La bioclimatique - Principes de conception

L'approche bioclimatique de la conception d'un bâtiment vise à valoriser tous les apports thermiques et lumineux naturels ou liés à son occupation habituelle.

Il s'agit donc par temps froid :

de capter toutes les sources de lumière et de chaleur potentielles avant apport artificiel (chauffage, éclairage électrique) et de réguler leur effet immédiat,
et en ce qui concerne la chaleur, de la stocker,
puis de la rediffuser à terme afin de maintenir une température intérieure homogène dans le temps et dans l'espace.

Par temps chaud, au contraire, il s'agit de protéger l'habitat de ces apports naturels, d'absorber et d'évacuer le surplus d'énergie.

Si les méthodes permettant d'atteindre ces objectifs reposent en grande partie sur les propriétés des matériaux et des techniques employées, la forme de l'ouvrage, sa situation, son orientation, son agencement intérieur y participent fondamentalement.

L'analyse du climat
Le choix du terrain lui-même est surtout dicté par des contraintes prioritaires d'accessibilité et de plan financier.

Les paramètres climatiques constituant le premier élément d'analyse intervenant dans l'orientation des choix constructifs, il est important de connaître les conditions climatiques régionales et d'analyser tous les éléments liés à la situation même du site : exposition au vent et au soleil liée à la topographie du lieu - vallée, plaine, sommet etc. -, masques solaires créés par les obstacles environnant - autres constructions, végétation, rochers etc. créent autant de spécificités climatiques locales complexes.
L'article climat montagnard sur wikipedia donne un aperçu des impacts de la topographie locale sur le microclimat.
L'approche bioclimatique tient compte autant que possible de ces paramètres connus pour ajuster la réponse constructive.
L'adaptation au terrain
Ces éléments climatiques associés à la topographie propre du terrain peuvent guider certaines grandes lignes du projet.

La dimension et l'orientation des façades et des ouvertures, l'utilisation de la pente du terrain pour se protéger du vent, voire "enterrer" une partie d'ouvrage et profiter de l'inertie de la terre (et de ses faibles variations de température), la disposition des ouvertures et l'utilisation de la végétation comme protection solaire etc. peuvent déjà limiter une partie des agressions climatiques subies par la construction et optimiser les apports naturels.
La forme et la compacité
Le stockage de chaleur à l'intérieur d'un bâtiment, un des principes de base de la bioclimatique, s'accompagne inévitablement du besoin de limiter les déperditions : la chaleur accumulée n'a pas pour vocation de s'échapper pour chauffer les oiseaux (même s'ils en ont besoin aussi...).

La réponse la plus habituelle à cette problématique est l'isolation, c'est-à-dire l'utilisation de matériaux freinant le flux de chaleur les traversant.
Mais l'isolation n'est pas gratuite, ni en termes financiers ni en termes écologique (fabrication, acheminement des matériaux et mise en œuvre).
La réduction des surfaces en contact avec l'extérieur est donc la première réflexion à mener.
Géométriquement et en théorie, un cube de 10m de côté offrirait 400m² de surface habitable pour 500m² de surfaces de déperditions (murs + toiture). Un plein-pied de 20mx20mx2,50m offrirait la même surface de plancher pour 600m² de murs et toiture, soit 20% de plus...
L'agencement intérieur
L'occupation de l'espace intérieur d'un bâtiment varie dans le temps, d'une part, et chaque espace est lié à une activité différente.

En pratique, mieux vaut avoir moins chaud pour dormir dans son lit, protégé par une bonne couette, que dans un salon où l'on apprécie le soir de ne pas avoir froid aux pieds en lisant un livre ou en regardant un film.
Inversement la chaleur du salon le matin sera moins utile que dans la salle de bains !

De même pour la lumière, les pièces de vie diurnes comme le salon ou les bureaux méritent un bon éclairage naturel dont se passent plus volontiers les chambres ou la cafétéria.

La bonne définition des rythmes de vie des occupants de l'ouvrage est donc primordiale pour trouver l'équilibre entre disposition fonctionnelle et optimisation des sources d'énergie.