L’art de bâtir avec le bioclimatisme …

L’art de bâtir avec le bioclimatisme …

Concevoir bioclimatique, c’est renouer avec l’art de bâtir en symbiose avec l’environnement, la nature, le site d’implantation de la maison, la course du soleil. C’est recouvrer quelques règles de bon sens.

L’art de bâtir bioclimatique est l’architecture probablement la plus ancienne, car la 1^ère notion tient compte de l’utilisation de matériaux locaux, mais aussi de la volonté de se protéger des contraintes climatiques, ainsi que des recours à des systèmes ingénieux pour améliorer le confort, habitations troglodytes ou vernaculaires, etc. Hors avec le 20 XXème siècle, l’architecture s’est modifiée s’éloignant quelque peu de son environnement. Le retour vers des concepts d’habitat bioclimatique est inévitable en regard de la difficulté dans les prochaines années à accéder à l’énergie primaire face et son coût qui sera sans cesse croissant, l’architecture bioclimatique permet de résoudre en partie cette problématique. L’enjeu est donc de proposer des habitations confortables et éco­ nomes énergétiquement en utilisant au maximum les ressources disponibles à proximité (ressources matérielles, main­ d’œuvre, valeurs culturelles également). 

Ayant présenter plusieurs pages consacrées aux différentes solutions pour une meilleure efficacité énergétique, solutions architecturales pour  un habitat durable, 7 grands principes fondent la définition du bioclimatisme, … :

1. Capter

Il faut pouvoir profiter de l’énergie solaire en hiver et s’en protéger efficacement en été. Pour les logements, le principe est d’ouvrir largement au sud et dans une moindre mesure dans les autres orientations (étude de l’orientation des ouvertures et de leurs dimensions).

2. Conserver

Au plus les déperditions sont réduites, au plus la conservation de la chaleur se fera facilement, ce qui marque l’intérêt pour une bonne isolation, sans ponts thermiques, et une bonne étanchéité. La conservation de la chaleur concerne tant la chaleur qui découle de l’ensoleillement, d’apports internes ou du système de chauffage. Cela révèle l’intérêt d’orienter les pièces selon leur fonction et de créer des zones d’ambiances thermiques différenciées.

3. Stocker

La capacité d’accumulation des matériaux du bâtiment permet de stocker en plus ou moins grande quantité la chaleur captée lorsqu’elle n’est pas nécessaire, dans le but de la restituer à un moment plus propice (cela reflète l’intérêt d’avoir de l’inertie). Stocker participe à minimiser les écarts de température intérieure entre le jour et la nuit et à augmenter le confort thermique dans le logement. C’est surtout la présence d’inertie au niveau des dalles de plancher, des murs intérieurs, etc. qui permet ce stockage.

4. Distribuer

La notion de distribuer doit être vu comme une homogénéisation de la température, évitant les surchauffes des pièces exposées au sud et transférant cette chaleur excédentaire vers les pièces au nord. L’effet de cheminée joue un grand rôle dans la distribution de l’air au sein d’un logement. Par ailleurs, l’installation de plus en plus fréquente de systèmes de ventilation double flux performants permet, outre le renouvellement de l’air hygiénique, l’homogénéisation des températures dans l’ensemble du logement. La distribution doit être fonction des pièces et de leur occupation.

5. Protéger

La stratégie de « se protéger » se décline envers tous les extrêmes du climat, vents, précipitations, grands froids et canicules. Parmi ces extrêmes, seule la réponse aux canicules est plus complexe, et doit être nuancée. Il faut se protéger des surchauffes en été tout en gardant une luminosité et visibilité suffisante. (Voir plus loin, au point Protections solaires.)

6. Dissiper

Le rafraichissement par la ventilation naturelle permet de dissiper les surchauffes. Il peut s’établir sur différentes bases : les différences de pressions du vent entre façade ou encore les gradients de température. Elle se retrouve sous différentes formes : ventilation unilatérale, ventilation transversale ou en produisant un effet de cheminée. Disposer d’ouverture en partie supérieure du bâtiment (par exemple au dessus de la cage d’escalier) permet d’assurer un refroidissement naturel efficace durant la nuit

7. Minimiser

Il faut minimiser les gains internes pouvant causer des surchauffes notamment en été. La densité d’occupation de locaux ou encore ses équipements en sont à l’origine. Favoriser l’éclairage naturel et choisir des luminaires performants permettent de diminuer l’impact des équipements.

L’architecture bioclimatique utilise le potentiel local (climats, matériaux, main­d'œuvre...) pour recréer un climat intérieur respectant le confort de chacun en s’adaptant aux variations climatologiques du lieu. Elle rétablit l’architecture dans son rapport à l’homme et au climat. C’est pourquoi on ne peut définir une unique typologie de l’architecture bioclimatique : il y en a autant que de climats. Ceci est d’autant plus vrai que le confort de chacun se déplace avec les conditions climatologiques. L’architecture bioclimatique passe donc inévitablement par une excellente connaissance de son environnement.

L’intégration du bâtiment dans son environnement est le premier fondement de l’architecture bioclimatique: il est indispensable d’avoir une parfaite connaissance des vents dominants, de la radiation solaire incidente et des masques solaires voisins, des risques d’inondations, de la végétation environnante et des objectifs de confort... Faut­il se protéger du vent dominant ? Peut­on en tirer parti ? A­t­on besoin de gains solaires ? Si oui, comment trouver un juste milieu entre ces derniers et la limitation des risques de surchauffe? Une construction sur pilotis est­elle nécessaire contre les risques d’inondation ? La réponse à ces questions permettra d’optimiser la forme géométrique du bâtiment, son implantation, la position et le type d’ouvertures ou encore l’aménagement intérieur. L’implantation du bâtiment doit aussi tenir compte de son impact futur sur l’environnement immédiat.

L’architecture bioclimatique impose également des bases de conception :

– Utiliser des matériaux de construction locaux : le coût sera plus faible, la main­d’œuvre plus adaptée tant au niveau de la construction que de l’entretien.

– Les revêtements de façade influent sur le rayonnement thermique.

– Faut­il valoriser l’inertie thermique ?

– Faut­il isoler le bâtiment?

– Comment gérer les radiations solaires ?

– Comment exploiter la ventilation naturelle ?

– La valorisation de l’énergie solaire et/ou éolienne et/ou biomasse pour la production d’énergie (électrique ou thermique) fait aussi partie du concept de bioclimatisme. Elle tire parti de la nature et limite les problèmes d’accès à l’énergie ainsi que l’impact global sur l’environnement.

Tous ces principes de conception sont à adapter suivant les contraintes climatiques, socio­économiques et architecturales. Malgré tout, une excellente conception du bâtiment peut devenir dérisoire si l’usage qui en est fait est en contradiction avec la réflexion globale du projet. C’est là que le rôle de l’occupant intervient. Si tout est mis en œuvre pour limiter les risques de surchauffe, l’occupant se doit de limiter la dissipation de chaleur interne. De ce fait, les appareils de cuisson ou autres équipements producteurs de chaleur (compresseur des réfrigérateurs ou d’appareils de climatisation) doivent être impérativement disposés à l’extérieur des zones de vie. Un comportement responsable influera sur le choix de luminaires

(influence de l’éclairage naturel, basse consommation si possible) et de tout appareil électrique : une stratégie de développement durable est à adopter à tous les niveaux. Le bon fonctionnement du bâtiment quant à lui nécessite une sensibilisation : utilisation des protections solaires et de la ventilation naturelle si celles­ci ne sont pas automatisées, entretien du bâtiment et des équipements...

Deux stratégies sont à adopter suivant les besoins :

– La stratégie du chaud consiste à capter l’énergie solaire et la stocker dans la masse pour un déphasage et un écrêtage des pics de température. La redistribution de cette chaleur se fait lorsque les températures extérieures sont plus faibles que les températures intérieures désirées.

– La stratégie du froid consiste à se protéger des apports solaires, adopter des solutions passives de refroidissement par humidification ou ventilation naturelle et limiter les charges internes.

Les résultats attendus sont difficilement quantifiables économiquement ou énergétiquement car ce n’est qu’au cas par cas que l’on peut les évaluer.

Une architecture bioclimatique permet de se passer ou de limiter toute consommation d’énergie annexe, notamment le recours à la climatisation, à la ventilation mécanique, à l’éclairage artificiel, ceci avec un très faible surcoût à la construction. L’exploitation de l’énergie solaire permet également de chauffer l’eau (systèmes thermiques) ou produire de l’électricité (systèmes photovoltaïques) par exemple pour le pompage d’eau, l’éclairage ou la production de froid pour le stockage de nourriture.

Outre des phénomènes objectifs, c’est toute une série de phénomènes subjectifs que le bioclimatisme apporte. Si c’est une consommation énergétique que l’on économise, c’est une ambiance intérieure, une qualité architecturale, un confort visuel, thermique ou acoustique que l’on valorise.

L’architecture bioclimatique permet de retrouver les principes de construction d’antan et de les adapter aux progrès effectués en la matière. L’efficacité de tous ces concepts est reconnue et prouvée et permet de proposer des bâtiments exemplaires en termes d’architecture, de confort, d’efficacité énergétique et environnementale. Elle valorise en outre les cultures et traditions locales en dégageant une architecture spécifique à chaque région du monde. Plus que de l’architecture, c’est tout un paysage qui est travaillé car l’intégration optimale des bâtiments par le choix des matériaux ou l’implantation d’un quartier respecte le lieu. Finalement, elle s’inscrit dans un cadre global de développement durable.