Guide concevoir une maison bioclimatique - CAUE PDL

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La démarche bioclimatique consiste à capter les éléments favorables du climat tout en se protégeant des éléments néfastes. La maison bioclimatique est conçue pour capter l’énergie solaire, la stocker et la rediffuser à l’intérieur d’elle-même. C’est une maison dite « passive » car c’est le simple choix des matériaux de construction et une astucieuse disposition des pièces qui permet la captation d’énergie. Ainsi grâce au soleil, nous pouvons chauffer en partie notre maison. Il reste ensuite à définir le chauffage d’appoint.

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  • 1. Petites Machines Habiter Projet Radiaterre de Arnaud Schelstraete et Frdrik Garrigues-Cortina Guide-conseil I Union Rgionale des CAUE des Pays-de-la-Loire Comment concevoir sa maison bioclimatique ? Rgion Ouest, climat ocanique Climat venteux sans excs thermique, avec des hivers doux, des ts relativement frais et des prcipitations rparties sur toute lanne. 1- Dfinition 2- Comment capter lnergie du soleil ? 3- Comment choisir son terrain ? 4- Concevoir le plan de la maison 5- Utiliser la serre de captation solaire 6- Matriaux et techniques de construction 7- Ventilation 8- Confort dt 9- Chauffage dappoint 10- Choix cologique 11- Cot 12- Rsum des tapes suivre URCAUE des Pays-de-la-Loire 312, avenue Ren Gasnier 49100 Angers tl. : 02 41 22 99 91 - www.urcaue-paysdelaloire.com
  • 2. 1 - Dfinition La dmarche bioclimatique consiste capter les lments favorables du climat tout en se protgeant des lments nfastes. La maison bioclimatique est conue pour capter lnergie solaire, la stocker et la rediffuser lintrieur delle-mme. Cest une maison dite passive car cest le simple choix des matriaux de construction et une astucieuse disposition des pices qui permet la captation dnergie. Ainsi grce au soleil, nous pouvons chauffer en partie notre maison. Il reste ensuite dfinir le chauffage dappoint. Ce principe a trois exigences : 1- Orienter les vitrages en privilgiant les faades qui reoivent le soleil : Est, Sud-Est et Sud-Ouest. 2- Choisir des matriaux de construction qui ont une grande inertie thermique, cest--dire capables dabsorber une grande quantit dnergie et de la restituer. 3- Utiliser une serre de captation qui permet daugmenter les performances thermiques. Une serre bien conue peut rduire les besoins en chauffage de 40% 50%. Le soleil : comment a marche ? Croquis du mouvement du soleil au cours de lanne Coucher au Sud-Ouest S O N 17 Lever au Sud-Est E > 21 dcembre, midi solaire : 13h O S Ombre Coucher lOuest N 40 E Lever lEst Maisons groupes bioclimatiques Angers (49) ralises par les architectes MAZAUD, PARANT, ENARD en 1983 Photographe : Jean-Loup de SAUVERZARC > 21 mars / 21 septembre (quinoxe) midi solaire : 14h (heure dt) 2 - Comment capter lnergie du soleil ? Larchitecture bioclimatique utilise le principe bien connu de leffet de serre de nimporte quel vitrage soumis aux rayons du soleil. En traversant les vitrages, lnergie solaire est capture lintrieur de la maison de la mme manire que dans la serre du jardinier. O S 66 E Ombre Coucher au Nord-Ouest N Lever au Nord-Est > 21 juin, midi solaire : 14h (heure dt) Ombre
  • 3. 3 - Comment choisir son terrain ? Une partie du terrain doit tre ensoleille en permanence toute lanne : cest cet endroit que sera implante la maison. Lorientation principale privilgier est le Sud + ou 20 vers lEst ou vers lOuest et laccs automobile se fera de prfrence par le Nord. Eviter les terrains en pente exposs au Nord et observer la vgtation existante afin den tirer parti pour limplantation future de la maison. 4 - Concevoir le plan de la maison Air froid du Nord N Garage au Nord : espace tampon (protection contre le vent susceptible de refroidir les murs en hiver) GARAGE Sas dentre (rduction des pertes thermiques par mouvement dair, lors de louverture de la porte) ENTREE GARAGE Espaces de services ENTREE HABITATION SAS PE RG OL A La prsence du soleil conditionne normment la conception du plan. Les vues sur lextrieur et lorientation des baies vitres doivent tre rflchies simultanment. Il est en effet souhaitable que toutes les pices principales de la maison reoivent le soleil un moment ou un autre de la journe. La faade Est reoit le soleil du matin : elle peut tre un bon emplacement pour les chambres, cuisines, salles de bains et vrandas... La faade Sud reoit le maximum de soleil et dnergie. Il est prfrable dy localiser le sjour, la cuisine, les chambres et la serre. On peut se protger des surchauffes dt en crant une pergola ou en plantant un arbre feuilles caduques (devant cette faade). La faade Ouest reoit le soleil de laprs-midi et du soir contre lequel il faut se protger lt, plus encore quen faade Sud (surchauffe). En faade Nord, il est prfrable dimplanter les locaux qui ont besoin de peu dapport solaire tels cellier, garage, buanderie, atelier, sas dentre, appels espaces tampons . SALLE DE BAINS CUISINE Espaces de vie PIECE A VIVRE CHAMBRE 1 Grande verrire ouverte au Sud TERRASSE Framehouse - La Plaine-sur-mer (44). Architecte : David Juet (agence Ken En So) Maison co-performante - Concepteurs : Architectures et Territoires Scop, Graldine DAVIET et Marie-Eugne HERAUD Matre douvrage : Communaut de Communes du Pays des Herbiers (85)
  • 4. 5 - Utiliser la serre de captation solaire Nous avons vu prcdemment que la serre augmente les performances thermiques de la maison (cf. chapitre 2). - La serre est le lieu de la fabrication de la chaleur. Les matriaux de construction de la maison, choisis forte inertie, stockent la chaleur produite dans la serre et la restituent la nuit. Le principe de serre verticale est efficace pour une meilleure captation hivernale et limite en mme temps la captation dt. - La serre est le lieu de rcupration des dperditions des vitrages de la maison qui donnent sur la serre. Elle permet le prchauffage de lair neuf. - La serre est un espace de vie. Ds que le soleil apparat, on peut sy tenir en demi-saison aussi bien quen hiver. Les plantes mditerranennes sy plaisent comme dans une orangerie. Soleil dt Schma de fonctionnement de la serre verticale arbre feuilles caduques vgtation coupant du vent du Nord brise-soleil vitrage avec brise-soleil sortie air chaud Soleil dhiver chambre cuisine serre/repos placard sas garage mur forte inertie 6 - Matriaux et techniques de construction En rsum, la serre est un espace de vie saisonnier qui sert de production de chaleur en mme temps que le prchauffage de lair neuf et despace tampon qui attnue les dperditions nocturnes ou hivernales. Les matriaux de construction se divisent entre ceux qui peuvent stocker de la chaleur, ceux qui ralentissent les transferts de chaleur appels isolants et toutes les combinaisons qui existent entre ces deux types de matriaux : - ceux qui stockent lnergie sont la terre (adobe, pis ou terre crue), la pierre, la brique, le bton. Ils ont de linertie . Pour exprimer leur potentiel, il faut les isoler par lextrieur. - les isolants ralentissent les transferts de chaleur. Ce sont la laine de verre, la laine de roche, la fibre de bois, le polystyrne, la ouate de cellulose, la paille... - dautres isolent en mme temps quils stockent et ventuellement participent la structure : la brique monomur, le bton cellulaire, le bois massif... Dtails murs int. Habitat group bioclimatique - Saint-Andr-des-Eaux (44). Architecte : Rachel GARNAUD ext. Murs agglo ou briques + isolation intrieure Inertie moyenne ext. int. Murs ossature bois Inertie faible ext. int. Isolation par lextrieur Trs forte inertie ext. int. Murs isolation rpartie Inertie forte
  • 5. 7 - Ventilation Il faut assurer le renouvellement dair dans le logement de manire optimale. Diffrents procds existent : - la ventilation naturelle assiste : traditionnellement par simple convection (lvation de lair chaud) elle nest pas motorise. Elle se dcline de plus en plus dans les tours vent , notamment en Angleterre. - la Ventilation Mcanique Contrle (VMC) simple flux : le renouvellement dair se fait par aspiration de lair extrieur propre et rejet de lair intrieur vici. Il existe aussi une VMC hygromtrique qui permet de rguler le taux dhumidit ambiant du btiment. - La VMC double flux : un systme dchangeur rcupre les calories de lair chaud vacu. Ce principe, trs intressant dans les climats froids, est moins adapt aux climats ocaniques les plus doux. - En complment, le puits provenal (ou puits canadien) permet dutiliser la temprature du sous-sol pour rchauffer lair lhiver et le rafrachir lt. Peu rentable en climat ocanique (pas assez froid lhiver et pas assez chaud lt), il est adapt au climat mditerranen pour son pouvoir de rafrachissement lt et lest aussi au climat de montagne par son pouvoir de rchauffement lhiver. Le puits provenal sol : 10 15c 0c 28c Air extrait chaud RAFRACHIR 10c Ventilation traditionnelle RCHAUFFER 22c Aration nouvelle gnration (double flux) Air aspir froid Hiver Air extrait froid Et 8 - Confort dt Air aspir froid (par les ouvertures) T int. = 20c T ext. = 0c - Aspiration de lair humide - Lair extrieur entre par les grilles daration des fentres, par les interstices, par le seuil de la porte dentre. Air souffl rchauff T int. = 20c T ext. = 0c - Rgulation optimale de lair : renouvellement et extraction - Filtration - Intgration dans lhabitat - Programmation en fonction des saisons, en particulier pour le rafrachissement dt. Lt, pour se prmunir des effets de surchauffe, il faut imaginer quelques artifices : - limiter les apports solaires daprs-midi ; - prvoir une ventilation haute en toiture ou traversant la maison ; - choisir et implanter judicieusement le type de vgtation (arbres feuilles caduques). noter Une vgtalisation des toitures peut offrir de bonnes performances dinertie lt et ralentir lcoulement des eaux de pluie dans le rseau. Une toiture, oriente au Sud, vous permet