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5 clés de l’architecture bioclimatique à appliquer dans vos travaux de rénovation

5 clés de l’architecture bioclimatique à appliquer dans vos travaux de rénovation

Salut à tous !

J’espère que vous avez la chance de lancer bientôt votre projet de rénovation, et que vous cherchez encore à peaufiner la pertinence de vos travaux !
Aujourd’hui j’ai le plaisir d’accueillir Cédric Giral. Il va vous montrer comment le bioclimatisme peut vous aider à améliorer la performance de votre habitat, et aussi à vous éviter les erreurs classiques.


Cédric Giral

Je suis Cédric Giral, auteur du blog Comment bien isoler.com et je suis très heureux d’être invité sur MaisonBioNat par Yannick.
J’apporte un éclairage scientifique aux personnes qui choisissent leurs travaux de rénovation, notamment sur la performance thermique.
Je suis ingénieur Arts et Métiers, ouvrier en restauration du bâti ancien, et surtout je suis passionné par la construction.


On va parler ici de rénovations qui cherchent à maximiser le confort thermique été comme hiver et à diminuer la consommation d’énergie

Mais quelles sont ces clés ? Bonne question, c’est parti !

Clé n°1 : Capter plus de chaleur solaire en hiver

Le soleil constitue un apport de chaleur très performant, encore faut-il le laisser rentrer 🙂

Commençons par un exemple, on va observer la pire façade sud, que l’on puisse observer sur Terre, chez moi :

Bilan :

  1. elle est petite
  2. elle est sans fenêtre
  3. elle donne sur le garage

Nous ne captons donc pas de chaleur solaire par cette façade.

L’opération à réaliser est assez claire : il faut ouvrir et créer des fenêtres pour que la lumière entre et que la chaleur chauffe la maison.

Mais il y a un projet de construction de maison juste en face.

Donc nous attendons que la construction soit faite pour positionner au mieux les ouvertures et ainsi ne pas créer de vis à vis, ou d’ombre indésirable.
On va se servir du garage pour faire une véranda bioclimatique, elle sera très vitrée et créera un effet de serre en hiver.

Cette véranda bioclimatique nous apportera de l’air chaud (annoté “2”) en complément du rayonnement solaire direct :

Véranda bioclimatique pendant la journée = apport d’air chaud.

La nuit venue, la déperdition sera amoindrie puisqu’au lieu de donner sur l’extérieur, nos fenêtres donneront sur la véranda, à 14°C au lieu de 0°C

Cela divise par trois les pertes thermiques de cette façade, sans même prendre en compte l’effet du vent ! 

En effet les pertes thermiques surfaciques sont proportionnelles à la différence de température entre les deux côtés de la paroi.

Or entre 21°C et 0°C il y a 21°C d’écart, ce qui est trois fois plus que 7°C, la différence entre 21°C et la véranda à 14°C.

Véranda bioclimatique pendant la nuit = division des déperditions par trois

Clé n°2 : Stocker la chaleur solaire en hiver

Capter la chaleur c’était la première clé. Il faut ensuite la stocker. En effet, une fois le soir venu, puis la nuit, puis le matin, si la chaleur solaire n’a pas été stockée, on n’en bénéficie déjà plus.

Stockage de la chaleur dans un sol lourd

En présence de matériaux légers, le moindre rayon de soleil qui rentre dans la maison réchauffe la pièce, mais cette chaleur repars assez vite ensuite.
En effet les matériaux légers comme le bois montent rapidement en température.

En présence de matériaux légers, la pièce monte vite en température

Mais les matériaux légers captent moins d’énergie solaire que des matériaux lourds comme les chapes, enduits, carrelages, qui eux restent “froids”.

Oui, je sais que cela peut paraître contre intuitif, mais laissez-moi développer les deux raisons principales :

Raison 1 : Le phénomène de conduction est plus intense dans le matériau lourd, il transmet donc la chaleur en profondeur et sur les côtés, même dans les zones non exposées au soleil.

A l’inverse, le matériau léger est moins conducteur, donc la chaleur se transmet moins rapidement, la quantité d’énergie stockée pendant le temps de l’ensoleillement est moindre.

Raison 2 : Le phénomène de convection est plus intense à la surface du matériau qui présente la température la plus élevée, donc le matériau léger.

La calories, plutôt que de se stocker dans la masse, sont transmises immédiatement à l’air. On ressent rapidement le réchauffement de la pièce. C’est agréable.

Mais dans l’objectif de stocker la chaleur ce n’est pas idéal, puisque l’air s’échappe avec les précieuses calories, par la ventilation et les fuites d’air du bâtiment.

Ainsi, le soir venu, toutes choses égales par ailleur, le matériau lourd restitue la chaleur emmagasinée quand le matériau léger n’a plus rien à restituer :

Le sol lourd restitue la chaleur stockée
Le sol léger ne restitue pas de chaleur

J’ai ici utilisé le terme lourd / léger, en réalité il s’agit de capacité calorifique,  mais cela ne change rien à la compréhension du principe 😉

La couleur a aussi un impact sur la quantité de chaleur que l’on peut capter : le foncé renvoie moins la lumière et stocke plus de chaleur.

J’ai parlé du sol, mais ce principe fonctionne très bien avec les murs, d’autant plus que le rayonnement solaire est proche de l’horizontale en hiver.

Attention, ce stockage d’énergie solaire grâce à la masse thermique ne fonctionne que si la masse est isolée thermiquement. Si la dalle est en béton sur vide sanitaire, sans isolant, elle aura rapidement perdu sa chaleur par dessous au lieu de la restituer à l’intérieur

Clé n°3 : Empêcher la chaleur solaire de rentrer en été

En été on cherche à se protéger de la chaleur, donc on va chercher à l’empêcher de rentrer par les fenêtres qu’on vient de créer.

Mais par chance le soleil est très haut dans le ciel à cette période.

Et donc pour que les fenêtres soient à l’ombre, il faut prévoir une casquette, un débord de toit, une pergola. Dans notre cas ce sera le toit de la véranda 🙂

On parle bien des fenêtres sud. Parce que cela n’est plus vrai pour le soleil du matin à l’est, et le soleil du soir à l’ouest. 

En effet, sur ces façades, le soleil arrive de très bas, et la surchauffe qui en résulte peut être très importante, surtout en façade ouest. Dans ce cas les protections seront positionnées à la verticale, comme un volet, un brise soleil, ou un arbre.

Idéalement cet arbre ne cachera pas le soleil d’hiver, laissera passer le soleil de mi-saison à travers le ou les troncs, et masquera le soleil d’été (qui passe plus hauit).

Cas d’un pin idéalement placé (mi saison), façade ouest (toujours chez moi) :

A l’Ouest, des arbres doivent protéger du soleil, sinon il faudra fermer les volets en été.

Limiter l’entrée de chaleur solaire par les ouvertures n’est qu’un seul des huit moyens principaux de lutter contre la surchauffe estivale dont je parle dans la vidéo juste après. 

Découvrez les huit moyens de limiter efficacement la chaleur dans un logement :

Clé n°4 : La faible inertie dans les chambres

On a souvent tendance à parler en bien de l’inertie thermique, moi le premier.

Mais il y a des situations où il faut au contraire la limiter. Les chambres en font partie.

En effet, même avec de l’inertie, une pièce restera chaude la nuit en période caniculaire.

Il faut donc pouvoir la rafraîchir rapidement grâce à un courant d’air, et les parements et le sol ne doivent pas rester tiède, sinon les occupants ressentent une impression d’étouffement.

Clé n°5 : La surventilation nocturne estivale

L’été il est très intéressant d’évacuer toute la chaleur qui a été emmagasinée pendant la journée, a fortiori si le bâtiment présente une inertie importante.

Il faut donc permettre à des flux d’air frais de traverser la maison, pour qu’ils emportent les calories stockées dans les matériaux. 

Comment concrètement capter plus de chaleur chez vous en hiver ? 

Observer les zones ensoleillées en hiver dans le logement, et sur les façades :

  • Peut-on augmenter les ouvertures ?
  • Pouvez-vous réaliser une véranda bioclimatique ? (Qui sera aussi très utile pour faire pousser vos plantes et faire un espace bureau ;-))

Comment concrètement stocker plus de chaleur en hiver ?

Continuez vos observations et répondez aux questions suivantes :

  • Peut-on augmenter la masse des murs des pièces ensoleillés ?
  • Peut-on augmenter la masse des sols des pièces ensoleillés ? 

Par exemple en ajoutant un mur lourd, ou un parement lourd (un mur en brique) ?

Comment mieux empêcher la chaleur solaire de rentrer ?

Quelles fenêtres laissent rentrer le soleil entre juin et octobre, entre 9h et 20h ? Pouvez-vous fermer les volets de ces ouvertures ?

Si non, pouvez-vous installer des brises soleils orientables ?

Planter des arbres ? Faire une pergola, tendre des bâches ?

Notez les 8 points évoqués dans la vidéo que je vous ai partagée, et voyez s’ils sont applicables à votre maison.

Comment diminuer l’inertie dans les chambres ?

Pour chaque chambre :

  • En quoi est fait le sol et la sous couche du sol ?
  • En quoi sont faites les cloisons ?
  • En quoi sont faits les murs ?
  • En quoi est fait le plafond ?

Y a-t-il des éléments lourds dans ce que vous venez de citer ? Est-ce possible de les supprimer ? Est-ce possible de les remplacer ou les recouvrir par un isolant ?

Exemple d’une chambre de bébé : Ici suppression chape ciment, entre 1 et 2 tonnes :

Casser une chape ne demande pas de compétences particulières

Puis remplacement par un isolant liège, qui réduit fortement l’inertie thermique de la chambre, coupe le pont thermique avec la terrasse béton extérieure, et qui isole la chambre.

Déverser du liège est très facile. La pose des lambourdes est plus technique.
Vous pouvez finir avec un joli parquet massif en chêne

Comment surventiler la nuit ? 

Ouvrez vous déjà les fenêtres en été ? C’est le moyen le plus simple : créer un courant d’air.

Etes-vous confronté à l’un des problèmes suivants : moustiques, peur de l’effraction, bruits ?

On en parle juste après.

Toutes ces questions devrait vous aider à faire connaissance avec votre maison et à mieux définir vos pistes d’amélioration.

Et si j’ai des chambres au sud, ajouter ou enlever de l’inertie ? Aha !

Si vous vous posez cette question c’est que vous avez bien suivi, il faudrait à la fois avoir de l’inertie pour conserver la chaleur solaire apportée par le sud, et à la fois limiter l’inertie pour permettre un bon rafraîchissement la nuit en été.

Et donc, là ce qu’il faut faire, roulement de tambour …

Ca dépend ! Taaaaalannn. C’est la réponse magique en rénovation, voilà voilà.

Ca dépend bien sûr de ce que vous vivez, est-ce qu’en été il fait beaucoup trop chaud dans la chambre, justement parce qu’il y a une masse chaude infernale, ou pas ?

Si la réponse est non, bon ben c’est plié vous gardez l’inertie.

Si c’est oui …

Ma recommandation c’est  quand même de privilégier le confort d’été, parce qu’on ne peut rien faire quand il fait trop chaud.

Alors que quand il fait trop froid, pour se réchauffer dans une chambre, selon qu’on réalise des travaux ou pas, on peut :

  • Mieux répartir la chaleur déjà présente dans le logement
  • Mieux chauffer
  • Mieux isoler
  • Se couvrir plus
  • Utiliser une bouillotte
  • Augmenter son activité corporelle 

Et si je ne peux pas rajouter plus de fenêtre au sud ?

Avez-vous pensé au toit ?

Et si ce n’est pas une option, vous pouvez envisager de capter l’énergie solaire grâce à des panneaux solaires thermiques (qui font circuler de l’eau), à condition d’avoir une zone ensoleillée (ça peut être le toit, ou dans le jardin), et de coupler ça avec un système de plancher chauffant (circuit d’eau qui serpente dans le sol).

J’en parlerai sur le blog puisque c’est dans mes projets :-), vous avez vu que notre façade sud est riquiqui.

Et si je ne peux pas ouvrir mes fenêtres en été à cause des moustiques ? 

Alors envisagez d’installer une moustiquaire tout simplement.

J’avais acheté de quoi équiper un 2 pièces, ça fonctionnait très bien, c’est recoupable à la bonne largeur.

Ces moustiquaires enroulables sont disponibles en PVC ou en aluminium. La version aluminium est plus jolie et plus robuste, mais plus chère.

Et si je ne peux pas ouvrir mes fenêtres en été à cause du bruit ou des risques d’intrusion ?

Alors il faut compter sur votre système de ventilation mécanique. Soit l’améliorer, pour qu’il permette des débits importants en été, sans faire de bruit lui même, soit en installer un si vous n’en n’avez pas, ou le remplacer.

Je vous invite à faire le tour de ce qu’il faut savoir pour choisir un système de ventilation en allant lire cet article :

https://comment-bien-isoler.com/ventilation-comment-bien-choisir-un-systeme-en-renovation/

Merci de m’avoir lu – pensez à venir me voir sur mon blog – en tout cas je vous souhaite de lancer vos travaux sereinement, avec plein de bioclimatisme, et en vous faisant plaisir, tchaw !

Cédric

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