Afin de répondre à ces trois défis techniques majeurs de l'architecture bioclimatique que sont le captage,
le stockage et la rediffusion de la chaleur, de nombreuses méthodes et techniques ont été inventées,
utilisées (pour certaines depuis des millénaires), testées et améliorées.
Chaque jour, avec les capacités de notre technologies, de nouveaux équipements, de nouveaux matériaux font leur apparition.
Citons seulement trois techniques de base dans leur principe de fonctionnement :
La serre bioclimatique utilise principalement deux caractéristiques des matériaux :
En été, elle pourra servir de "cheminée" thermique : l'air chaud ayant tendance à monter, des ouvertures en partie haute permettront de "forcer" la ventilation en "aspirant" l'air intérieur.
Une infinité de déclinaisons du principe sont envisageables pour optimiser ses effets.
Dans le cas des murs capteurs, il s'agît sur le même principe, de "piéger" la chaleur due au
rayonnement solaire entre le mur et une "double peau" vitrée.
Cette chaleur est restituée par rayonnement du mur vers l'intérieur et éventuellement par convection,
soit en faisant circuler la lame d'air entre mur et vitrage qui, réchauffé, sera soufflé vers l'intérieur
par exemple (mur dit "trombe"), soit simplement en ouvrant une fenêtre disposée dans le mur,
côté intérieur (principe de la "double peau").
Dans le cas de la façade "double peau" vitrée, le mur est remplacé par une seconde paroi vitrée. Le stockage
de la chaleur n'est plus assuré que par les dalles de plancher, et l'espace tampon utilisé pour assurer une
ventilation naturelle par tirage thermique et un préchauffage de l'air entrant.
Si l'apport de lumière naturelle en hiver est une bénédiction, un dispositif efficace de protection solaire est nécessaire
pour limiter les surchauffes d'été...
Les matériaux utilisés pour le stockage des calories sont des matériaux lourds à forte inertie thermique.
On utilisera notamment la pierre, le béton l'eau (mais la mise en œuvre est plus délicate !), la terre crue...
Les principes de la serre et du mur capteur illustrent le stockage de l'énergie solaire, mais un mur en terre crue
situé entre un poêle à bois et des chambres à coucher fonctionnera sur le même principe.
Une chape en béton intégrant un chauffage au sol de même : son inertie de plusieurs heures permettra de
restituer progressivement les calories accumulée pendant la chauffe.
On a imaginé également des toitures-bassins, où une couche d'eau est réchauffée par le soleil suivant
le principe de la serre, puis restitue à l'étage inférieur ses calories pendant la nuit.
Plus couramment, le principe du chauffage solaire (les chauffe-eau solaires par exemple) repose sur la captation de l'énergie
solaire par un liquide circulant dans des panneaux en toiture (ou ailleurs) fonctionnant sur le principe de la serre :
le liquide réchauffé est acheminé vers un ballon d'eau chaude qui constitue le stockage (utilisé
directement pour prendre sa douche ou en appoint du chauffage central).
Le stockage de la chaleur par convection est également utilisé : par exemple un lit de galets disposé
sous la construction, traversé par l'air réchauffé en journée sous une toiture double peau ou dans une serre,
rendra ses calories la nuit à la ventilation du bâtiment qui le traversera de nouveau avant d'être
insufflée à l'intérieur.
Les puits canadien et puits provençal utilisent directement l'inertie du sol, telle que la variation de température sous la surface
varie peu non seulement dans la journée, mais même d'une saison à l'autre.
En faisant circuler de l'air sous terre pour l'injecter dans la ventilation d'une construction, on le réchauffe par rapport à
la température extérieure ; vice-versa, en été, on le rafraîchit.
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