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Rafraîchir les bâtiments sans consommer d'énergie : c'est possible !
Photos : Entreprise Chailleux (mur manteau KEPS) - ©

Rafraîchir les bâtiments sans consommer d'énergie : c'est possible !

Defawe Philippe |  le 27/06/2005  |  France Réglementation techniqueEnergiePerformance énergétiqueArchitecture

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Le retour de la chaleur donne un avant-goût de ce à quoi les bâtiments de demain devront faire face. En intégrant la notion de confort thermique d’été dès la conception, il est possible d’éviter le recours à des installations de climatisation, souvent énergivores.

« La climatisation n'est ni une solution fatale, ni fatalement un facteur énergivore et dangereux, explique Bernard Sesolis, directeur du BET Tribu Energie. Tout dépend de la situation, de la conception du bâti et de l'installation. Pour des personnes sensibles à la chaleur, il est possible de concevoir des bâtiments très confortables l'été si la question est traitée en amont. Différentes techniques et aménagements contribuent à limiter la sensation d'inconfort, mais ils ne rendront pas le même service qu'une climatisation bien dimensionnée et bien réglée, capable de maintenir une température choisie. Question de goût... et de consommation d'énergie ! »

Quoi qu'il en soit, la climatisation n'a pas toujours existé et des solutions dites « passives » permettent de s'en affranchir. Un bâtiment bien conçu permet en effet, même lors de pics à 40 °C, de ne jamais franchir les 27 °C dans la journée. Plusieurs « curseurs » de régulation sont à disposition des concepteurs dans ce but : gestion des apports solaires, isolation et inertie des parois, ventilation diurne et nocturne, sans oublier l'utilisation d'équipements électriques « sobres ».

Protéger des apports solaires diurnes

La première démarche pour éviter la surchauffe solaire consiste à veiller à l'orientation des bâtiments dès la conception en vue de limiter les surfaces vitrées au sud et à l'ouest. L'inconfort d'été dans les bâtiments, notamment dans le tertiaire, s'explique en effet par une transparence excessive (qui favorise des apports solaires massifs) et l'étanchéité à l'air quasi-totale de la façade. Résultat, le moindre apport énergétique se traduit par une brusque élévation de la température intérieure (c'est l'effet de serre). Un inconvénient quelque peu tempéré par les grands industriels du verre qui proposent désormais des vitrages associant à la fois basse émissivité, faible facteur solaire et transmission lumineuse élevée.
Des protections solaires (stores extérieurs, intérieurs ou intégrés au double vitrage), complément indispensable des baies, permettront de limiter les risques de surchauffe et d'éblouissement en période estivale. En motorisant ces équipements, voire en les asservissant à l'ensoleillement, il est encore possible d'optimiser la gestion des apports extérieurs.
D'autres dispositions plus « structurales » permettent d'aller dans le même sens : débord de toit, patio, brise-soleil, etc. Bien dimensionnées et correctement implantées, elles permettent de bénéficier en outre du maximum d'ensoleillement en hiver.

Renforcer l'inertie thermique du bâtiment

L'inertie thermique d'une construction est le produit direct de la masse de ses composants (dalles et parois verticales, essentiellement) par leur chaleur massique spécifique. Elle se comporte comme un amortisseur en s'opposant aux brutales variations de température et comme un accumulateur en stockant l'énergie. Elle permet ainsi la restitution lente et déphasée de la chaleur reçue pendant la journée. Le lissage de la variation journalière des températures permet une régulation thermique naturelle du bâtiment : la paroi s'échauffe progressivement et restitue ensuite la chaleur accumulée. Cette inertie peut être encore améliorée en prévoyant des pièces enterrées ou semi-enterrées. Les systèmes constructifs dits « à isolation répartie » (brique Monomur, béton cellulaire, blocs de pierre ponce) offrent à la fois une forte inertie et une isolation intrinsèque qui ne nécessite pas d'être complétée par un doublage complémentaire. Pour des parois de briques simples, de béton coulé en place ou de blocs de béton (« parpaings »), une isolation extérieure permettra à la fois de supprimer de nombreux ponts thermiques et de conserver l'inertie de la paroi. Cette technique dite du « mur manteau » peine pourtant à s'imposer en France où prévaut l'isolation par l'intérieur qui obère, hélas, l'inertie thermique de la paroi.

Si l'inertie est une condition nécessaire au confort thermique, d'été, elle n'est pas pour autant suffisante. Elle doit être impérativement associée à des moyens de refroidissement des structures qui permettront de maintenir l'équilibre énergétique (élimination de la chaleur stockée la journée) qui assurera la stabilité des températures d'un jour à l'autre.

Dissiper les calories par une ventilation nocturne

Ainsi, au-delà des exigences réglementaires en matière de ventilation, un rafraîchissement nocturne accéléré (ou nightcooling) permet d'évacuer la nuit la chaleur accumulée le jour par les apports solaires et internes (éclairage, bureautique, occupation humaine). Nul besoin de climatisation ni même d'une ventilation mécanique pour cela : fenêtres, vasistas, grilles de ventilation et de transfert suffisent... s'ils sont correctement dimensionnés et implantés, en se souvenant que l'air chaud s'élève et doit être évacué par le haut. (…)

Extrait d’un article de Jacques-Franck Degioanni publié dans Le Moniteur du 13 février 2004

Thermique d'été : que dit la RT 2000 ?


Si la réglementation thermique de 1988 ignorait le sujet, le confort d'été des bâtiments non climatisés est désormais pris en compte par la RT 2000. Les éléments-clés de la température intérieure (température extérieure, apports de chaleur internes, apports solaires, ventilation et inertie) déterminent les paramètres de calcul : zone climatique d'été, inertie du bâtiment, ratio d'ouverture libre des baies, exposition au bruit (pour l'ouverture nocturne des fenêtres), orientation, nature des protections solaires. L'objectif réglementaire suppose, d'une part, le respect d'exigences minimales en ce qui concerne l'ouverture libre des baies et la protection solaire des locaux de sommeil ; d'autre part, l'obtention d'une température intérieure conventionnelle d'été (Tic) inférieure ou égale à une température intérieure de référence (Tic réf). La conformité à cette exigence peut être validée, via un calcul prévisionnel ou par le respect direct de configurations de référence. Une méthode simple qui laisse en revanche peu de place à l'optimisation constructive.

A lire


« Guide de l'architecture bioclimatique », par Alain Liébard et André de Herde. Editions Systèmes Solaires (www.energies-renouvelables.org)
« Au frais sans la clim, le guide malin des solutions écologiques », par Thierry Salomon et Claude Aubert. Editions Terre Vivante (www.terrevivante.org)

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