pauline delmet
Rafraîchir sa maison naturellement
photo DR
Végétation, aération, ventilation, brumisateurs, puits canadien, fontaine et plan d’eau
Protéger la maison
➜
Couleurs et matériaux réfléchissants Quand le rayonnement solaire frappe une surface, une partie est absorbée mais une autre est réfléchie. Selon les situations, il peut être intéressant de privilégier l’une par rapport à l’autre.
Réfléchir pour ne pas s’échauffer Pour ne pas monter en température, une surface doit réfléchir le maximum d’énergie solaire afin qu’elle ne s’accumule pas à l’intérieur. Cette faculté de réflexion varie d’un matériau à l’autre, mais dépend essentiellement de sa couleur. On parle du facteur de réflexion solaire du matériau, c’est-àdire de son albédo.
➜ Le noir ne réfléchit rien quand le blanc réfléchit tout. Une application simple pour réduire l’échauffement d’un bâtiment consiste à utiliser des couleurs et des revêtements clairs pour les murs et les toitures. Ce n’est donc pas un hasard, ni une démarche purement esthétique, si les maisons des pays méditerranéens sont badigeonnées avec un enduit blanc à la chaux car il réfléchit 90 % de l’énergie reçue.
pouvoir réfléchissant des matériaux
87 %
Aluminium poli
15 %
85 %
Neige glacée
33 %
67 %
Béton brut
60 %
40 %
Terre cuite
64 %
36 %
Herbe
67 %
33 %
Briques rouges
68 %
32 %
Sable sec
82 %
18 %
Ardoise gris foncé
89 %
11 %
Bitume
93 %
7 %
Eau
94 %
6 %
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➜ La neige fraîche réfléchit près de 90 % du rayonnement solaire et double quasiment l’ensoleillement des façades et de leurs vitrages. On privilégie donc des revêtements disposant de faibles albédos pour traiter les abords de la maison, en particulier devant les fenêtres. Mais attention, si les teintes foncées peuvent
➜ Le soir venu, le bitume noir dont le pourcentage d’absorption est de 93 % restitue la chaleur accumulée dans la journée et contribue au réchauffement ambiant. La solution réside dans un revêtement végétal dont l’albédo est faible (jusqu’à 5 fois inférieur à celui du bitume) et le rayonnement réduit par son évapotranspiration. Ainsi, un sol en bitume et un sol couvert d’herbes hautes soumis au même ensoleillement peuvent afficher une différence de température de surface de 10 °C.
Couleur de peinture photo voiles solaires en Soltis 92 de Ferrari — Réalisation Aude Cayatte
13 %
Dans certaines situations, il est préférable que l’énergie solaire ne soit pas trop réfléchie pour ne pas provoquer un échauffement indirect. C’est le cas des sols aux abords des bâtiments qui, en réfléchissant une partie du rayonnement, contribuent à échauffer davantage les murs de façade.
être préférées, il faut veiller à ce que le revêtement choisi ne stocke pas la chaleur de façon à la restituer à la nuit tombée, contribuant ainsi à l’élévation de la température ambiante.
pouvoir réfléchissant des couleurs
Matériau % % de réflexion ou revêtement d’absorption = albédo Neige fraîche
Absorber pour réduire l’échauffement
% % de réflexion d’absorption = albédo
Blanc
18 %
82 %
Jaune
33 %
67 %
Orange
41 %
59 %
Rouge vif
44 %
56 %
Rouge sombre
57 %
43 %
Brun
79 %
21 %
Gris
75 %
25 %
Vert clair
50 %
50 %
Vert sombre
88 %
12 %
Bleu foncé
91 %
9 %
Noir
94 %
6 %
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Les protections
Protéger la maison
Fixes ou mobiles ? Les protections peuvent être fixes ou mobiles, chaque situation présentant avantages et inconvénients. Mobiles, les protections ont l’avantage de pouvoir être modulées en fonction des besoins, et de pouvoir faire l’objet d’un retrait partiel ou total. Elles sont manipulées manuellement mais certaines d’entre elles peuvent être motorisées et commandées à distance, ou automatisées grâce à un régulateur. Leur principal inconvénient est précisément lié à la gestion de cette manipulation. Dépendante de l’occupant quand elle est manuelle ou motorisée, elle n’est jamais optimale. Lorsque la manipulation est automatisée, il est important que l’occupant garde la liberté de reprendre la main sur le système.
Fixes, les protections sont souvent architecturales. Il s’agit en général d’auvents, de films protecteurs mais aussi de brise-soleil, ces derniers pouvant néanmoins être orientables. Les protections fixes ont l’inconvénient d’offrir une protection identique, quelle que soit l’heure ou la saison, et par conséquent d’être inadaptées dans bien des cas. En fait, elles ne sont intéressantes que pour les orientations sud, donc pour les ensoleillements les plus hauts.
LES FILMS SOLAIRES
Il s’agit de fines pellicules (en fait une fine couche métallique entre deux films polyester) que l’on colle sur le vitrage afin d’interrompre une partie des rayons infrarouge. Posés par des professionnels ou des particuliers (on en trouve dans les grandes surfaces de bricolage), ils ont une certaine efficacité mais réduisent le facteur solaire de façon permanente et limitent ainsi les apports solaires d’hiver.
Cette petite façade très exposée protège son étage grâce à une loggia fixe et son rez-de-chaussée avec un brise-soleil mobile, orientable selon les besoins.
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➜ photo doc. Biossun
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Exploiter la végétation
➜ L’environnement
végétal
influence de l’ombrage sur les flux d’air
La végétation offre une aide précieuse pour se protéger des ardeurs d’un soleil estival, autant pour créer une ombre saisonnière que pour en limiter les rayonnements indirects.
Rechercher la mise à l’ombre Grâce à la densité de son feuillage, la végétation peut composer des écrans efficaces contre l’ensoleillement estival et épargner la maison d’une élévation de température inconfortable. Mais il est indispensable que ces ombrages soient adaptés aux orientations concernées pour offrir une protection optimale en été sans réduire l’apport de chaleur hivernal.
➜ Dans la grande majorité des cas, on privilégie les feuillages caducs dont l’absence hivernale permet au rayonnement d’atteindre la maison. Ainsi : - À l’est et à l’ouest, l’ombre des arbres permet d’interrompre les rayonnements bas, la meilleure efficacité étant obtenue côté ouest car le rayonnement interrompu est à la fois le plus chaud et celui qui pénètre le plus facilement à l’intérieur. - Au sud, l’ombre des arbres est moins efficace car le rayonnement est plus vertical, même s’il ne l’est jamais vraiment sous nos latitudes. On sollicite donc davantage une végétation grimpante pour habiller des auvents et des pergolas attenantes aux bâtiments, accolés aux façades.
➜ Le choix des essences végétales est très important car outre le caractère caduc du feuillage, elles déterminent également l’ampleur de l’ombre portée, la période de chute des feuilles et le coefficient de bois du végétal nu.
OMBRAGE VÉGÉTAL SELON ORIENTATION
Le coefficient de bois
Il indique la proportion d’ombrage générée en hiver par les branchages d’un arbre en l’absence de son feuillage. Il peut être très variable d’une essence à l’autre.
Les auvents et les pergolas végétalisés ombragent les abords de la maison, mais ils ont aussi l’avantage d’ombrer le sol et d’en réduire ainsi la réverbération. Ils permettent ainsi d’envisager plus facilement un revêtement clair comme une pierre calcaire dont le rayonnement indirect sera bien accueilli en hiver mais maîtrisé en grande partie en été.
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Rafraîchir avec de l’air
➜
Le puits
canadien
Ce système ancestral redécouvert récemment consiste à utiliser l’inertie du sol pour, selon la saison, rafraîchir ou réchauffer l’air avant de le faire pénétrer dans la maison. D’où son qualificatif de provençal ou canadien selon l’usage pour lequel il est privilégié. Néanmoins, l’appellation « puits canadien » est la plus répandue.
Comment ça marche ? Le système consiste à faire circuler de l’air dans des tuyaux enterrés de façon à provoquer des échanges thermiques avec la terre qui, grâce à sa faculté d’inertie, subit d’autant moins de variations de température qu’elle est profonde. Ainsi, à 2 m sous la surface, sa température est en moyenne de 13 °C en été et 5 °C en hiver, la nature du sol et sa localisation géographique ayant une incidence. En été, l’air chaud se rafraîchit en cédant des calories à la terre. En hiver, l’air froid se réchauffe au contact de la terre plus chaude. Aux intersaisons, le système est détourné, la température de l’air ambiant correspondant aux exigences de confort.
principe du puits canadien
➜ R appelons que, dans les échanges thermiques, c’est toujours le plus chaud qui cède au plus froid.
Un puits canadien se compose de plusieurs éléments : - Une prise d’air extérieur d’au moins 1,40 m de hauteur (seule partie visible de l’installation), placée de préférence à l’ombre et loin d’éventuelles sources de pollution (route, compost…), équipée d’une grille fine (pour empêcher l’entrée de petits animaux ou d’insectes) ou d’un filtre qui doit être nettoyé au moins tous les quatre mois. - Un réseau de conduits d’un diamètre de 20 cm (au-delà, les échanges s’effectuent moins facilement) enterrés à une profondeur moyenne de 2 m et dont la longueur totale est d’environ 35 m. Les conduits doivent être entourés d’au moins 0,80 m de sol et avoir une pente de 2 à 3 % dans le sens de l’aspiration pour permettre l’évacuation des condensats produits par le rafraîchissement de l’air chaud. - Un regard de visite doit être prévu pour inspecter l’installation et y placer une pompe destinée à évacuer l’eau des grands nettoyages. - Un circuit de dérivation (by-pass ou bipasse) doit permettre d’isoler le circuit aux intersaisons, quand les températures extérieures correspondent aux températures de confort (de 18 à 24 °C). - Côté maison, un ventilateur aspire l’air vers l’intérieur, couplé avec une ventilation simple (de type Hygroréglable A) ou double flux.
➜ Exploitant l’inertie du sol,
photo doc. Rehau
le principe de rafraîchissement du puits canadien a été développé et adapté dans de nombreuses cultures des pays chauds.
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Rafraîchir avec de l’eau
➜
La brumisation À la différence des rafraîchisseurs par évaporation, les brumisateurs diffusent des microgouttelettes d’eau dans l’air dont l’évaporation immédiate génère un abaissement de la température.
Fonctionnement du système Il s’agit de vaporiser sous haute pression des microparticules d’eau grâce à des buses (asperseurs) d’un diamètre très fin. Ces particules s’évaporent instantanément au contact de l’air, réduisent la température ambiante et provoquent une agréable sensation de fraîcheur, sans mouiller ! Le système est : 4 Simple : deux branchements suffisent pour l’alimenter, soit une prise électrique 220 volts et un robinet d’eau (3 à 5 bars). 4 Sain : alimenté en eau, le système de brumisation ne pollue pas. Complété avec des packs filtrants puissants (anti-particule, anti-calcaire et antilégionellose), testés en laboratoire, il n’y a aucun risque de contamination ou de d’un développement de bactérie quelconque. Il permet de maintenir un taux d’humidité relative confortable photo doc. Brumisud pour l’organisme. 4 Économique : la haute pression, les buses utilisées et les programmateurs de brumisation, font de ce système l’un des plus économiques du marché en termes de consommation (0,25 kW/h en électricité, 1 litre d’eau/h/buse).
Une pression minimale
photo doc. Brumisud
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La pression de sortie de l’eau doit être d’au moins 60 bars car en deçà, les microgouttelettes ne s’évaporent pas assez vite et mouillent l’environnement. Plus la pression est élevée, plus la taille des gouttelettes est petite, plus l’évaporation est rapide et le rafraîchissement notable.
photo doc. Brumisud
➜ La taille des gouttelettes est de l’ordre de 5 à 10 microns, soit jusqu’à 10 fois plus petites que le diamètre d’un cheveu. Elle dépend à la fois de la pression de sortie de l’eau et du diamètre de sortie des buses. Plus ce dernier est petit, moins le système consomme d’eau. Comme pour les rafraîchisseurs par évaporation, les brumisateurs sont d’autant plus efficaces que l’air est sec car sa capacité de se charger en humidité reste grande. En intérieur, l’air doit être suffisamment renouvelé pour ne pas être rapidement saturé en eau, rendant alors la brumisation inefficace. Une fois encore, l’ouverture des fenêtres est recommandée.
Et les humidificateurs domestiques ?
Ces appareils destinés à augmenter le taux d’humidité de l’air sont utilisés pour rendre l’air plus confortable aux personnes ayant des difficultés respiratoires (bébés, personnes âgées). Si les humidificateurs par ébullition sont évidemment à proscrire, ceux fonctionnant par ultrasons peuvent contribuer à un certain rafraîchissement de proximité, mais ne peuvent en aucun cas abaisser la température d’une pièce entière.
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