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Maison solaire à Perpignan

Mis à jour le 22/12/2012

La maison solaire à Perpignan est un ancien hangar industriel converti en habitation bioclimatique adaptée au climat méditerranéen.

Réglementation thermique : explications détaillées et Conception d'une maison bioclimatique, 24 questions à se poser

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Devis gratuit : Chauffe eau solaire
Devis gratuit : Panneaux solaires
Devis gratuit : Chauffage solaire

Cette maison bioclimatique a été réalisée en 1990, et depuis il y a eu plusieurs changements dont l'addition d'une agence d'architecture. En 2008, le toit en amiante ciment et les bardages en façade ont été remplacés par des bacs acier et un toit solaire.




Projet

Au départ, il y avait un hangar industriel avec une superficie au sol de 216 m² sur une parcelle de 336 m²

Le hangar construit dans les années 50 comme entrepôt, est un souvenir d'une activité industrielle dans un quartier au Nord de Perpignan, qui est maintenant résidentiel. Il n'avait aucun charme particulier. Cependant la façade principale donnant sur la rue est orientée au Sud, offrant ainsi la possibilité de capter le soleil.

Nous avons voulu garder la moitié de la surface bâtie,100 m², comme atelier et garage et construire une maison "neuve" avec 2 niveaux (2 x 100 m²) dans l'autre moitié, tout en utilisant l'enveloppe existante. 

Cette "maison neuve" devrait capter le soleil pour le chauffage, se protéger du vent dominant fort, a tramontane du Nord-ouest, et rester fraîche en été.


Architecture

Les parois extérieures du hangar original formaient un grand parallélépipède couvert d'un toit à deux pentes, sans isolation ou inertie thermique. 

Le parti pris architectural visait la construction d'une maison neuve avec une bonne isolation thermique et une forte inertie, à l'intérieur de l'enveloppe existante du hangar.

Photo du hangar en 1990


Plan schématique

La nouvelle construction (en rouge sur le plan) est bâtie sans lien avec l'enveloppe originale. 

Une structure a été créée pour supporter la dalle en béton plein de l'étage, et ainsi apporter la masse thermique nécessaire pour emmagasiner les apports solaires. 

Les murs donnant sur l'atelier ont une isolation thermique extérieure à l'espace habitable (mais à l'intérieur de l'atelier). 

Enfin la serre, avec des murs orientés Sud-est et Sud-ouest, en brique de terre crue sur 2 niveaux, sert d'entrée et de pivot à tous les pièces principales. De plus, la serre est conçue pour compléter le dispositif de captage, stockage et distribution de la chaleur solaire en hiver et apporter de la fraîcheur en été.

La façade sud, auparavant lisse et rébarbative est maintenant animée par les fenêtres, une serre sur 2 niveaux, un grand store et des capteurs solaires qui donnent du relief.

La plantation de plusieurs arbres, de la vigne vierge et d'une glycine ont réussi à adoucir le volume massif du hangar original. Les arbres avec des feuilles caduques, poiriers en espalier devant la serre et un cerisier devant la fenêtre de la cuisine. La clôture est plantée de lierre persistant afin de faire un écran végétal entre la rue et la maison. Le petit jardin côté Est a été aménagé avec une treille pour créer une salle à manger en plein air, protégée du soleil mais ouverte aux brises nord-sud.


Ambiances

C'est une maison de ville avec un petit jardin.

Les fenêtres et la serre avec sa double transparence donnent sur une végétation proche et dense, qui sert de protection contre les agressions de la rue (bruits et vis-à-vis). Ainsi, la maison garde son intimité malgré des surfaces vitrées importantes. 

Les murs intérieurs sont plâtrés et peints en blanc, pour que les parois régulent l'humidité ambiante et que les pièces restent claires, même quand les surfaces vitrées sont partiellement occultées. Cependant, les couleurs des menuiseries sont vives.

Vue vers la rue à travers la végétation dans la serre




  

Entrée principale à travers la serre et salle à manger donnant sur la serre.

Tous les pièces principales donnent sur la façade sud et partagent une paroi en briques de terre crue avec la serre. Les briques sont laissées apparentes sur les deux niveaux dans la serre et dans les espaces de vie du rez-de-chaussée, mais ces parois de briques sont plâtrées dans les chambres pour éviter la poussière.

  

Palier à l'étage - distribution vers les chambres et salle de bain et bureau sur le palier donnant sur la serre.

A l'arrière de ces pièces principales, se trouvent un bureau au rez-de-chaussée et deux chambres d'amis à l'étage. 

Tous les sols sont carrelés.


Principes bioclimatiques

 La partie habitable a été conçue sur la partie Sud-est du hangar, protégée au Nord-ouest par le garage et l'atelier. 

Toutes les pièces principales donnent sur la façade sud et partagent une paroi en briques de terre crue avec la serre sur 2 niveaux, qui gère le confort thermique, en hiver comme en été. Les briques sont laissées apparentes sur les deux niveaux dans la serre et dans les espaces de vie du rez-de-chaussée, mais ces parois de briques sont plâtrées dans les chambres pour éviter la poussière.


Confort thermique : 5 zones thermiques

Plan des différentes zones thermiques (sur les 2 niveaux)

1. La serre : variations de température importantes, mais limitées par des contrôles saisonniers.

En hiver les apports solaires importants sont emmagasinés par les murs capteurs donnant sur toutes les pièces principales.

En été, occultation totale grâce aux stores et à la végétation. Forte ventilation accélérée par l'effet de cheminée (5 m. entre l'ouverture basse et haute).

2. Partie habitable au sud (pièces principales) , l'ambiance y est contrôlée en permanence.

Hiver : apports solaires directs et indirect des murs capteurs, forte inertie thermique, libre circulation de l'air sur un plan horizontal (absence de cloisons) et vertical (cage d'escalier ouverte et centralisée).

Été : occultation partielle ou totale possible pendant la journée, ventilation transversale de l'atelier à la serre pendant la nuit pour baisser la température de la masse thermique

3. Partie habitable nord-est (pièces secondaires), l'ambiance y est contrôlée suivant les besoins.

4. Garage et atelier, espace tampon sans contrôle thermique.

5.  Espace treille, ambiance extérieure contrôlée en été par la végétation.


Matériaux

Le hangar est une construction métallique avec des parois de remplissage en brique creuse enduites de ciment. Cette enveloppe est restée intacte sauf pour le percement des ouvertures.


Isolation thermique

Doublage des parois extérieures : laine de verre (75 mm) + carreaux de plâtre (60mm).

Enveloppe extérieure donnant sur la garage et l'atelier : parpaings (15 cm) plâtrés à l'intérieur + laine de verre (75 mm) + placoplâtre du côté atelier.

Cloisons intérieures : carreaux de plâtre (60 mm)

Fenêtres : Double vitrage, avec volet roulants au rez-de-chaussée. Menuiseries en acier pour les parties fixes et en bois pour les parties ouvrantes.

Superficie de vitrages : 11,5 m² en façade sud + 6 m² en façade est


Serre

- Simple vitrage à l'intérieur (9,5 m²) et à l'extérieur (20 m²).

- Ventilation par fenêtres à lamelles, motorisées en hauteur (2 m²) et manuelles en partie basse (2 m²).

- Occultation par store motorisé à l'extérieur et volets en bois à l'intérieur.

- Murs capteurs en brique de terre crue, hauteur 6 m, épaisseur 30 cm, (volume 7,2 m3).


Plancher et plafond

Plancher de l'étage : béton plein, épaisseur 30 cm. (volume 28 m3)

Plafond de l'étage : charpente en bois, revêtement intérieur en lambris bois, isolation thermique en laine de roche (160 mm), revêtement extérieur en aggloméré de bois.


Coefficients de déperditions thermiques

La grand inertie, les murs capteurs, la modulation subtile des apports, la ventilation naturelle avec effet de cheminée dans la serre, le très grand espace tampon sur le garage, l'atelier et le grenier, a fait que le calcul des coefficients de déperditions thermiques, ainsi que celui des apports semblaient illusoire.


Chauffage

Un chauffage d'appoint est assuré par une chaudière murale à gaz naturel et des radiateurs.


Pièces principales au sud

- Rez-de-chaussée, un radiateur dans le séjour (2.000 W)

- Étage, un sèche serviette dans la salle de bain

- Des réserves prévues pour d'autres radiateurs n'ont pas été utilisées.

- Un conduit de cheminée est construit mais il n'y a pas de cheminée.


Pièces secondaires au NE  

- Rez-de-chaussée, un radiateur dans le bureau (2.700 W)

- Étage, deux radiateurs dans les chambres d'amis (2 x 400 W)

Environ la moitié du chauffage gaz sert pour le bureau.


Rafraîchissement

A Perpignan, le principal problème d'une maison solaire est le contrôle thermique en été, surtout avec une serre et des murs capteurs. 

La solution appliquée est d'une part, d'occulter les ouvertures pour réduire les apports solaires et la montée de la température ambiante pendant la journée et d'autre part, de ventiler la maison fortement pendant la nuit. En effet, une forte ventilation d'air frais accélérée par l'effet de cheminée dans la serre baisse la température de la masse thermique, et neutralise l'augmentation (environ 0.5°C) pendant une journée chaude en été.


Chauffe-eau solaire

L'eau chaude sanitaire est fournie par un chauffe-eau solaire :

- 4 m² de capteurs Giordano (6 capteurs C2S avec surface sélective)

- Ballon inox de 270 litres

- Les capteurs sont accrochés sur la façade sud et inclinés à 60° pour favoriser le captage en hiver

- Le système fonctionne en thermosiphon.

- Les performances ont été suivies avec un compteur de calories, pendant 4 ans. La production atteint les 90% des besoins.

- L'appoint est un chauffe-eau gaz instantané indépendant, il n'est branché que si l'eau chaude solaire manque.


Consommation d'énergie en 1999 (année moyenne)

- Consommation globale pour le chauffage gaz = 5.450 kWh à 0,32 F/kWh = 1.744 F.TTC

- Consommation de gaz pour l'eau chaude sanitaire = 150 kWh à 0,32 F/kWh = 48 F.TTC

- Consommation de gaz pour la cuisson = 2.400 kWh à 0,32 F/kWh = 768 F.TTC

- Consommation d'électricité tous usages = 3.500 kWh à 0,86 F/kWh = 3.010 F.TTC

Les abonnements sont inclus dans les coûts de l'énergie au kWh.

Types de contrat de tarification     

- EdF : Tarif simple, puissance 6 kW

- GdF : Tarif domestique B1

L'énergie électrique couvre : l'éclairage, les machines domestiques, les machines d'atelier, la pompe de forage, le recharge de batterie d'une bicyclette électrique,..

La production annuelle utile du chauffe-eau solaire = 1.300 kWh


Coûts du projet

Coût de la construction bâtiment seul (1994) = 325.000 F.HT

Coût pondéré au m² utile (190 m²) = 1.710 F.HT/m²

Coût des équipements solaires :          

- Chauffe-eau solaire = 22.000 F.TTC

- Store motorisé pour la serre = 8.000 F.TTC

- Fenêtres à lamelles motorisées = 2.500 F.TTC




Article mis à jour le 22/12/2012

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