Bioclimatique

Se dit d'un habitat dans lequel la climatisation est réalisée en tirant le meilleur parti du rayonnement solaire et de la circulation naturelle de l'air. Cela consiste en une adaptation de l'habitat au climat environnant : il existe différentes démarches mais elles ont toutes en point commun de chercher à rendre les constructions plus performantes et plus économiques à l'usage, notamment en chauffage ou climatisation.
Dans un pays tempéré comme la France, une maison bioclimatique peut arriver à fournir 2/3 à 3/4 de ses besoins de chauffage uniquement grâce au soleil. C'est ce qu'on appelle l'habitat passif, utilisant l'architecture des bâtiments - orientation, murs, toits et fenêtres - pour capter les rayons du soleil. En outre, la même maison n'aura pas besoin de système de climatisation en été pour conserver une température dans la zone de confort.
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Le bioclimatisme se développe sur trois axes : - capter - transformer/diffuser - conserver

Capter la chaleur d'hiver et se protéger de la chaleur d'été

En hiver, le soleil se lève au sud-est et se couche au sud-ouest, en restant très bas sur l'horizon (environ 30°). Pour capter son énergie, il convient donc de placer les ouvertures vitrées principales au sud. Le verre laisse bien passer la lumière qui lui est perpendiculaire et va, en conséquence, piéger la chaleur du soleil à l'intérieur de la maison.

Ce phénomène est aussi appelé "effet de serre". La lumière du soleil sera convertie en chaleur par les surfaces opaques de la maison (les murs et/ou le sol). Lorsque cette énergie sous forme d'infrarouges va tenter de ressortir, la vitre va l'absorber et la réémettre en partie vers l'intérieur de la maison. C'est ce qu'on appelle le "solaire passif" : solaire car la source d'énergie est le soleil, passif car le système fonctionne seul sans système mécanique.n hiver, le soleil se lève au sud-est et se couche au sud-ouest, en restant très bas sur l'horizon (environ 30°). Pour capter son énergie, il convient donc de placer les ouvertures vitrées principales au sud. Le verre laisse bien passer la lumière qui lui est perpendiculaire et va, en conséquence, piéger la chaleur du soleil à l'intérieur de la maison.

En été, le soleil se lève au nord-est et se couche au nord-ouest et est haut sur l'horizon à midi. L'angle d'incidence de ses rayons sur les baies vitrées sud est donc élevé. Dans des conditions, le verre laisse beaucoup moins passer la chaleur. Une partie du rayonnement est réfléchi vers l'extérieur. Toutefois, la quantité d'énergie qui traverse suffit à faire surchauffer la maison. C'est pourquoi il convient de protéger ces surfaces vitrées par des avancées de toiture, des volets ou une végétation dimensionnées en conséquence.

Les ouvertures des façades est et ouest seront par contre de taille mesurée, les protections solaires horizontales n'étant dans ce cas que d'une efficacité limitée du fait de la hauteur du ciel sur l’horizon de ces façades. Seuls des volets ou une végétation caduque permettra de bénéficier de chaleur l’hiver sans surchauffe d’été dans de pièces éclairées par ces façades.

Les ouvertures sur la façade nord n’apporteront que de la fraîcheur, et leur bilan thermique, quel que soit l’isolation des menuiseries, ne sera que négatif.es ouvertures des façades est et ouest seront par contre de taille mesurée, les protections solaires horizontales n'étant dans ce cas que d'une efficacité limitée du fait de la hauteur du ciel sur l’horizon de ces façades. Seuls des volets ou une végétation caduque permettra de bénéficier de chaleur l’hiver sans surchauffe d’été dans de pièces éclairées par ces façades.

En résumé : une maison bioclimatique se caractérise par :

1. des ouvertures de grande dimension au sud, protégées du soleil estival

2. peu ou pas d'ouvertures à l'ouest, protégées couchant estival par des volets ou des végétaux caducs

3. peu d'ouvertures à l'est, protégées de la même manière qu’à l’ouest

4. pas d'ouvertures au nord

Transformer/Diffuser la chaleur

Pour convertir la lumière en chaleur, on utilise des éléments lourds comme la dalle ou des murs intérieurs, placés sous le rayonnement solaire d’hiver et à l’ombre en été.
Ces éléments doivent être de teinte plutôt foncée sinon ils réfléchiraient la lumière sans la convertir en chaleur.

Le matériau de ces capteurs doit avoir une capacité thermique élevée. Plus sa masse est importante, plus il pourra absorber une quantité d'énergie importante, l'objectif étant de capter la chaleur solaire pendant la journée en hiver afin de la restituer la nuitour convertir la lumière en chaleur, on utilise des éléments lourds comme la dalle ou des murs intérieurs, placés sous le rayonnement solaire d’hiver et à l’ombre en été.

En été, les capacités de stockage de cet élément lourd seront utilisées pour diffuser la fraîcheur de la ventilation nocturne pendant les heures chaudes, afin de limiter le besoin en climatisation mécanique.

Conserver la chaleur d’hiver

En hiver, l’énergie solaire doit pouvoir entrer, puis doit être conservée à l'intérieur de la maison le plus longtemps possible. C'est la raison pour laquelle il faut :
- limiter les surfaces d’échange entre intérieur et extérieur par le choix d’une construction de forme compacte

- isoler conséquemment les parois, protéger la maison des vents dominants et froids par son implantation et les plantations.

Conserver la fraîcheur nocturne d’été en retardant l’entrée de la chaleur

En été, la fraîcheur doit être conservée dans la maison, et pour cela non seulement les matériaux isolants doivent isoler, mais en plus ils doivent freiner le transfert de la chaleur extérieure en ayant une capacité thermique suffisante.
Les isolants légers comme laines minérales, polystyrène, polyuréthane ou isolants minces ne retardent pas suffisamment ce transfert de chaleur.