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Christophe Olivier & Avryl Colleu 12 SOLUTIONS BIOCLIMATIQUES POUR L’HABITAT Co

Christophe Olivier & Avryl Colleu 12 SOLUTIONS BIOCLIMATIQUES POUR L’HABITAT Construire ou rénover : climat et besoins énergétiques VÉGÉTAUX RAMPE CAPTRICE MUR CAPTEUR CAPTAGE D’AIR FRAIS MASSE THERMIQUE PONTS THERMIQUES DÉPHASAGE MATÉRIAUX APPUIS DE FENÊTRES CONFORT THERMIQUE VENTILATION PIÈCES TAMPONS Christophe Olivier & Avril Colleu 12 solutions bioclimatiques pour l’habitat Dans cette initiation imagée aux principes de la bioclima- tique, les auteurs s’appuient sur l’histoire de l’homme et du climat pour aborder progressivement les principes de la ther- mique des bâtiments. Les architectes trouveront ici un cours de bioclimatique, les maîtres d’œuvre et les maîtres d’ou- vrage des solutions et des tours de main. Les ingénieurs y puiseront avec plaisir matière à réflexion, les principes dont il est question étant adaptables à toutes les constructions. En matière d’habitat et depuis l’Antiquité, les anciens avaient tiré de leur expérience un savoir-faire qui, tout en leur appor- tant plus de confort, était moins coûteux que les flambées de bois. Bien avant que cette science ne prenne le nom de bio- climatisme, un style architectural distinct s’était développé dans chaque région : il permettait de composer au mieux avec les apports climatiques locaux. La Provence n’a pas fait exception : bien qu’ils fussent peu éduqués, ses anciens occupants, les Mestres, y mettaient en œuvre des principes simples dont on verra qu’ils se révèlent avantageusement applicables avec nos matériaux actuels. Jusqu’en 1850, l’emploi des énergies fossiles n’étant pas encore généralisé, on se chauffait surtout au soleil d’hiver. Les bâtiments proﬁtaient – ou se protégeaient – de tous les apports énergétiques qu’ils subissaient. Tel qu’on le construi- sait encore à l’époque, le foyer de l’habitation était structu- rellement confortable : il était peu éclairé et, les nuits d’hiver, on s’habillait sufﬁsamment pour apprécier une température ambiante de 14 °C. Et si les générateurs de chauffage actuels ne servaient qu’à chauffer les 5 °C manquants pour atteindre les 19 °C réglementaires ? SOMMAIRE I. Introduction à la bioclimatique : Histoire du bioclimatisme • La bioclimatique et les bâtiments passifs • Adaptation du bâti au climat provençal • La course du soleil • II. Les solu- tions : Chauffage : Mur capteur – Rampe captrice • Tempérer le logement : Le déphasage – La masse thermique • Apport de fraîcheur : Captage d’air frais – Les végétaux • Conception des parois : Appuis de fenêtre – Matériaux • Économiser l’énergie : Ponts thermiques – Les pièces tampons • Confort thermique : La ventilation – Réguler l’humidité • Le vent • III. Mise en œuvre des procédés bioclimatiques aujourd’hui : Rénovation • Autoconstruction • Annexes : Les parois • Les antisèches • Le climat du marquisat de Provence Formé très jeune à ce que l’on appelle aujourd’hui l’énergétique des bâtiments, autoconstructeur en Afrique équatoriale, au Mexique puis en Provence, Christophe Olivier dirige un bureau d’études en bioclimatique à Avignon : Renouveau Thermique. II travaille principalement en tant que conseiller en maîtrise d’ouvrage pour l’habitat ancien, et comme conseil auprès d’architectes pour les bâtiments neufs. Il nourrit aussi une pas- sion pour l’histoire du bioclimatisme au cours de l’Holocène. Il construit actuellement une maison bioclimatique à énergie positive dans le Gard. Architecte HMONP, Avryl Colleu s’est spécialisée dans l’éco- logie industrielle, la bioclimatique et l’énergie du bâtiment, au contact de spécialistes des énergies renouvelables. En s’entourant d’experts, elle exerce une veille pour le compte de grands organismes publics ; elle travaille par exemple sur la question de la récupération des calories émises par les data centers pour alimenter des logements et faire de l’éco- nomie circulaire. Organisatrice d’événements touchant à la défense de l’environnement et à l’innovation sociale, elle fai- sait partie de l’équipe d’organisation de Place to B pendant la COP 21. Architecte associée au sein de l’agence Platane&Ilic, elle y développe la conception et le montage de projets mê- lant économie virtuelle et économie sociale et solidaire. Étudiants et architectes, particuliers et artisans : tous ceux qui participent à la conception d’un bâtiment apprécieront cet ouvrage. Dans le domaine de la maison individuelle, il s’agira par exemple des propriétaires qui veulent faire construire et de ceux qui souhaitent rénover leur habitation en utilisant les énergies récurrentes du climat pour diminuer les besoins énergétiques des logements. Enﬁn, si l’on veut concevoir des constructions qui atteignent les faibles besoins énergétiques requis par un bâtiment à énergie positive (BEPOS, obligatoire en 2020), on sait qu’il faut aller dans ce sens. Construire ou rénover : climat et besoins énergétiques Christophe Olivier & Avryl Colleu 12 solutions bioclimatiques pour l’habitat Construire ou rénover : climat et besoins énergétiques Groupe Eyrolles 61, bd Saint-Germain 75240 Paris Cedex 05 www.editions-eyrolles.com Sauf mentions contraires, les photos et schémas figurant dans cet ouvrage sont des auteurs. Malgré le soin qu’ont apporté les auteurs et l’éditeur à l’identification des ayants droit des illustrations figurant dans l’ouvrage, il se peut que certaines images aient été incorrectement attribuées. L ’éditeur remercie par avance les lecteurs qui voudront bien le lui signaler pour qu’il régularise les autorisations. En application de la loi du 11 mars 1957 , il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement le présent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans autorisation de l’éditeur ou du Centre Français d’Exploitation du Droit de Copie, 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris. © Groupe Eyrolles, 2016, ISBN : 978-2-212-14102-3 Sommaire Avant-propos. ............................................................................................................................. 8 Partie 1 Introduction à la bioclimatique.................................................. 13 1| Histoire du bioclimatisme. ........................................................................................ 14 2| La bioclimatique et les bâtiments passifs................................................. 25 3| Adaptation du bâti au climat provençal.................................................. 29 4| La course du soleil......................................................................................................... 39 Partie 2 les solutions...................................................................................................................... 45 5| Chauffage................................................................................................................................ 46 6| Tempérer le logement.................................................................................................. 59 7| Apport de fraîcheur. ...................................................................................................... 72 8| Conception des parois. ................................................................................................ 86 9| économiser l’énergie.................................................................................................... 103 10| Confort thermique..................................................................................................... 118 11| Le vent....................................................................................................................................... 138 Partie 3 Mise en œuvre des procédés bioclimatiques aujourd’hui. .......................................................................................................................... 149 12| Rénovation........................................................................................................................... 150 13| Autoconstruction....................................................................................................... 171 Conclusion. ................................................................................................................................. 188 Annexes Annexe 1 : les parois. ............................................................................................................. 192 Annexe 2 : les antisèches................................................................................................ 209 Annexe 3 : le climat du marquisat de Provence........................................ 220 Table des matières Avant-propos. ............................................................................................................................. 8 Partie 1 Introduction à la bioclimatique.................................................. 13 1| Histoire du bioclimatisme. .................................................................................. 14 1. Adaptation des peuples au changement climatique................. 14 2. Qui a pratiqué le bioclimatisme ?................................................................... 20 3. Aujourd’hui se présentent de nouvelles options........................ 22 4. échanges de chaleur. ................................................................................................. 23 2| La bioclimatique et les bâtiments passifs........................................ 25 1. Le climat. ................................................................................................................................... 29 3| Adaptation du bâti au climat provençal. ........................................ 29 2. Génoises.................................................................................................................................... 31 3. Les végétaux dans l’adaptation du bâti au climat ..................... 34 4. Une caractéristique du climat provençal : la rosée............... 36 4| La course du soleil. .................................................................................................... 39 1. Quelques corollaires erronés......................................................................... 40 2. La course du soleil....................................................................................................... 41 Partie 2 les solutions...................................................................................................................... 45 5| Chauffage............................................................................................................................. 46 solution bioclimatique 1 : mur capteur..................................................... 46 1. Le Généralife........................................................................................................................ 46 2. Le mur capteur contemporain. ......................................................................... 50 solution bioclimatique 2 : rampe captrice. ............................................ 52 1. L’histoire de la rampe captrice ........................................................................ 52 2. La cure du béton.............................................................................................................. 56 3. Le mortier de chaux..................................................................................................... 58 6| Tempérer le logement. ............................................................................................ 59 solution bioclimatique 3 : le déphasage. .................................................. 59 1. Comment isoler sa maison en BBC.................................................................. 59 2. Conductivité thermique de la pierre ...................................................... 61 3. En Provence.......................................................................................................................... 62 solution bioclimatique 4 : la masse thermique................................ 65 1. Inertie thermique........................................................................................................... 65 2. Les caractéristiques thermiques des matériaux.......................... 68 7| Apport de fraîcheur.................................................................................................. 72 solution bioclimatique 5 : captage d’air frais................................... 72 1. Les architectes romains.......................................................................................... 72 2. L’atrium...................................................................................................................................... 73 3. L’atrium d’aujourd’hui................................................................................................ 75 4. Le rafraîchissement passif................................................................................... 76 solution bioclimatique 6 : les végétaux................................................... 79 1. Albédo......................................................................................................................................... 79 2. Le feuillage........................................................................................................................... 81 3. La vigne vierge. .................................................................................................................. 84 8| Conception des parois........................................................................................... 86 solution bioclimatique 7 : appuis de fenêtre....................................... 86 1. Tableau de fenêtre incliné. ................................................................................... 86 2. L’effet tuyère. ...................................................................................................................... 87 3. Renouvellement d’air. ................................................................................................ 89 solution bioclimatique 8 : matériaux.......................................................... 92 1. Matériaux modernes.................................................................................................... 92 2. Matériaux de construction anciens........................................................ 97 9| économiser l’énergie............................................................................................... 103 solution bioclimatique 9 : ponts thermiques..................................... 103 1. Le pont thermique linéique de la dalle de plancher............... 103 2. Les ponts thermiques ponctuels................................................................... 105 3. Pont thermique linéique non structurel........................................... 106 solution bioclimatique 10 : les pièces tampons...................... 107 1. Serre ............................................................................................................................................. 108 2. Les pièces ouvertes........................................................................................................ 111 3. Pièces tampons d’aujourd’hui............................................................................ 114 5 10| Confort thermique................................................................................................ 118 solution bioclimatique 11 : la ventilation............................................ 118 1. Ventilation double flux......................................................................................... 119 2. Effet tuyère.......................................................................................................................... 121 3. Changement de phase................................................................................................ 122 4. Climatisation. ..................................................................................................................... 123 5. Le plâtre.................................................................................................................................... 125 solution bioclimatique 12 : réguler l’humidité................................. 128 1. Le confort du corps humain............................................................................... 128 2. La vapeur d’eau émise................................................................................................... 133 11| Le vent..................................................................................................................................... 138 1. Stratégie d’évitement................................................................................................. 138 2. Frises sur faîtières......................................................................................................... 140 3. Le vent arrache ?............................................................................................................. 142 4. Fenêtre nord....................................................................................................................... 145 Partie 3 Mise en œuvre des procédés bioclimatiques aujourd’hui. .......................................................................................................................... 149 12| Rénovation. ....................................................................................................................... 150 1. Quel type d’isolation choisir ?.......................................................................... 150 2. Une maison de campagne. ........................................................................................ 153 3. Habitat intermittent non utilisé en hiver (cas 1)........................ 154 3. Habitat intermittent occupé en hiver (cas uploads/Geographie/ solutions-bioclimatiques.pdf