Dorer sa maison au soleil
Pour une même maison, la consommation totale d’énergie peut varier de trente pour cent simplement en fonction de son orientation. Par exemple : il est toujours conseillé de placer les ouvertures principales d’un bâtiment au sud et de les minimiser au nord. Les arbres environnants, des haies protégeant des vents dominants et des froidures, la disposition du terrain, les obstacles naturels ou les maisons du voisinage peuvent apporter une protection suffisante pour gagner dix à vingt pour cent supplémentaires. C’est déjà quelque chose, non ? En approfondissant l’étude énergétique des maisons, avec des aménagements simples, nous pouvons réduire de plus de cinquante pour cent leurs besoins en chauffage. En continuant encore dans cette démarche et, par toutes sortes de méthodes, en captant le plus possible l’énergie du soleil et en faisant tout pour ne pas la perdre, on peut atteindre la performance extraordinaire d’une maison sans chauffage.
Sceptiques 7 C’est dommage car la maison bioclimatique est une réalité dont les premières variations ont pu se solder parfois par des semi échecs mais qui, aujourd’hui, commence à être formidablement au point. A force de trouver des trucs par ci et des astuces par là, les innovateurs, architectes et thermiciens sont parvenus à mettre au point un schéma général de la maison bioclimatisée. Et le soleil est là, depuis plusieurs milliards d’années, avec son flux constant de mille trois cents watts d’énergie au mètre carré qui attend encore qu’on le domestique.
L’orientation de la maison est le point de départ d’un projet bioclimatique. C’est le plus simple à concevoir. Dans nos pays tempérés, ouvrir sa maison au sud permet de profiter d’un apport thermique important. De grandes baies vitrées et des fenêtres dans les pièces à vivre donneront non seulement de la lumière mais aussi, bien maîtrisées, des cabries qui réchaufferont l’air instantanément et, petit à petit, une niasse lourde capable de restituer cette chaleur ultérieurement. La proportion des fenêtres vitrées devrait varier entre quarante et soixante pour cent de la surface de la façade sud. Moins de surface ne met pas assez à profit l’énergie du soleil, plus de surface provoque de trop grandes déperditions.
À l’inverse, les pièces dites froides seront bâties au nord, dont la surface des vitres n’excédera pas dix pour cent. Garage, atelier, réserve, cellier, buanderie peuvent servir de zone tampon. Ces pièces isoleront le cour de la maison contre les vents et froidures externes. En ce qui concerne l’usage que l’on peut faire des parties est et ouest de sa maison, les choix tiennent plus aux habitudes de vie qu’à un impératif bioclimatique. Cette question est développée au Chapitre A.
Cette orientation plein sud est indispensable dans le midi pour éviter le suréchauffement. En effet, un soleil au zénith ne dépasse pas le seuil de la porte. Avec une casquette comme une pergola ou une avancée, les vitres au sud peuvent être complétement protégées des rayons diurnes. Mais si la maison est tournée vers le côté, le soleil sera un peu plus bas devant les vitres et pénétrera plus facilement et plus loin. Voilà d’ailleurs un phénomène que les habitants du nord de la Loire mettront à profit. Pour eux, une orientation sudouest expose un peu plus et donne des calories en sus. Si le terrain ou le voisinage l’exige, un décalage de vingt degrés d’angle ne diminuera les apports thermiques que de cinq pour cent mais, pour un rendement efficace des capteurs solaires, l’orientation plein sud est la meilleure.
À ce sujet, pour installer des capteurs solaires thermiques ou photovoltaïques, le mieux c’est que le faîtage de la toiture soit orienté d’est en ouest. Ainsi les panneaux seront posés par dessus les tuiles du toit, orientées correctement. Cette disposition évite des supports complexes et une esthétique douteuse de l’installation solaire.
Tout cela n’est pas bien compliqué, n’est ce pas ? C’est d’abord une question de bon sens. D’ailleurs, dans ce guide, de nombreux conseils bioclimatiques parsèment les différents chapitres. Nous évoquons ailleurs l’intérêt de plantations étudiées ou bien la question des déperditions de chaleur qu’une maison compacte peut réduire. De fait, la conception bioclimatique d’une maison est l’art d’utiliser tous les moyens naturels de chauffage et de climatisation, principalement grâce à une architecture qui tienne réellement compte de ces données.
Toute habitation devrait intégrer les bases exposées ici et être bioclimatisée peu ou prou dès sa conception. Il est incroyable qu’autant de maisons soient encore bâties sans le moindre souci d’orientation solaire et que leurs concepteurs n’aient songé qu’à les aligner à la rue. Ignorance ? Désinvolture ? Réglementation inadaptée aux réalités ? Dans la plupart des lotissements récents, les constructions ne cherchent qu’à être bien rangées et à minimiser le trajet de la voiture depuis la voie publique jusqu’au fond du garage. Incompréhensible..
Outre sa bonne orientation par rapport au soleil, une maison bioclimatique évitera les formes architecturales qui augmentent les surfaces d’échange thermique. Comme le montre la figure 7 au début du présent chapitre, une maison simple et ramassée expose moins de façades qu’une autre, étalée ou biscornue. C’est donc moins de frais de construction, d’isolant à poser et surtout moins de surfaces de déperdition de la chaleur. Une maison en dôme a la forme qui offre le moins de surface d’enveloppe externe par rapport à sa surface de plancher mais des logements accolés ou étagés auront toujours moins de surface à offrir à la déperdition thermique qu’une maison individuelle quelle qu’elle soit.
La construction d’un balcon pose problème. Il faut y employer un système minimisant le pont thermique avec le bâtiment, car sinon le balcon joue le rôle d’une ailette de refroidissement, comme pour un radiateur de voiture ou de micro processeur. Dans les immeubles récents, les balcons sont soutenus par deux épaisses barres métalliques, constituant un tout petit passage pour les pertes. Le balcon luimême est donc à quatre ou cinq centimètres de distance du bâtiment et l’espace ouvert est simplement recouvert par une solide plaque de plastique, très peu conductrice de calories.
Ce sont souvent des dispositions très simples qu’il faut prendre. Mettre en place des volets aux fenêtres et des portes externes isolantes sont des moyens tous bêtes mais extrêmement efficaces pour minimiser les pertes thermiques dues à la convection des vents. Et si le seuil des portes est bordé d’un pan de mur ou d’un simple paravent en bois l’abritant des courants d’air et des vents dominants, ce sera mieux encore.
La gestion du flux des vents doit être bien maîtrisée car, à soixante dix kilomètres à l’heure, le vent double les déperditions énergétiques d’une maison. Ainsi la construction de murs et toits aux formes arrondies limite la pression du vent. De même les surfaces lisses offrent moins de résistance à l’écoulement de l’air. Quant on connaît la direction
des vents d’hiver, il est très efficace de leur opposer une toiture en forme de goutte d’eau ou, plus simple à réaliser, en dôme rabaissé. Le principe est de minimiser la différence de pression entre les façades au vent et les façades sous le vent.
Il y a une multitude de possibilités d’optimiser le confort de son logement... Installer une cloison amovible pour couper un grand séjour en deux durant l’hiver, par exemple, c’est Les caractéristiques des matériaux peuvent être employées à bon escient quand on les connaît bien. Par leur nature physique, les matériaux capables de stocker de la chaleur ne sont en effet pas isolants. Dans une maison bioclimatisée, l’emploi de matériaux capables de capter et d’accumuler les calories solaires s’oppose aux nécessités de l’isolation. Par ailleurs, si l’on veut éviter les pertes thermiques, la meilleure de toutes les solutions de chauffage, il faudra nécessairement mettre en place une isolation renforcée faite avec des matériaux repoussant la chaleur. Les deux principes sont donc contraires. Les isolants n’ont aucune Capacité d’accumulation et les matériaux lourds employés à l’accumulation calorifique ne sont pas de bons isolants, à moins d’en utiliser une épaisseur considérable.
Dans les matériaux accumulateurs d’énergie, certains ont une faible inertie et d’autre une forte. L’eau, par exemple, peut facilement accumuler les calories mais elle les perd tout aussi facilement. Par contre, la terre accumule doucement la chaleur et la restitue au même rythme. C’est l’inertie.
Pour créer un habitat bioclimatique, ces notions sont basiques et conditionnent l’architecture du bâtiment tout enfler. Il est, par exemple, illusoire d’avoir une façade sud à la fois isolée et capable de capter les apports caloriques du soleil. Illusoire ? Pas tant que cela. Des aménagements simples peuvent souvent convertir un mur selon son usage estival ou hivernal. En fonction des besoins, chauffage ou rafraîchissement, des panneaux isolants peuvent mettre à profit ou éclipser les possibilités d’un mur Trombe, par exemple. La ventilation naturelle, elle, doit être conçue pour s’adapter aux variations saisonnières.
Attention aux couleurs des revêtements extérieurs exposés au soleil. Sur une façade au sud, une couleur claire ralentira le réchauffement durant l’été. Raison pour laquelle les maisons méridionales, en bois sous les tropiques comme en terre au Maghreb, sont souvent peintes en clair ou blanchies à la chaux. A l’inverse, au dessus de la Loire, des façades de teinte foncée absorberont quelques calories bien utiles.
Une couleur sombre côté nord, par contre, n’aidera pas vraiment à capter de la chaleur puisque les murs concernés auront plus grand intérêt à être super isolés et que le problème qui les concerne est plutôt d’éviter la fuite des calories. A l’intérieur, si les carreaux de terre cuite derrière la baie vitrée sont foncés, ils emmagasineront plus de chaleur que s’ils sont clairs.
Derrière cette baie vitrée d’ailleurs, il serait judicieux dè placer deux sortes de rideaux, un noir pour l’hiver et un blanc pour l’été. L’investissement dans le tissu sera vite rattrapé, car l’apport thermique diurne d’un grand rideau noir derrière une vitre est énorme, valant largement celui d’un radiateur.