4-17 - Comportement estival des maisons passives
20/10/2023 -
Y a-t-il un intérêt à construire passif en climat chaud ?
En période estivale, notamment en climat chaud ou en période de canicule, la surchauffe quotidienne d'une grande majorité des constructions actuelles accroît le besoin de rafraîchir et donc de recourir à un système de climatisation énergivore et polluant. Quand la température nocturne extérieure est supérieure à la température intérieure, c'est en effet la seule solution qui soit tout à la fois facile et rapide à installer dans toutes les constructions existantes. La surconsommation de ces systèmes thermodynamiques est parfois réduite quand ils sont réversibles parce qu'ils permettent aussi de baisser la consommation d'énergie de chauffage en se substituant au systèmes traditionnels au fioul, au gaz ou au bois. Dans tous les autres cas, il s'agit d'une consommation supplémentaire avec toutes les nuisances qui lui sont liées.
Dans les constructions neuves ou les rénovations lourdes, il existe d'autres solutions, bien moins gourmandes en énergie, toutes aussi efficace pour limiter le besoin de rafraîchissement en été que pour réduire le besoin de chauffage en hiver. Il s'agit des constructions de type maison passive. Certains prétendent pourtant que des bâtiments aussi performants seraient inutiles en climat chaud! C'est bien mal connaître le concept. Il suffit de comprendre quelques principes thermiques pour se rendre compte que la critique n'est pas justifiée et va même à l'encontre de notre recherche du meilleur confort en permanence et de la réduction indispensable de la pollution provoquée par l'usage intensif de l'énergie. Comme c'est déjà le cas dans certaines régions du sud de la France, un rafraîchissement actif est d'ailleurs tout aussi indispensable pour éviter la majorité des surchauffes au cœur de l'été que le chauffage l'est en hiver en région froide. L'évolution climatique augmentera encore ce besoin et l'étendra à des régions françaises dans lesquelles il encore possible de l'éviter.
En période de canicule, la température nocturne ne baisse pas ou ne baisse que très peu quelle que soit la région, notamment près des grandes villes des régions chaudes. La ventilation naturelle, même poussée à l'extrême, tout ouvert la nuit avec un doberman dressé dans le jardin et des moustiquaires pour éviter tous types d'intrus, n'est donc pas toujours suffisante pour supprimer ou seulement limiter les risques de surchauffe à répétition. Elle l'est encore moins lorsque l'inertie importante devient contreproductive car elle ne permet pas d'évacuer la nuit la chaleur interne et celle venue de l'extérieur qu'elle a permis de stocker dans la journée. La surventilation nocturne par la VMC double flux peut alors aider à réduire quelque peu la chaleur lorsqu'elle est couplée à un puits provençal hydraulique fonctionnant avec un échangeur de chaleur sur la nappe phréatique. Contrairement à son efficacité aux heures les plus chaudes de la journée, la fraîcheur captée au fond d'un puits d'eau ou d'un forage géothermique dédié à cet effet n'est toutefois pas toujours suffisante la nuit du fait de la trop grande faiblesse des débits de ventilation même doublés. En période de canicule, la climatisation devient de plus en plus indispensable. Une conception passive efficace doit être mise en œuvre pour s'en passer ou, dans le pire des cas, pour limiter sa puissance tout comme elle le fait en hiver pour le chauffage.
Alors oui, si baisser la consommation d'énergie, les factures et la pollution est une nécessité en été comme en hiver, alors construire passif présente autant d'intérêt en climat chaud qu'en climat froid parce qu'il devient de plus en plus indispensable de rafraîchir en évitant ou en limitant la climatisation.
Les critères des maisons passives pour la climatisation
Les critères des maisons passives qui concernent la climatisation sont les mêmes que ceux qui concernent le chauffage. Cette remarque à elle seule justifie de l'utilité du concept dans les deux cas et non pas uniquement en hiver dans les régions froides.
Les concepts passifs fonctionnent aussi en été
Construire passif, c'est avant tout isoler sans pont thermique pour éviter que la chaleur ne se perde trop vite en hiver, mais aussi assurer l'étanchéité à l'air pour que l'air froid ne vienne pas détruire l'effort réalisé sur l'isolation et, enfin, bénéficier au maximum, uniquement au moment opportun des apports solaires contrôlés. Fort heureusement, le manteau isolant, la suppression des flux d'air incontrôlés et la régulation naturelle des apports solaires ne fonctionnent pas à sens unique. L'isolation protège aussi en été, tout comme les fenêtres passives triple vitrage, la VMC double flux ainsi que les pare-soleil fixes ou les brise-soleil à lames orientables associés à l'étanchéité à l'air. Tous, sans exception, évitent que la chaleur extérieure ne pénètre trop vite dans le bâtiment et améliorent le confort d'été tout comme ils le font pour le confort d'hiver.
Dans toute construction, l'usage des locaux conduit fatalement à une production permanente de chaleur interne. Cette source de chaleur inévitable participe au chauffage en hiver, mais malheureusement aussi en été, période pendant laquelle elle va à l'encontre du confort recherché. Cette chaleur fatale est éliminée grâce au rafraîchissement. Le rafraîchissement peut être produit avec un minimum d'énergie par une surventilation nocturne hors période de canicule, par un puits provençal hydraulique associé a la VMC double flux ou un sol rafraîchissant dans un bâtiment optimisé et un climat pas trop défavorable, ou dans le pire des cas, par un système de climatisation thermodynamique de faible puissance de l'ordre de 10 à 20W/m2Shab lorsque le climat ne permet pas de faire autrement.
Vers de nouveaux systèmes de confort
Dans une construction classique, même RE2020, on parle d'assurer le confort à l'aide d'un système de chauffage et de plus en plus souvent de de système de climatisation. La ventilation y est secondaire et assurée par une VMC simple flux.
Dans une maison passive, on ne parle plus de ces systèmes énergivores et polluants utilisant l'énergie payante mais de systèmes de confort utilisant presque exclusivement les énergies naturelles et récupérables gratuites. Ces systèmes trop peu puissants pour être utilisés ailleurs que dans des constructions passives, limitent le recours à l'énergie anthropique au secours parfois nécessaires du fait de l'intermittence de l'énergie solaire et à l'appoint éventuellement indispensable lorsque les extrêmes habituels du climat sont atteints et malheureusement de plus en plus souvent dépassés.
Pour satisfaire cet objectif, les équipements habituels ne sont pas ceux des maisons classiques, ni pour la ventilation, ni pour le chauffage ni pour le rafraîchissement. Les principaux sont les VMC double flux pour satisfaire au concept de maison passive ainsi que les menuiseries passives triple vitrage dotées de protections solaires vraiment efficaces, notamment les brise-soleil lames orientables et les pare-soleil bien conçus qui jouent simultanément les rôles supplémentaires des radiateurs habituels et de leurs régulations. Pour assurer le confort avec le minimum d'énergie, ils peuvent, ou doivent si les calculs thermiques prenant en compte l'évolution prévisible du climat en attestent, être complétés par :
- un puits provençal hydraulique pour rafraîchir l'air distribué par la ventilation double flux
- un chauffe-eau solaire individuel pour produire l'eau chaude et le chauffage
- un récupérateur de chaleur sur l'eau pour préchauffer l'eau des douches
- un plancher de masse chauffant ou rafraîchissant dont l'énergie provient du chauffe eau solaire ou du puits provençal pour stabiliser le confort en cas d'intermittence ou d'extrêmes météorologiques
- des capteurs photovoltaïques pour assurer au moins en partie la production d'énergie électrique indispensable à de nombreux appareils
- un régulateur programmable capable d'assurer le fonctionnement optimisé de tous ces équipements couplés de manière optimale
Le schéma de principe du système de confort spécifique à l'habitat passif développé et mis en œuvre par l'agence d'architecture et bureau d'études thermiques Voyelles montre une solution capable d'assurer le confort en suivant les principes ci-dessus et notamment de réduire, sauf cas extrême, l'impact des canicules sans climatiseur.
Pour en savoir plus sur le comportement des maisons passives en climat chaud
Cet article explique l'intérêt des concepts passif en climat chaud et en période de canicule. En dehors de ces cas, il existe des solutions efficaces qui ne nécessitent pas de faire systématiquement appel à la climatisation. Les informations sont disponibles dans les articles suivants :
En résumé :
Une maison passive est tout aussi efficace en été qu'en hiver
Thème 4 - Les maisons passives