Quartier Durable

èces selon les orientations des façades En matière d'orientation et d’architecture le travail du concepteur doit consister à combiner au mieux apports du soleil d'hiver et protections du soleil en été et en mi-saison. À titre indicatif, voici quelques principes de base sur lesquels s'appuient nombre de maisons bioclimatiques :

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Les pièces occupées en permanence durant la journée devraient de préférence être orientées au sud. Les chambres seront plutôt situées au sud et à l'est, profitant du lever du soleil. Elles garderont ainsi leur fraîcheur en fin de journée. On veillera à limiter dans la cuisine les apports solaires sur les vitrages sud-ouest, souvent générateurs de surchauffe. Une serre ou véranda placée au sud permet, tout en apportant de la chaleur en hiver, de créer un espace intermédiaire entre l'intérieur et l'extérieur. Suffisamment grande pour pouvoir y prendre des repas, elle sera accessible depuis le séjour, la cuisine et les chambres. Les espaces peu ou non chauffés (entrée, atelier, garage) seront plutôt disposés à l'ouest ou au nord. Si le vent est souvent violent, un sas d'entrée sera nécessaire pour éviter que l'air froid ne pénètre dans la maison. En première approche, on peut choisir une surface de vitrage en fonction de la surface de plancher correspondante selon les pourcentages suivants :

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Orientation

Rapport surface fenêtres sur surface plancher 20 - 35 % 10 - 25 % 0 - 10 %

Sud Est et Ouest Nord

Ces valeurs ne sont bien sûr qu'indicatives. Attention aux risques de surchauffe s'il y a trop de vitrage : il est indispensable de se protéger du rayonnement solaire d'été par des écrans végétaux, des avancées de toiture, des stores extérieurs ou des pergolas …

3 - Isoler avec soin

L'isolation joue un rôle toujours bénéfique : en hiver, elle ralentit la fuite de la chaleur du logement vers l'extérieur. En été, au contraire, elle rafraîchit l'habitat en limitant les apports de chaleur. L'isolation évite également les condensations et cette très désagréable impression de "mur froid" qui oblige à surchauffer l’air pour conserver un niveau de confort suffisant. Lors de la rénovation d’une maison, les travaux d’isolation doivent porter en priorité sur la toiture ou les combles (35 % des déperditions en moyenne). Les premiers centimètres d'isolant sont toujours les plus efficaces. Les épaisseurs optimales sont fonction du climat. En première approche et pour de la laine minérale, elles se situent à 10 cm pour les murs extérieurs, à 20 cm pour le toit et à 12 cm pour un sol sur cave.

4 - Capter le soleil

Un classique vitrage permet, grâce à l'effet de serre, de récupérer plusieurs centaines de kWh par an : 10 à 25 % des besoins de chauffage (selon l'orientation et les caractéristiques du logement) sont apportés par l'énergie solaire pénétrant par les vitrages d'une habitation. Une conception bioclimatique permet d'optimiser cette part d'apports solaires en jouant sur les orientations, la nature des vitrages et l'inertie thermique.

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Mais d'autres techniques de chauffage solaire sont possibles comme la serre ou véranda habitable, accolée ou intégrée à l'habitat ou des murs capteurs disposés en façade sud, La palette des solutions de chauffage solaire est donc étendue et permet de s'adapter à la plupart des situations architecturales.

5 - Stocker l'énergie

Stocker l’énergie dans la masse du bâtiment et amortir les variations de température grâce à l'inertie thermique. Chacun a pu constater qu'un mur massif, ensoleillé et bien abrité du vent, reste chaud longtemps après le coucher du soleil, ou bien a été surpris par l'agréable fraîcheur d'une cave même lors des plus fortes chaleurs. La forte inertie thermique du mur et de la cave explique ces impressions : la chaleur solaire stockée durant la journée dans la masse du mur est lentement rediffusée vers l'extérieur ; l'air chaud estival ne parvient pas à élever en température les murs de la cave, gardant celle-ci à une température proche de la moyenne annuelle. Construire en "forte inertie", c'est donc utiliser des matériaux lourds à l'intérieur de l'habitat afin de stocker la chaleur solaire et d'atténuer les variations de température interne. À l'inverse, une maison à "faible inertie" montera vite en température au moindre rayon de soleil, sans possibilité de stocker la chaleur solaire. Les écarts de température interne seront importants, les risques de surchauffe plus élevés. Comparons deux maisons identiques, l'une à forte inertie dont l'isolation est placée à l'extérieur, l'autre à faible inertie avec une isolation intérieure. Si l'on augmente progressivement, dans ces deux maisons, la surface de vitrage en façade sud, voici comment vont évoluer les besoins de chauffage :

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10000

9000

8000

7000

Sans inertie Avec inertie

6000

5000

4000 0%

20 %

40 %

60 %

80 %

100 %

Surface de vitrage/surface habitable

Calculs GEFOSAT, logiciel PLEIADES + COMFIE. Conditions météorologiques de Montélimar. Etude sur une maison de 100 m2, 250 m3, mur à isolation par l’intérieur (faible inertie) ou par l’extérieur (forte inertie), fenêtres alu double vitrage, surface de vitrage 1,6 m2 à l’Est l’Ouest et le Nord, chauffage 15° C nuit et 19°C jour.

Avec une faible inertie, un augmentation de la surface des vitrages accroît les besoins en énergie : le stockage de l’énergie ne peut s’effectuer efficacement. Avec une forte inertie, le bilan est au contraire positif : l’énergie solaire captée compense largement les pertes par les vitrages, permettant ainsi de diminuer les besoins de chauffage. En hiver une maison bioclimatique à forte inertie met à profit ce même phénomène. Lorsque les rayons solaires pénètrent à travers les fenêtres ils frappent le sol et les murs : si ces parois sont à forte inertie (par exemple avec une isolation placée à l'extérieur et non à l'intérieur), elles rayonnent ensuite lentement leur chaleur dans l'habitation. Inversement, en été, l'inertie permet de bénéficier de la fraîcheur des murs refroidis la nuit par ventilation : c'est une excellente façon de réaliser un rafraîchissement naturel. Dans les deux cas l'inertie joue un rôle important sur la qualité du confort intérieur en atténuant les variations de température. Quelques conseils : • L'isolation intérieure, outre la suppression de l'inertie, expose le mur extérieur aux contraintes climatiques. • Une forte inertie est surtout utile dans le cas d'un logement à occupation permanente.

• Évitez de revêtir une dalle de maçonnerie d'une moquette : celle-ci diminue de moitié l'inertie de la dalle.

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6 - Ventiler correctement

Limiter les infiltrations d'air parasites et prévoir un renouvellement de l'air utilisant au mieux la ventilation naturelle ou une ventilation contrôlée efficace. Faire circuler l’air à l’intérieur de la maison vers les pièces ne disposant pas d’ensoleillement. La ventilation est aussi un élément clé d’une architecture climatique, ce qui nécessite - dans la mesure de ne pas générer des systèmes trop sophistiqués - toute une organisation de l’architecture par l’intérieur.

7 - Lumière

Laisser largement entrer la lumière du jour pour favoriser l’éclairage naturel, en en veillant aux risques d'éblouissement ou de surchauffe

8 - Choisir enfin un appoint de chauffage approprié et peu polluant. LES PRINCIPAUX DISPOSITIFS CLIMATIQUES La serre ou véranda

La véranda est un des dispositifs les plus intéressants de l'architecture bioclimatique. En respectant certaines règles, elle peut diminuer les besoins de chauffage de 15 à 30 % tout en participant au confort d'été. Mais attention ! Une véranda mal conçue peut être inutile en hiver du point de vue thermique et invivable en été si rien n'a été prévu contre les surchauffes … Fonctionnement HIVER

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