleure mise en correction de l'habitat, avec le comportement de ses occupants et le climat, pour diminuer au maximum les besoins de chauffer ou de climatiser (voir schéma ci-contre).

La conception bioclimatique de l'habitat est nommée quelquefois bioclimatisme.

Architecture bioclimatique

Expérimentation bioclimatique, avec matériaux composite (pierre broyée, fibre de verre et résine) à Crozes-Hermitage, France
L'une des nombreuses formes de maisons bioclimatiques et écologique de l'écoquartier néerlandais EVA-Lanxmeer
Les grandes surfaces vitrées sont fréquemment utiles en zone tempérée (EVA-Lanxmeer, Pays-Bas)
Ici, la maison est partiellement insérée dans une serre (EVA-Lanxmeer, Pays-Bas)

L'architecture bioclimatique est une discipline de l'architecture qui recherche un équilibre entre la conception et la construction de l'habitat, son milieu (climat, environnement, ... ) et les modes et rythmes de vie des habitants.

L'architecture bioclimatique diminué les besoins vitaux, d'éviter les chocs thermiques et de maintenir des températures constantes et agréables, tout en contrôlant l'hygrométrie. L'architecte cherche le plus souvent aussi à faciliter l'éclairage naturel. Cette discipline est surtout utilisée pour la construction d'un bâtiment haute qualité environnementale (HQE) ou mieux toujours Particulièrement Haute Performance Énergétique (THPE)

Dans un pays tempéré, une maison bioclimatique peut arriver à apporter plus des trois quart de ses besoins de chauffage seulement grâce au soleil. C'est ce qu'on nomme l'habitat solaire passif, utilisant l'architecture des bâtiments - orientation, murs, toits et fenêtres - pour capter les rayons du soleil.

Démarche bioclimatique

Une démarche bioclimatique se développe sur trois axes : capter la chaleur, la transformer/diffuser et la conserver. Trouver un équilibre entre ces trois exigences, sans en négliger aucune, c'est suivre une démarche bioclimatique cohérente.

Dans les régions chaudes (de type méditerranéen par exemple), un quatrième axe essentiel doit être pris en compte : se protéger de la chaleur et l'évacuer. Cet axe, a priori contradictoire avec les précédents, est la base d'une conception bioclimatique bien comprise.

Capter la chaleur

La Terre étant inclinée sur son axe, la hauteur du soleil sur l'horizon et le trajet qu'il parcourt dans le ciel fluctuent au cours des saisons.

Dans l'hémisphère nord, en hiver, le soleil se lève au sud-est et se couche au sud-ouest , en restant particulièrement bas sur l'horizon (environ 30°). Pour capter son énergie, il convient par conséquent de placer les ouvertures vitrées principales au sud. Le verre laisse passer la lumière mais absorbe les infrarouges et va, en conséquence, piéger la chaleur du soleil au sein de la maison. Ce phénomène est aussi nommé "effet de serre". La lumière du soleil sera convertie en chaleur par les surfaces opaques de la maison (les murs et/ou le sol). Quand cette énergie sous forme d'infrarouges va tenter de ressortir, la vitre va l'absorber et la réémettre en partie vers l'intérieur de la maison. C'est ce qu'on nomme le "solaire passif" : solaire car la source d'énergie est le soleil, passif car le dispositif fonctionne seul sans dispositif mécanique.

Toujours dans l'hémisphère nord, en été, le soleil se lève au nord-est et se couche au nord-ouest et est haut sur l'horizon à midi. L'angle d'incidence de ses rayons sur les surfaces vitrées orientées vers le sud est par conséquent élevé. Une partie du rayonnement est réfléchi vers l'extérieur. Cependant, si les surfaces vitrées sont importantes, la quantité d'énergie qui traverse peut suffire à faire surchauffer la maison. C'est pourquoi il convient de protéger ces surfaces vitrées par des volets, des avancées de toiture calculées en conséquence, ou des brises-soleils extérieurs horizontaux, dimensionnés de façon à bloquer le rayonnement solaire direct en été mais pas en hiver. Sur les ouvertures des façades est et ouest , les protections solaires horizontales sont d'une efficacité limitée, car les rayons solaires ont une incidence moins élevée; seules les protections solaires verticales (volets) sont efficaces dans ce cas.

En résumé : une maison bioclimatique se définit par :

  1. des ouvertures de grande dimension au sud
  2. très peu d'ouvertures au nord
  3. peu d'ouvertures à l'est (soleil du matin)
  4. peu d'ouvertures à l'ouest (soleil du soir)

Dans une démarche bioclimatique, ces généralités doivent naturellement être adaptées selon le milieu (climat, environnement, ... ) et des rythmes de vie des habitants de la maison.

Transformer/Diffuser la chaleur

Pour convertir la lumière en chaleur, on utilise des matériaux opaques, comme une dalle ou des murs peints d'une couleur sombre. Ces éléments doivent être de teinte plutôt foncée sinon ils réfléchiraient la lumière sans la convertir en chaleur. Ils ne doivent néenmoins pas être trop sombres au risque que leur surface s'échauffe beaucoup et atteigne des températures qui peuvent devenir dangereuses pour les occupants. Une teinte brune ou terre cuite est un bon compromis entre les performances thermiques et le rendu esthétique (le noir étant fréquemment particulièrement laid).

Le matériau doit aussi être particulièrement dense et particulièrement lourd. Plus sa masse est importante, plus il pourra absorber par inertie une quantité d'énergie importante, l'objectif étant de capter au cours de la journée suffisamment d'énergie pour la rediffuser pendant toute la nuit. Le mur ainsi créé est fréquemment nommé mur capteur (voir aussi le mur Trombe). C'est le véritable radiateur de la maison; il fonctionne à basse température, légèrement comme un plancher chauffant, et rayonne sa chaleur sur toute sa surface.

Sous nos climats tempérés, une maison bioclimatique conçue de manière optimale d'un point de vue thermique peut ne pas nécessiter de dispositif de chauffage central. La plus grande part des apports d'énergie est alors d'origine solaire, le restant, reconnu comme un appoint, est apporté par un dispositif de chauffage ponctuel (généralement au bois : insert, poêle…). Selon les performances thermiques obtenues, la maison pourra être nommée maison basse-énergie.

Conserver la chaleur

Une fois captée et transformée, l'énergie solaire doit être conservée au sein de la maison le plus longtemps envisageable. C'est pourquoi il faut isoler conséquemment les parois. Pour être efficace, cette isolation sera plutôt "répartie" (le mur est isolant dans toute son épaisseur) et/ou "extérieure" (l'isolant recouvre toute la maison par l'extérieur). En écobiologie, on préférera le mur monolithique en terre cuite isolant, matériau sain, respirant, perspirant avec une bonne inertie. L'isolation périphérique a l'avantage d'envelopper la structure et d'éviter ainsi les ponts de froid, générateurs de problèmes de moisissures, entre autres. On choisira une isolation en laine minérale, plutôt laine de roche de 15cm minimum. N'oublions pas que la chaleur monte et que donc la plus grande déperdition se fait au niveau de la toiture; pour une toiture chaude (on peut habiter sous le toit) on choisira un toit en pente avec une isolation végétale (fibre de bois, chanvre, cellulose, etc) ou animale (mouton) entre chevrons et sur chevrons (ISOROOF, par exemple). Enfin l'environnement, colline, forêt, mais aussi la végétation plantée autour de la maison ont aussi un rôle de protection à jouer : Comme brise-vent, on optera pour des résineux au nord et des feuillus au sud; ces derniers protègent du rayonnement solaire en été mais laisse passer la lumière en hiver. Un point d'eau localisé devant le bâtiment, au sud, apportera aussi un rafraîchissement d'un ou deux degrés en période estivale. D'autre part, les pièces annexes seront parfaitement positionnées au nord (façade fermée) et les pièces de vie côté sud (façade ouverte).

Voir aussi

Bibliographie

Liens externes

Recherche sur Amazon (livres) :



Ce texte est issu de l'encyclopédie Wikipedia. Vous pouvez consulter sa version originale dans cette encyclopédie à l'adresse http://fr.wikipedia.org/wiki/Architecture_bioclimatique.
Voir la liste des contributeurs.
La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 08/12/2009.
Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL).
La liste des définitions proposées en tête de page est une sélection parmi les résultats obtenus à l'aide de la commande "define:" de Google.
Cette page fait partie du projet Wikibis.
Accueil Recherche Aller au contenuDébut page
ContactContact ImprimerImprimer liens d'évitement et raccourcis clavierAccessibilité
Aller au menu