Architecture bioclimatique
La bioclimatique (sans rapport avec les "produits bio") est née de la crise du pétrole en 1970, qui nous a fait prendre conscience de la nécessité de restreindre notre consommation d'énergie. Aujourd'hui, elle intègre les principes de la bioconstruction (ou maison saine, avec prise en compte du problème de la toxicité des matériaux utilisés par la construction notamment) et des exigences de qualité sur tous les aspects de l'habitat.
L'architecture bioclimatique utilise et combine les moyens les plus intelligents de la construction, des plus anciens aux plus modernes. Elle conçoit un habitat très agréable, lumineux, et confortable qui réalise jusqu'à 50% d’énergie par rapport à un bâtiment ordinaire. Le principe est d'adapter la construction au climat et à l'environnement pour que l'habitat s'autorégule aussi bien en hiver qu'en été.
Son principal atout est d'exploiter l'énergie d'une ressource naturelle dont nous disposons tous gratuitement: le soleil (on parle de captation passive du soleil). Cette captation passive se fait grâce à l'orientation de l'habitat, le placement étudié des ouvertures, le choix de matériaux à forte inertie (qui stockent la chaleur et la restitue lentement) et respirants (pour assurer un bon contrôle de l'humidité), des couleurs bien réparties en fonction de leur rayonnement, jusqu'au choix de l'emplacement des végétaux. Elle récupère au maximum la chaleur du soleil, limite les déperditions thermiques, privilégie un éclairage naturel abondant, et permet d'obtenir des températures agréables en été comme en hiver.
L'habitation peut être équipée de capteurs pour chauffer l'eau et l'habitation (on parle de solaire actif).
C'est donc en fonction de données très spécifiques, liées à votre région et à votre terrain, que votre projet sera mis en forme.
En comparaison, qu'est-ce qu'une maison écologique ?
La construction écologique va utiliser les principes et techniques de l'architecture bioclimatique et des énergies propres (renouvelables), mais en y ajoutant des moyens de contrôle de l'eau (récupérateur d'eau de pluie, limitateurs de débit, etc), l'utilisation de matériaux strictement écologiques (naturels, sains et sans aucun impact négatif sur l'environnement de la fabrication à l'utilisation) et une gestion des déchets du chantier ainsi que ceux engendrés par la vie au sein de l'habitation (traitement des eaux usées, par exemple).
En clair, la maison écologique limite la consommation d'énergie, propose un habitat agréable et sans pollution intérieure, et surtout elle n'a aucun impact négatif sur l'environnement tout au long de sa vie. Bravo à ceux qui l'ont réalisée.
On dit que lorsque l'on s'est pris au jeu, cela devient une véritable passion...
Principes de base de l'architecture bioclimatique
1. Un habitat bien orienté
Les pièces occupées en permanence sont orientées plus ou moins 25° sud. Les chambres sont orientées sud-est pour bénéficier des apports solaires le matin et garder leur fraîcheur en fin de journée. La cuisine sera plutôt située au sud ouest, voire même au nord pour éviter les surchauffes dues à la préparation des plats.
2. Une forme compacte
L'enveloppe du bâtiment doit être la plus compacte possible pour limiter les déperditions thermiques. Le principe est de minimiser les surfaces en contact avec l'extérieur.
3. Une forte inertie thermique
L’inertie thermique (ou la masse thermique) correspond à la capacité de stockage thermique d’un habitat: capacité à emmagasiner de la chaleur en hiver ou de la fraîcheur en été. Les constructions à forte inertie permettent à l'habitat de se réchauffer ou se refroidir très lentement, à la différence des constructions courantes, qui, parce qu'elles ne privilégient pas l'inertie, sont continuellement exposées aux variations de température.
Les matériaux dotés d'une forte inertie thermique, accumulent la chaleur reçue pendant la journée et la restituent la nuit. Ils permettent ainsi une régulation naturelle de la température.
On parvient ainsi à une autorégulation de l'habitat, pour obtenir : une température agréable en hiver avec un minimum de dépenses de chauffage, une température stable en mi-saison, ce qui diminue la durée de chauffe (en fin de journée), et une maison fraîche sans climatisation en été.
4. L'isolation
Nous dirons juste que nous abordons là un grand thème, l'isolation étant bien sûr au coeur de notre sujet. On trouvera dans la maison climatique une isolation enfin intelligente.
Pour en savoir plus, reportez-vous directement aux détails du chapitre sur ce site et pour les plus intéressés, vous apprendrez tout sur ce sujet en lisant l'ouvrage de Jean-Pierre Oliva aux éditions Terre Vivante.
5. Des matériaux adéquats
Les matériaux utilisés sont respirants (non étanches). Ils assurent la régulation de l'humidité, contribuent au confort en empêchant les problèmes liés à celle-ci (condensation, moisissure, concentration de polluants qui peuvent occasionner rhumes à répétition, asthme, allergies et de rhumatismes chroniques…) tout en assurant une meilleure régulation thermique.
6. Des zones tampons
Des zones tampons aménagées sous forme d'espaces peu ou non chauffés (garage, cellier) du côté Nord se comportent comme une isolation thermique et diminuent les pertes de chaleur.
On peut aussi aménager une serre au sud. Elle permettra le captage de la chaleur en hiver en profitant activement des apports solaires. Elle reste, cependant un espace fragile à maîtriser selon les paramètres de fonctionnement opposés entre l'hiver et l'été.
7. Les fenêtres et vitrages
Les fenêtres apportent à la fois chaleur et lumière et permettent d'accumuler directement et très simplement la chaleur en hiver. Leur disposition est étudiée en fonction de l'orientation et des pièces de façon à jouer à la fois avec l'éclairage naturel, la chaleur et la fraîcheur.
Ces ouvertures sont complétées (toujours à l'extérieur) par des protections mobiles : stores, volets, fixes : avancées de toitures pour se protéger de l'apport de chaleur et de lumière en été.
Avec l'utilisation de vitrages performants, les déperditions de chaleur, par rapport à un double vitrage standard, sont réduites de plus de 30 %.
8. L'environnement extérieur
La végétation environnant la maison influence judicieusement le confort bioclimatique de l'habitation. Les plantations de haies ou une rangée d'arbres protégent des vents dominants d'hiver mais aussi de l'excès d'ensoleillement l'été. Les arbres à feuilles caduques offrent en été de l'ombrage bienvenu et limitent les vents d'hiver. La présence d'eau crée des microclimats qui régulent les variations de températures dans la journée.
De l'influence des couleurs...le saviez-vous?
Les couleurs peuvent jouer un rôle sur le comportement thermique de la maison.
La façade Sud sera de préférence de couleur sombre afin d’absorber au maximum la chaleur en hiver. En été, cette façade sera protégée par des casquettes (avancée de toit) ou de la végétation pour ne pas qu’elle devienne trop chaude.
Les façades Est et Ouest seront de couleurs claires pour réfléchir les rayons du soleil en été, période où elles sont fortement exposées.
Le sol et les murs intérieurs exposés seront plutôt sombres.
Le plafond sera de couleur claire pour obtenir une meilleure répartition de l’éclairage naturel.
Les couleurs foncées permettant d’obtenir une absorption satisfaisante sont : le bleu, le vert, le rouge foncé et bien sur le noir.
Les couleurs claires permettant d’obtenir une réflexion satisfaisante sont : le jaune, le blanc cassé, le blanc.
Et les murs dans tout ça...
Le mur capteur
Il fonctionne comme un capteur solaire. L’énergie récupérée est stockée dans la masse du mur. La restitution de la chaleur se fait lentement par rayonnement à travers le mur.
Ce sera une partie du mur de la façade Sud (environ 30%) . Le mur sera en pierre, terre crue ou terre cuite. La surface absorbante du mur sera de couleur sombre: noire, bleu foncé, vert foncé ou marron. Il aura une épaisseur de 20 à 30 cm afin d’avoir un stockage et un déphasage suffisants. Il comportera enfin une vitre placée à l’extérieur, à une distance de 4 à 10 cm.
Il peut aussi préchauffer l’air extérieur. Pour cela, on place une grille en bas du vitrage et une en haut du mur.
Le mur Trombe
C'est un mur capteur avec deux ouvertures situées en haut et en bas du mur. Il accumule la chaleur et la restitue la nuit par rayonnement. Cette restitution est complétée par une circulation naturelle d’air de bas en haut entre le vitrage et le mur, obtenue grâce à 2 ouvertures. L’air s'échauffe au contact du mur et pénètre dans la pièce.
L’été, ces types de mur sont protégés du soleil par des protections mobiles : stores, volets..., des protections fixes : casquette, avancée de toit, auvent…, des protections végétales : arbres, pergolas…
De plus, il est souhaitable d’aménager une ventilation obturable sur le vitrage pour évacuer la chaleur du mur. Pour cela, on place des grilles en haut et en bas de la vitre.
