L'habitat de demain sera construit en tenant compte du soleil et du climat.

Cet habitat sera intelligemment conçu, il aura une certaine souplesse pour s'adapter aux différentes configurations des lieux.
Il puisera dans son environnement naturel, l'essentiel des "énergies" nécessaires à son confort. 

L'habitat bioclimatique par référence à l'habitat traditionnel fait appel avant tout au bon sens des concepteurs et des utilisateurs, pour qu'ils mettent en oeuvre des constructions qui profitent des aspects positifs du climat et se protègent de ses aspects négatifs.

Petit historique de la crise de l'énergie...

De 1950 à 1970 les folles années du "tout pétrole"...
L'énergie est bon marché, l'on construit sans soucis des pertes thermiques. On chauffe !

En 1974 premier choc pétrolier, c'est le début de la crise énergétique !
Les prix du fuel, du gaz, du charbon, de l'électricité et du bois s'enflamment...

En 1981, pour réduire les pertes et la consommation :

* On isole !
* On change de chauffage !
* On investit dans la technologie coûteuse et sophistiquée.

Mais, les maisons sont mal conçues et inadaptées aux contraintes nouvelles.
Leurs conceptions n'évoluant pas, les déperditions demeurent.
Les besoins en chauffage aussi !
...et le coût de l'énergie monte toujours... Isoler, sur-isoler ne suffit plus !

Ce qu'il faut faire :

S'attaquer aux vrais problèmes !

1) Retrouver le bon sens de l'habitat ancien dont les caractéristiques architecturales lui permette de se protéger naturellement, des aspects négatifs du climat. 
2) Profiter au maximum de l'énergie du soleil en la faisant pénétrer dans la maison. 
3) Stocker efficacement cette énergie gratuite. 

Concevoir l'habitat selon ces trois grands principes, c'est donner au problème une réponse définitive. 
Cette solution définitive au problème du chauffage dans l'habitat c'est ce que permet le Bioclimatique !
Il faut se protéger des aspects négatifs du climat.

Profiter autant que possible des aspects positifs du climat.
Conserver les calories gratuites du soleil.

Les grands principes de l'habitat bioclimatique sont: Protéger, Profiter, Conserver.

A) Protéger :
Il faut protéger la maison du froid et du vent.

- Par l'implantation on recherche les protections du terrain et de la végétation.
- Par les formes architecturales on limite les ouvertures et les prises au vent.
- Par une bonne étanchéité on limite la pénétration de l'air froid par les ouvertures.
- Par une bonne isolation.

B) Profiter du rayonnement solaire d'hiver :
- Par de grandes surfaces vitrées.
- Par des systèmes de capteurs.

  Et s'en préserver l'été:
- Par de la végétation, des stores, des pergolas ou autres motifs architecturaux.

C) Conserver la chaleur du soleil :
- En utilisant dans la construction, des matériaux lourds qui vont absorber la chaleur du rayonnement solaire : C'est la masse thermique.
- En isolant ce "coeur thermique" par l'extérieur afin que les calories rayonnent vers l'intérieur.
- En occultant et isolant parfaitement la nuit les surfaces vitrées qui ont capté le rayonnement solaire pendant la journée.

Construire avec le climat: c'est relier du mieux possible notre intérieur avec le milieu extérieur pour y puiser une part plus importante de notre confort.

C'est mettre en œuvre de nouveaux principes dans les relations :

- habitat - soleil
- habitat - environnement
- habitat - matériaux de construction

C'est assurer le confort intérieur par une bonne maîtrise :

- de la protection
- du captage
- du stockage
- de la restitution

Cela peut concerner une maison individuelle ou un habitat collectif, du neuf ou de l'ancien.

Protéger du froid !

C'est essentiellement empêcher la chaleur de sortir de la maison.
(Les échanges thermiques se font toujours du plus chaud au plus froid )

Les calories sont aspirées à travers les parois par le froid extérieur.
Il faut alors s'efforcer de créer une "barrière" qui résiste aux échanges thermiques.

- Barrière "isolante"
- Barrière "réfléchissante"
- Barrière "tampon"
- Barrière "composée"

Protéger du vent !

Qui accélère le refroidissement des parois et entre par les ouvertures. 

- Par une haie brise vent, qui détourne et filtre le vent.
- Par un matelas végétal recouvrant le mur.
- Par des mouvements de terrain.
- Par des formes architecturales.
- En limitant les ouvertures face au vent.
- En réalisant des menuiseries étanches à l'air.
- En assurant le renouvellement de l'air par une ventilation contrôlée.
- En entrant et sortant par des sas.

Le rayonnement solaire.

Les possibilités d'utilisation du rayonnement sont déterminées par :

1° LA DUREE D'ENSOLEILLEMENT ANNUEL ET EN HIVER.

2° LA COURSE DU SOLEIL AUTOUR DE LA MAISON.

- En hiver
- En été

En hiver, le soleil est bas sur l'horizon, il pénètre au fond de la maison.
En été, le soleil presque à la verticale ne peut pénétrer dans la maison.

L'EFFET DE SERRE...

C'est la combinaison de deux principes physiques, qui sont la transparence du verre et le corps noir :

a) La transparence du verre.
Le verre laisse passer la plupart des rayons lumineux de courte longueur d'onde. 

b) Le corps noir.
Tous les corps noirs, quels qu'ils soient, voient leur température s'élever à la lumière. Cette élévation de température fait que le corps devient rayonnant, et émet de la chaleur, dans une longueur d'onde différente, qui ne traverse pas le verre.

NOUS AVONS LA LE PRINCIPE DE BASE DU CHAUFFAGE SOLAIRE PAR EFFET DE SERRE

Les utilisations les plus connues de l'effet de serre :

- Le capteur sec, qui fonctionne par circulation d'air.
- Le capteur à eau.
- La "maison capteur".

Le contrôle de l'effet de serre :
La surface vitrée sud, efficace capteur d'énergie solaire, pose le problème du confort thermique d'été qui peut être résolu soit :

- Par de la végétation, des arbres, etc...
- Par une pergola, ou une tonnelle, etc...
- Par des stores et les dispositifs architecturaux, etc...
- Par évacuation de l'air chaud, etc...
- La masse thermique :

Les matériaux lourds de la structure du bâtiment, béton, parpaings et briques pleines, pierres, de teintes sombres, accumulent les calories solaires pendant le jour... les restituant lentement la nuit... et en l'absence de soleil, pour maintenir une température idéale.
C'est le principe du four à pain... appliqué à la maison !

Où loger la masse thermique ?
Essentiellement dans les murs et les planchers, l'épaisseur variant en fonction de la capacité thermique des matériaux.

- eau, 1000 kcal/m³.C°
- béton, 675 kcal/m³.C°
- pierre, 560 kcal/m³.C°
- agglo plein, 475 kcal/m³.C°
- brique pleine, 400 kcal/m³.C°

L'isolation par l'extérieur !

Comme la terre autour du four à pain, elle oblige la masse thermique à rayonner l'essentiel des calories stockées vers l'intérieur de l'habitation.
Avec une mise en oeuvre adaptée, enduits armés, bardages, la plupart des isolants traditionnels peuvent être utilisés. Volets pleins et rideaux intérieurs aluminisés, vont assurer la protection nocturne des vitrages.

En hiver la forte masse thermique doit "maîtriser" la chaleur !

Régulation et confort.

Avec sa protection extérieure obligatoire, la masse thermique permet aussi d'éviter les surchauffes d'été en absorbant les calories de l'air chaud qui entre dans la maison le jour.
C'est le principe de la cave appliquée à la maison !

En créant une circulation naturelle par les ouvertures, la masse thermique se décharge dans l'air frais de la nuit.
En été la masse thermique doit maîtriser la fraîcheur !

LES PIEGES A SOLEIL

Quatre systèmes simples de chauffage solaire, qui associent les principes de l'effet de serre et de la masse thermique.

1° La fenêtre capteur.
L'hiver une fenêtre orientée au sud se comporte en capteur solaire. Associée à de la masse thermique elle aura sur une saison de chauffage un bilan thermique positif... Si l'on met en place des protections nocturnes efficaces.

Grandes baies vitrées au sud
Plus de masse thermique
Plus de protection thermique nocturne efficace
Egale économie maximum de chauffage !

2° Le mur "Trombe".
Association directe de la masse thermique et de l'effet de serre, c'est un mur en maçonnerie lourde, pierre, béton, parpaings pleins, de teinte sombre, ocre, bistre, ardoise, et recouvert d'un vitrage.

L'air réchauffé derrière le vitrage, s'élève, pénètre dans la pièce et aspire l'air intérieur par les orifices en partie haute et basse du mur qui de plus, se charge de calories qu'il restitue à l'intérieur de l'habitation durant les heures sans soleil.
Cette formule est un peu abandonné aujourd'hui... car techniquement dépassée.

3° La serre ou véranda.
La serre est un espace supplémentaire lumineux tout à fait agréable à vivre.
La récupération des calories se fait par:

- Les vitrages
- La masse thermique
- Circulation d'air

Sa structure est soit en bois, soit en profilés d'aluminium soit d'acier, et les panneaux vitrés peuvent être fixes, mobiles ou démontables.

Volets, stores, ventilation naturelle et ombrage végétal, permettent de moduler la température et la luminosité à l'intérieur de l'habitation en fonction des données climatiques, aux différentes saisons.

4° Le plancher solaire direct.
Cette formule associe les solutions les plus intéressantes; le passif et l'actif.
Actuellement cette formule est celle qui offre le meilleur compromis.

LE STOCKAGE DES CALORIES

La recherche de l'autonomie solaire maximum, implique une augmentation proportionnelle des surfaces captantes et du volume de stockage. Il faut alors mettre en œuvre des solutions indépendantes de la structure du bâtiment avec circulation mécanique.

La chaleur récupérée par les capteurs solaires est envoyée par un ventilateur, dans un lit de cailloux qui la restituera dès qu'il y aura baisse de la température ambiante.

La restitution des calories s'opère...

    * Pour le stockage dans le sol, soit par rayonnement ou circulation d'air.
    * Pour le stockage dans les parois, de la même façon, soit par rayonnement ou circulation d'air.

LE CONFORT BIOCLIMATIQUE

Des Espaces plus lumineux, plus gais, des espaces libres et ouverts, parce que pour chauffer on ne ferme plus la maison au contraire, on ouvre. Confort d'hiver ne signifie plus rideaux et calfeutrage toute la journée, mais, OUVERTURE AU SOLEIL !

...ET LE CHAUFFAGE ?

Avec une isolation renforcée et une bonne protection aux vents, les apports solaires couvrent la majeure partie des besoins, même par très grands froids, la nuit, ou par temps couvert, grâce à la chaleur stockée, la masse thermique restitue lentement ses calories, le chauffage prenant progressivement le relais si besoin est.

Dans une maison bioclimatique, le chauffage n'est qu'un appoint !

Toutefois, cet appoint doit pouvoir répondre à lui seul à 100 % des besoins en cas de nécessité.
C'est toujours lorsque l'on en a le plus besoin que le manque de chauffage se fait le plus cruellement sentir...
(Absence de soleil, occupants malades, stock de bois épuisés, etc... )

LE CHAUFFE-EAU SOLAIRE

Le chauffage solaire est un ensemble de techniques appropriées qui permettent de récupérer le rayonnement solaire.
Ce procédé se compose d'un capteur, d'un stokage plus ou moins important et de durée plus ou moins longue et enfin d'un radiateur thermique permettant la diffusion de la chaleur dans l'habitation.

INTEGRATION ARCHITECTURALE DES CAPTEURS SOLAIRES

Ce qui a lontemps freiné le solaire, c'est le côté esthétique de ce type de maison...
Aussi, je pense qu'il faut réaliser des maisons solaires, qui par leur esthétique, ne se distinguent pas des maisons parfaitement classiques...

On peut effectivement s'en approcher, en dissimulant au maximun les capteurs par une intégration à la toiture, voire en les positionnant à coté de la maison, éventuellement en position verticale afin de réduire l'impact visuel de ces derniers.  
Il faut éviter de "poser des capteurs sur la maison" sans les intégrer dans la forme globale de la maison, car cela ne peut que choquer... !!

Au contraire il faut rendre ces capteurs le moins visible possible.

Une bonne intégration consiste à remplacer les tuiles actuelles en terre cuite ou béton par des capteurs photovoltaïques solaires ayant toutes les caractéristiques des tuiles... (mais cela ne concerne que les photopiles et la production d'électricité.)

Une recherche sur l'efficacité thermique des couleurs devra être faite, en effet, des surfaces absorbantes pas totalement noires, mais de type vieille patine de cuivrée, ou vieux zinc, peuvent avoir une efficacité thermique comparable...
Il faut rechercher une esthétique de qualité, et, pour le futur, définir une apparence compatible avec notre héritage culturel.  

LE CLIMAT REGIONAL

 Le climat régional détermine les caractéristiques thermiques du bâtiment.

* Les températures minimales déterminent l'épaisseur d'isolation.
* Le régime des vents froids (direction et intensité) déterminent des protections adaptées.
* La durée d'ensoleillement détermine la surface des capteurs.
* La répartition de l'ensoleillement (nombre de jours sans soleil.) détermine les besoins en stockage.

Remarquons que dans le Midi de la France, la période sans soleil excède rarement plus de 3 jours consécutifs au cours de la saison froide.

LE MICROCLIMAT LOCAL
Le données du climat régional peuvent être modifiées sensiblement.
De la situation du terrain vont dépendre de manière décisive, les besoins en chauffage et la création d'espaces de vie réussis.

L'ADAPTATION AU SITE

Rechercher comme autrefois, où et comment s'implanter dans le terrain afin d'en exploiter au mieux toutes les caractéristiques!
L'endroit privilégié et une forme générale pour bénéficier au maximum:

* Des protections naturelles aux vents froids et au soleil estival, par la végétation et les formes ou mouvements du terrain.
* Par un rideau d'arbres existants ou à planter en adossant la maison à une étagère.
* De l'ensoleillement hivernal (éviter les masques de feuillages persistants et du bâti existant).

Vivre avec le climat, c'est réussir avec "souplesse" l'intégration de la maison à l'endroit idéal.

L'ORGANISATION DE L'ESPACE INTERIEUR.

Selon l'activité et la durée d'occupation, les besoins en confort varient et guident la répartition des pièces.
Que l'organisation soit en étage ou de plein pied, on fera la distinction entre pièces chaudes et pièces froides.

Les pièces chaudes au sud pour bénéficier des apports solaires.
Les pièces froides au nord utilisées en espaces tampons.

La forme générale de la maison devra éviter les multiples décrochements qui augmentent les surfaces de déperdition et les prises aux vents.
Les formes compliquées et les multiples décrochements provoquent aussi des masques au rayonnement solaire.
Construire avec le climat, c'est concevoir avec "intelligence" la mise en forme d'un mode de vie plus autonome.

DANS L'HABITAT EXISTANT
Il est possible de transformer l'habitat existant en construction bioclimatique.

- Soit en agrandissant des ouvertures existantes,
- Soit en réalisant des serres,

De même l'on peut considérablement améliorer le comportement thermique d'une maison en remplaçant le chauffage.

IL FAUT ALLER VERS UN URBANISME BIOCLIMATIQUE

L'urbanisme actuel ne prend que rarement en compte les données climatiques du site.
Il est le plus souvent un urbanisme de "découpage de vignes".

Autrefois les habitations se regroupaient en un urbanisme intelligent.

Le BIOCLIMATISME est aujourd'hui une solution parfaitement satisfaisante.
Le BIOCLIMATISME est la première des actions à conduire pour s'engager vers une ARCHITECTURE qui préserve l'environnement.

Un apport thermique de 70 % pour le chauffage est aujourd'hui réalisable...et se situye même à la limite de la rentabilité.
(Aujourd'hui la majeure partie de l'énergie dont nous avons besoin pour l'habitat, est surtout thermique, pourrait être fournie par le soleil !)
...et si nous y étions vraiment obligés, l'on pourrait aller jusqu'à 100 % des besoins thermique, mais avec une rentabilité mauvaise.