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Energie solaire passive

Mis à jour le 12/12/2012

L'énergie solaire passive est la plus ancienne technique d'utilisation du rayonnement solaire pour un bâtiment. Ainsi, pour optimiser sa performance énergétique, la conception d'énergie solaire est déterminante dans les choix architecturaux du futur bâtiment.

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Une stratégie basée sur l'énergie solaire passive est bien plus performante que l'installation des équipements sophistiqués comme les pompes à chaleur, la domotique ou même l'énergie solaire active (photovoltaïque ou thermique). La conception solaire passive ou "bioclimatique" est aussi particulièrement saine à cause de la maîtrise de l'hygrométrie intérieure et le bon renouvellement de l'air.


Solaire passif, une affaire de réflexion

Une réflexion sur les matériaux de construction, l'isolation thermique et l'orientation Nord-Sud, est  incontournable lors de la conception d'un bâtiment solaire passif. 
L'architecture solaire passive est conçue pour un site spécifique en utilisant les matériaux et des énergies disponibles localement. Les bâtiments bénéficient de la chaleur du soleil en raison du caractère judicieux de leur conception (forme, orientation, répartition des ouvertures, isolation, inertie thermique,...), de la qualité de ses composants (murs, toiture, sol, fenêtres et portes… ) et d'une ventilation performante. Ce concept est généralement associé avec les constructions neuves, mais le choix des matériaux et les techniques mises en oeuvre pour bénéficier des apports naturels suivant les saisons peuvent également s'adapter à la rénovation des logements anciens. De plus, le surcoût est relativement faible et le retour sur investissement est assuré dans tous les cas. 

En Allemagne, l'architecture solaire passive répond aux exigences d'un label "Passivhaus", délivré par l'Institut für Passivhaus qui a pour exigence essentielle une consommation d'énergie de chauffage pour le bâtiment inférieure à 15 kWh/m² par an.


Bases d'une maison solaire passive

  • choix de matériaux performant en isolation thermique (fenêtres, murs, plancher...),
  • choix des matériaux locaux, naturels
  • limitation des surfaces vitrées,
  • réflexion sur l'orientation nord-sud de la maison,
  • vitrages sud privilégiés,
  • absence de vitrages en toiture,
  • architecture bioclimatique,
  • protections solaires mobiles extérieures,
  • forte inertie intérieure, 
  • végétalisation des toitures,
  • ventilation naturelle saisonnière.


On peut espérer un réduction des dépenses d'énergie de 80% pour une maison solaire passive.


Renforcement de l'isolation thermique de l'enveloppe du bâti

Les déperditions thermiques à travers les différentes parois sont nettement inférieures à celles mises en oeuvre habituellement aujourd'hui, par exemple :


Comparaisons des déperditions réduites (Coefficient surfacique Up) suivies des exigences requises dans le RT2005 en vert

Parois opaques :

  • U paroi = 25 W/(m².K) 0,45 W/(m².K)
  • U = 13 W/(m².K) 0,28 W/(m².K)
  • U plancher = 25 W/(m².K) 0,40 W/(m².K)
  • U moyen = 13 W/(K.m²)

Menuiseries extérieures :

  • U baie vitré = 6 W/(m².K) 2,40 W/(m².K)
  • U = 10 W/(m².K) 1,50 W/(m².K)

Perméabilité :

  • 0,6 m³/(h.m²de paroi) sous 4 Pa


Ventilation et rafraîchissement

  • Ventilation à double flux
  • Puits canadien
  • Stratégie de rafraîchissement nocturne en été

Cette ventilation couplée à l'inertie thermique permet aussi un excellent confort d'été en réduisant les surchauffes estivales (en pratiquant par exemple la sur-ventilation la nuit afin de rafraîchir murs et dalles). On peut aussi associer un échangeur air/sol (puits provençal ou puits canadien) sur l'arrivée d'air neuf pour préchauffer cet air en saison froide ou le rafraîchir en saison chaude car la température du sol est de moins en moins variable à profondeur croissante (la variation annuelle n'est que 2 à 6 °C à une profondeur de 1,5 ou 2 m, par rapport à la température moyenne annuelle de l'air).


Inertie thermique

Une inertie thermique minimale dans les murs, les dalles ou un stock thermique spécifique est indispensable pour réguler la température intérieure et pour stocker les apports solaires (ou la fraîcheur nocturne l'été).

 

 L'effet de l'inertie thermique sur le confort d'été


  Mesures de nature comportementale

  • Contrôler les apports solaires
  • Ventiler à bon escient
  • Réduire les apports internes des équipements électriques (veilles, éclairage, TV, frigos, ordinateurs)
  • machines à laver hors le volume habité
  • Jouer avec le proche environnement (albédo des sols, végétation)
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