construire bio climatique

C A U E
ERIC A. ALBISSER - ARCH. MAISON PPS - 68
D U
CONSTRUIRE BIO-CLIMATIQUE
> PRINCIPES PERFORMANCIELS
> PRINCIPES BIOCLIMATIQUES
L'architecture bioclimatique intègre les principes de base
de la performance thermique de l'enveloppe d'un bâtiment :
isolation renforcée, réduction des ponts thermiques, bonne
étanchéité à l'air, ventilation contrôlée.
L'architecture bioclimatique cherche à limiter
les besoins en éclairement, en chauffage ou
en rafraîchissement par une bonne gestion des
apports solaires :
toiture
30%
F I C H E
ponts
therm.
5%
ventilation
20%
fenêtres
13%
murs
25%
Une isolation par
l'extérieur permet
de limiter les ponts
thermiques
sol : 7%
Valeurs moyennes de répartition des
déperditions. Source : ADEME
> PRINCIPES SANITAIRES ET ÉCOLOGIQUES
CONSEIL D’ARCHITECTURE, D’URBANISME
ET DE L’ENVIRONNEMENT DU BAS-RHIN
5 RUE HANNONG 67000 STRASBOURG
TÉL. 03 88 15 02 30 - FAX 03 88 21 02 75
S I T E : w w w. c a u e 6 7 . c o m
L'architecture bioclimatique s'attache à construire un habitat
sain, par l'utilisation de matériaux écologiques, qui offrent
plusieurs avantages :
- impact limité sur l'environnement. Bon nombre de ces matériaux sont des « puits de carbone » (bilan CO2 négatif). Ils sont
d'autant plus écologiques qu'ils sont produits localement, ce
qui permet aussi de pérenniser et/ou développer des filières
locales d'emplois.
- absence de polluants organiques ou de COV* garantissant
la qualité de l'air interieur
- capacité d'hygrorégulation*. Chacune des couches qui
composent les parois (éléments de structure, isolants,
enduits, peintures) permettent la migration de l'humidité entre
l'interieur et l'exterieur, ce qui est essentiel à la pérennité des
ouvrages, notamment les charpentes et les ossatures en bois.
- performants thermiquement, notamment pour le confort d'été
où leur inertie est primordiale pour emmagasiner puis diffuser
avec un décalage dans le temps les calories accumulées ; c'est
le principe du déphasage (Cf graphique ci-contre).
CONFORT D'HIVER :
Le principe est de capter la
chaleur gratuite du soleil,
la stocker dans la masse
(murs - dalles), la conserver
par l'isolation pour la redistribuer ensuite (la nuit,
par déphasage) dans le
bâtiment. Les déperditions
énergétiques doivent être
minimisées tout en assurant
un renouvellement de l'air
intérieur suffisant pour des
raisons sanitaires.
CONFORT D'ÉTÉ :
Pour banir la climatisation,
le principe est de filtrer le
rayonnement solaire, de limiter les transmissions de chaleur, et d'utiliser des matériaux "lourds" permettant de
profiter d'un bon déphasage
thermique afin de dissiper
la surchauffe diurne par une
ventilation nocturne, si possible naturelle.
température extérieure
température intérieure
C O N S E I L S
La construction ou la réhabilitation de bâtiments conçus suivant une démarche écologique
permet de créer des habitats sains dont le confort intérieur est optimal tout au long de l'année.
La prise en compte de quelques principes simples de l'architecture bioclimatique et l'utilisation
de matériaux écologiques apportent des solutions contribuant au bien-être des occupants en
limitant considérablement les consommations énergétiques dans le respect de notre environnement. Les investissements réalisés peuvent être amortis rapidement par les économies
substantielles réalisées énergétiquement.
déphasage : écart de température et
décallage horaire
heure
D’AUTRES FICHES CONSEILS SONT DISPONIBLES GRATUITEMENT AU CAUE .
> PRINCIPES BIOCLIMATIQUES
> MÉMO
IMPLANTATION ET ORIENTATION
L'implantation d'un bâtiment doit tenir compte de
l’ensoleillement et des ombres portées. On désigne par
masque solaire tout ce qui va enlever de l'ensoleillement,
donc empecher les apports lumineux et thermiques.
Les masques solaires peuvent être naturels (arbres, relief,
etc.) et/ou architecturaux (bâtiments, mobilier urbain,
brise-soleil, etc.).
Une bonne implantation / orientation permet d'optimiser
les apports solaires pour chauffer en partie les pièces de
vie l'hiver, lorsque le soleil est plus bas sur l'horizon.
ÉTANCHÉITÉ À L'AIR
Pour conserver les performances thermiques des matériaux
choisis dans une construction, il est primordial de s'assurer de
la parfaite étanchéité à l'air de l'enveloppe du bâtiment. Ceci
implique un soin tout particulier lors de la conception puis la mise
en oeuvre du bâtiment. La réalisation des jointures, liaisons et
finitions nécessitent un savoir-faire et un travail très soigné. En
phase de chantier, le test de la porte soufflante (blower-door test)
consiste à mesurer le débit de fuite sous une pression donnée
(exprimé en m3/h.m2) afin de vérifier que l'enveloppe est bien
étanche pour identifier et corriger les zones de fuite.
le
ei
l
so
nal
L'ajout d'une annexe,
la topographie ou une
masse
persistante
l'hiver constituent des
dispositifs
efficaces
pour se protéger des
éléments climatiques.
12
6
/0
21/
21
° le
le
: 22
7°
ver
:6
il hi
al
iv
st
sole
CONTRÔLE SOLAIRE
Le dimensionnement et l'emplacement judicieux des ouvertures sont essentiels pour
profiter des apports solaires gratuits l’hiver mais doivent être complétées de systèmes
de protection extérieurs performants pour éviter les surchauffes en été.
Ainsi, une baie vitrée exposée au sud se protège par des arbres à feuilles caduques,
des stores extérieurs à lames horizontales ou un débord de toiture (ci-dessus de
gauche à droite), qui filtrera les rayons estivaux mais laissera passer les rayons
hivernaux, moins inclinés.
A l'Ouest (ci-dessus à droite), seules des lames verticales seront efficaces, tandis que
l'Est ne nécessite pas de protection particulière.
DISPOSITION DES ESPACES
Une disposition judicieuse des
espaces permet de se protéger du
froid : les pièces de service (salle
de bains, hall, WC, garage, celier,
escalier, local technique) peuvent
servir de zone tampon au nord.
Placées au sud, les pièces de vie
profitent des apports lumineux et
thermiques en journée.
Cuisine et chambre à l'est
profiterons du soleil du matin,
bureau et terrasse à l'ouest profitent
du soleil du soir.
Une cheminée ou un insert doivent
être disposés au coeur du volume.
stationnements
entrée
locaux
de service
bur.
s
u
ld
i
ole
ir
so
voisin
accolé
ch
séjour
cuisine
protection solaire s
o
le
il d
u
m
at
in
soleil de midi
COMPACITÉ
Le principe de compacité correspond, pour un volume donné, à la minimisation
des surfaces de paroi en contact avec l’extérieur, pour diminuer les déperditions
thermiques. De la forme complexe (ci-dessous à gauche) au bâti compact et accolé
(à droite) le rapport entre les surfaces de deperditions et le volume habitable peut
courament varier selon un facteur de 1 à 5.
La compacité permet aussi de réduire les quantités de matériaux, ainsi que la
complexité du bâtiment ; elle réduit donc les coûts de construction et de maintenance.
CONSEIL D’ARCHITECTURE, D’URBANISME ET DE L’ENVIRONNEMENT DU BAS-RHIN
5 RUE HANNONG 67000 STRASBOURG_TÉL. 03 88 15 02 30 - FAX 03 88 21 02 75_S I T E : w w w . c a u e 6 7 . c o m
PONTS THERMIQUES
Ils correspondent aux faiblesses thermiques de l'enveloppe d'un
bâtiment. Ces ponts thermiques apparaissent généralement au
niveau des jonctions entre les planchers ou les murs de refend et
les murs extérieurs ou au niveau de la continuité entre planchers
et balcons lorsqu'ils ne sont pas traités. L'isolation extérieure,
lorsqu'elle est possible, permet de remédier plus facilement à ce
problème que l'isolation intérieure et réduit de façon significative
les déperditions thermiques.
*HYGRORÉGULATION
Un aspect, et non des moindres, à prendre en compte dans
la construction est la gestion des transferts d'humidité à
travers les parois qui ont besoin de laisser migrer la vapeur
d'eau dans un sens ou dans l'autre. Le fait de réaliser des
enveloppes de bâtiment complètement imperméables à la
vapeur d'eau en utilisant des isolants et/ou des peintures
synthétiques provoque d'importantes dégradations au niveau
des éléments de structure en bois et crée de nombreux
problèmes sanitaires. Pour éviter d'emprisonner cette vapeur
d'eau à l'intérieur des murs et remédier au phénomène de
condensation (la vapeur d'eau se transformant en eau liquide),
il est nécessaire d'utiliser des matériaux laissant migrer la
vapeur d'eau à travers les parois. Les écomatériaux comme la
terre, le bois et les isolants écologiques permettent de réguler
plus aisément cette migration.
ASPECT SANITAIRE :
La mauvaise gestion des transferts d'humidité et de chaleur
dans les constructions est l'une des causes principales des
problèmes sanitaires dans l'habitat comme la prolifération des
moisissures. L'émanation de substances nocives provenant
des peintures et isolants synthétiques ou bien des solvants
contenus dans les colles ou certains revêtements affecte la
santé des habitants en libérant des composés organiques
volatils (COV). Pour remédier à ces problématiques, le choix
de matériaux sains et de leur mise en œuvre respectueuse
doivent être accompagnés d'un système de ventilation
adéquat permettant de renouveler l'air intérieur tout en
limitant les déperditions.
Pour en savoir plus : documents à consulter
au CAUE • La conception bioclimatique S. Courgey,
J.P. Oliva, éd. Terre vivante, 2006, 240 p. (TEa 31) • Manuel
d'architecture naturelle D. Wright, éd. Parenthèses, 2006, 250
p. (TEa 35) • Traité d'architecture et d'urbanisme bioclimatiques A. Liébard, A De Herde, éd. Le Moniteur, 2005, 748 p.
(TEa 29) • Rénovez votre maison : des solutions écologiques
M. Amjahdi, J. Lemale, éd. Dunod, 2010, 192 p. (TEa 36) • La
rénovation écologique P. Lévy, éd. Terre vivante, 2010, 320 p.
(TEa 38) • Étanchéité à l'air des bâtiments Région Alsace ADEME, 2011, 49 p. (TEb 142) • La construction en paille L.
Floissac, éd. Terre vivante, 2012, 384 p. (TEa 43) • Construire
avec le bois D. Gauzin-Müller, éd. Le Moniteur, 1999, 312 p.
(Mb 106) • Construction de maisons à ossature bois Y. Benoît,
T. Paradis, éd. Eyrolles, 2007, 304 p. (Mb 124)