Principes de l’architecture solaire

fév

Comment choisir mon vitrage pour profiter du chauffage solaire passif?

Suite à l’article sur le chauffage solaire passif de lundi cette semaine, voici quelques conseils utiles pour le choix de votre vitrage.

En effet, pour profiter au maximum de l’apport solaire, le choix d’un vitrage performant est crucial. Une des options est les double-vitrages, vitrages dits "peu émissifs". On pourrait croire, intuitivement, que les simples vitrages sont plus efficaces, car ils restent passés plus de soleil. Cependant, leurs pertes de chaleur sont également beaucoup plus importantes, et les études montrent qu’au total, leur bilan énergétique est négatif.

Comment alors connaître la performance d’un vitrage?

Afin de se renseigner sur la performance d’une vitre, on peut se référer à sa classe thermique (th5 à th11: plus elle est élevée, plus le vitrage est isolant), ou au coefficient de dépardition thermique (noté U w) en W/m2. °C. Plus le coefficient de déperdition thermique est élevé, moins le vitrage est performant.

Les vitrages les plus performants ont un coefficient de déperdition thermique proche de 1,3W/m2. °C.

Et les prix?

Pour les meilleurs vitrages (coefficient de déperdition thermique supérieur à 1,1 W/m2. °C.), il faut compter environ 180 € TTC / m2. Ce prix est supérieur de 30% à ceux des vitrages classiques qui respectent la réglementation thermique 2000 (coefficient de déperdition de 2,4 W/m2. °C.).

Surcoût

Dans la construction d’une maison, il convient de comparer le prix du vitrage au prix de la construction d’un mur opaque, qui va de 70 à 90 €/m2. Avec 12m2 de vitrage, le surcôut lié au chauffage solaire passif ne dépassera pas les 1500 €.

(Crédits photo: Lapeyre)

fév

S’informer: Numéro spécial consacré à l’architecture solaire

Le numéro 151 du magazine Systèmes solaires, spécial architecture, daté de septembre – octobre 2002 est consacré à l’architecture solaire.

spécialarchitecture.jpg Il est certes un peu ancien, mais le sujet reste d’actualité. Au prix de 35€, sur 136 pages couleurs, vous pourrez vous plongez dans de belles réalisations intégrant le solaire photovoltaïque et thermique dans la construction. Pour l’acheter en ligne, il vous faudra créer votre profil d’utilisateur sur le site EnergiesRenouvelables.

Au sommaire, vous trouverez en premier les résultats du concours “Habitat solaire, habitat d’aujourd’hui 2001-2002”. Vous y découvrirez donc les 14 lauréats retenus parmi les 121 dossiers déposés. De belles photos et de nombreux plans et croquis en couleurs agrémentent cette présentation des résultats.

Suit un portrait de l’architecte Françoise-Hélène Jourda, une des pionnères de l’architecture écologique en France. Elle souligne que la logique de l’écoconstruction est souvent… de ne pas intervenir.

Ensuite, vous pourrez lire la mise au point du Syndicat des Energies Renouvelables (SER) face aux craintes d’augmentation des prix de l’électricité causées par l’obligation pour EDF de produire un certain pourcentage de son électricité grâce aux ressources renouvelables. Le SER compte aujourd’hui 300 entreprises ou associations d’entreprises ayant des activités relevant des filières énergie éolienne, géothermique, photovoltaïque, solaire thermique, hydraulique, bois énergie, biocarburants et autres filières de la biomasse. De plus, environ 1000 entreprises sont représentées au travers des associations adhérentes.

Finalement, vous pourrez lire une présentation l’état des lieux du solaire thermique en Europe ainsi que des articles sur les dernières nouvelles dans le domaine de l’éolien.

(Crédits Photos: EnergiesRenouvelables)

fév

Chauffage solaire passif: comment ça marche?

Le chauffage solaire passif se définit comme l’apport d’énergie solaire entrant par les vitrages des bâtiments (définition de l’ADEME). C’est clairement le moyen le plus simple d’utiliser l’énergie du soleil.

Sans surcoût important (pour une maison neuve), cette technique très simple peut contribuer de manière significative à la couveture des besoins de chauffage. Celle-ci peut en effet atteindre les 40%.

Le principe: une baie vitrée ou une fenêtre doit apporter de la chaleur en hiver et limiter l’apport de chaleur du soleil en été. Pour atteindre ces 2 objectifs contradictoires, il faut installer la fenêtre de façon verticale et orientée vers le sud. La vitre ne doit pas dépasser les 0,10 à 0,25 fois la surface à chauffer.

Dès qu’on s’éloigne d’une orientation plein sud, les performances se dégradent rapidement: à l’ouest ou à l’est, les apports sont inférieurs de 40% à ceux de l’hiver d’une orientation sud. Parcontre, une legère inclinaison de la vitre (de l’odre de 15 à 30°), n’a que peu d’impact en hiver.

En ce qui concerne les types de vitrage adapté, il faut choisir un type performant, qui réduit les déperditions de chaleur. On choisira donc des vitres double-vitrage, dits "peu émissifs".

Voici quelques recommandations pour une bonne utilisation de l’énergie solaire passive:

Tout d’abord, il est essentiel, en hiver, de bien laisser pénétrer le rayonnement du soleil. Ceci peut poser problème à certaines personnes, puisque la lumière dans les yeux est gênante, et qu’elle est nocive aux couleurs des meubles et de l’intérieur. Pour vous protéger de la lumière, vous pouvez installer un store intérieur de couleur sombre qui laisse bien passer l’air, et qui ne limitera pas l’efficacité du chauffage solaire.

Pour l’été, il faut équiper les fenêtres de stores isolants extérieurs, pour éviter que la température à l’intérieur ne grimpe.

Pour finir, n’oubliez pas qu’une maison possédant des vitres orientées sud peut profiter immédiatement de cette énergie, sans rénovation!

(Crédits photo: CyberArchi)

fév

Architecture solaire: comment marche la ventilation naturelle?

Dans le cadre d’une achitecture solaire, ou de façon plus générale, de l’éco-constuction, on opte souvent pour la ventilation naturelle. Quels sont ses principes, avantages et inconvénients?

ventilationnaturelleschéma.jpeg Tout d’abord, la ventilation naturelle utilise le phénomène de convection, phénomène au cours duquel l’air chaud monte naturellement et s’échappe par les sorties d’air installées en haut, alors que l’air froid est aspiré par les entrées d’air placées stratégiquement en bas (voir schéma ci-contre).

Avantages: ce système est parfaitement silencieux et ne consomme pas d’énergie. Par ailleurs, il est auto-régulateur.

Inconvénient: d’importantes pertes de calories se produisent.

Plusieurs types de ventilation naturelle existent, qui vont du plus simple à des systèmes plus avancés, limitant les pertes de calories:

ventilation naturelle par conduits à tirage naturel: cette solution ultra-simple ne nécessite aucun dispositif mécanique. La circulation de l’air est induite par le tirage thermique (convection), généré par les différences de températures entre l’intérieur et l’extérieur, et les pressions du vent sur l’enveloppe du bâtiment. Chaque pièce principale est équipée d’un orifice d’entrée d’air de type autoréglable (ajustement de la section de passage de l’air en fonction du vent). Les sorties d’air sont fixes ou réglables manuellement.

ventilation naturelle à tirage assisté: grâce à l’installation d’extracteurs statiques. Sous l’action du vent, ces extracteurs statiques, basés sur le principe du venturi (tuyère à cônes divergents), créent une dépression suffisante pour maintenir un débit d’air minimum.

recuperateur de chaleur.jpeg

ventilation naturelle avec récupération de chaleur. Le vent active des récupérateurs de chaleur fixés dans les cheminées. Il en existe plusieurs sortes qui récupèrent la chaleur du foyer ouvert ou de l’insert pour chauffer la maison.

Des systèmes de plus en plus efficaces se développent, adaptés spécialement au bâtiment en question.

(Crédits Photos: Colt, OutilsSolaires)

fév

Architecture solaire: introduction à l’éclairage naturel

Un des meilleurs moyens de faire des économies d’énergies dans le cadre d’une architecture solaire est certainement l’exploitation du soleil pour l’éclairage naturel. Comment ça marche?

Le principe est simple: grâce à des "puits de lumière", vous pouvez éclairer toute les pièces mal ensoleillées : bureaux, hangars, salle de bain, cuisines et salons. Il s’agit d’un tube qui transporte la lumière naturelle dans les zones les plus sombres de n’importe quel batiment (habitation, bureau, piscine, bâtiment commercial), et cela sans apport de chaleur.

Economiques et écologiques, ces tubes s’installent simplement, quels que soient la structure et l’architecture de votre bâtiment. L’entreprise Solarspot propose des puits de lumière différents en fonction des lieux où ils doivent être installés. Le Solar-Attic a été conçu pour être posé sur les mansardes ou greniers. Le Solar-Wall se place sur les façades extérieures et éclaire les sous-sols et rez-de-chaussée.

Par ailleurs, différents accessoires permettent de régler la lumière par commande électrique, et de réguler l’intensité lumineuse.

Les diffuseurs des puits de lumière peuvent avoir des apparences variées, selon les préférences des clients: lanterne, prismatique satiné, vision.

La lumière naturelle ainsi diffusée a de nombreux avantages par rapport à l’éclairage artificiel auquel nous sommes désormais habitués. En effet, la lumière naturelle permet une meilleure perception des couleurs, une meilleure vision et limite la fatigue visuelle. Elle influence ainsi notre bien-être général.

(Crédits photo: Solarspot)

fév

S’informer sur l’intégration architecturale des panneaux solaires

Si vous souhaitez vous informer sur l’intégration architecturale des panneaux solaires et que vous habitez en région parisienne, le prochain café EDIFest pour vous! Il sera organisé par l’association Energies Durables en Ile de France et le Conseil d’Architecture, d’Urbanisme et d’Environnement (CAUE) de Paris le 18 février de 19h à 21h.

Qu’est-ce que c’est?

Le Café Energie propose un moment d’échange convivial entre spécialistes et non-spécialistes sur des thèmes liés à l’énergie. Des intervenants extérieurs sont toujours invités pour partager leurs connaissances et expériences et débattre avec le public.

Pour parler de l’intégration architecturale des panneaux solaires, les intervenants seront: M. Bourne, chef de service « Pôle Accueil Service à l’Usager » de la Direction de l’Urbanisme de la Ville de Paris, et M. de Monfreid, Architecte conseiller du CAUE de Paris ainsi que Mr Ploteau, installateur Qualisol.

Il me semble que le choix du thème est judicieux puisqu’il s’agit d’une problématique à laquelle sont systématiquement confrontés les particuliers qui souhaitent s’équiper en panneau solaires photovoltaïques ou thermiques. En effet, l’installation de capteurs solaires sur une toiture existante ne constitue pas seulement un acte technique.

En plus de l’étude de faisabilité technique, indispensable, l’installation de panneaux solaires exige également une réflexion sur leur intégration architecturale.

Cette question se pose avec d’autant plus d’acuité à Paris, dont le paysage urbain est célèbre pour sa qualité et son harmonie. Pour le préserver, les futurs modules solaires doivent donc être conçus comme des éléments d’architecture, et ils devront être en harmonie visuelle avec les éléments architecturaux existants : proportion et volume des bâtiments, rythme des ouvertures, matériaux, couleurs…

Rendez-vous donc le lundi 18 février à 19 heures à la Péniche Antipode 69, Quai de la Seine, 75019 Paris (M° : Stalingrad, Bus 54.)

Si vous souhaitez obtenir plus d’informations sur ce Café Energie, vous pouvez prendre contact avec les organisateurs:
Energies Durables en Ile-de-France
17 rue Curial – 75019 Paris
Tél. 01 42 09 70 95
www.edif.asso.fr

Conseil en Architecture, Urbanisme et Environnement
32 Bd Sébastopol – 75004 Paris
Tél. 01 48 87 70 56
www.caue75.com.

Bon débat!

(Crédits Photos: CLER)

jan

Comment placer ses capteurs solaires? 4 règles d’or

Le pourcentage de couverture des besoins en eau chaude d’un foyer d’un chauffe-eau solaire est variable, notamment selon l’ensoleillement de la région où il se situe. Cependant, il ne s’agit pas du seul facteur en jeu : la surface, bien sûr, mais également la position et l’orientation des capteurs solaires thermiques sont en effet fondamentales, quel que soit le degré d’ensoleillement de la région où ils se trouvent.

A ce sujet, j’ai jugé utile de rappeler les 4 principales règles à respecter lors du choix du positionnement de ses capteurs solaires. Elles paraîtront certainement triviales à certain, mais leur application, que nous verrons plus tard lors de prochains articles, peut s’avérer plus complexe qu’il n’y paraît.

Règle n°1 : le calcul de la surface de capteurs installée doit prendre en compte l’ensoleillement de la région. Par exemple, on comptera 3 à 5m² de capteurs pour un ballon de 200 à 300l sur la côte d’Azur, tandis que de 5 à 7m² de capteurs seront nécessaires pour alimenter le même ballon à Lille.

Règle n°2 : pour un rendement optimal, les capteurs solaires devront être orientés au Sud, avec une marge de plus ou moins 30 degrés.

Règle n°3 : le positionnement des capteurs doit être effectué de sorte à minimiser, dans la mesure du possible, les ombres portées des éléments environnants (immeuble, arbre, montagne…) sur les capteurs. Il est donc nécessaire d’étudier soigneusement le masque solaire avant de procéder à l’implantation des capteurs.

Règle n°4 : idéalement, les capteurs solaires doivent être inclinés à 45° pour obtenir une performance optimale. Cependant, il est possible de considérer que cette inclinaison peut s’inscrire dans une marge de plus ou moins 15° par rapport à cette recommandation. Une inclinaison comprise entre 30° et 60° permettra de manière générale d’obtenir un rendement satisfaisant des capteurs.

(Crédits image : Atlantic Nouvelles Energies)

jan

Principes de l’architecture solaire

On distingue deux manières d’intégrer le panneau solaire à l’architecture de votre maison ou immeuble. En effet, vos modules photovoltaïques seront soit:

superposés à une construction existante

Dans ce cas, on fixe les modules sur une toiture inclinée ou on les pose sur des châssis sur une toiture-terrasse.

utilisés comme matériaux de construction

Ici, ils font partie de l’enveloppe du bâtiment et deviennent des composantes du toit, de la verrière ou d’une façade. Ils remplissent alors une vraie fonction, ce clos ou de couvert. Ils peuvent aussi remplacer d’autres composantes de construction, par exemple les brise-soleil ou les gardes-corps balcon.

intégrationarchitecturale.jpg

Les modules photovoltaïques, posés sur votre toit, ou intégrés à la construction, sont discrets et esthétiques. De plus, leur emplacement sur le toit limite aussi les risques de vol ou de dommages. En générale, l’inclinaison d’un toit est proche de l’inclinaison idéale pour un panneau solaire (pour qu’il produise le plus d’électricité possible). Cependant, il faut que l’orientation soit bonne! De préférence vers le sud, le cas échéant, sud-est ou sud-ouest peut faire l’affaire. Il faut aussi éviter les ombres sur vos panneaux…

Démarches

Selon que vous habitez un bâtiment existant ou que vous construisez du neuf, les démarches à suivre ne seront pas les mêmes.

Pour un bâtiment existant, l’installation de modules photovoltaïques ne nécessite pas de permis de construire, mais il faut tout de même effectuer une déclaration de travaux.

Au contraire, pour un bâtiment neuf, il est préférable d’intégrer la pose des modules photovoltaïques dans le permis de construire. Attention, dans certaines communes, il existe des règles particulières concernant l’aspect et la couleur des toitures. L’avis des Bâtiments de France peut être nécessaire si vous vivez près d’un monument historique protégé. Pas toujours facile de concilier développement durable et protection du patrimoine… Dans tous les cas, il faudra obtenir l’autorisation, auprès de vos co-propriétaires, l’autorisation d’installer vos modules photovoltaïques.

Bon courage dans vos démarches!

(Crédits photos: Ademe)

nov

Energie solaire à la voie passive : comment ça marche?

Comme je l’ai écrit hier, l’énergie solaire peut être transformée en électricité ou en chaleur (c’est ce qu’on appelle utilisation active), mais on peut aussi exploiter les rayons du soleil pour maximiser la quantité d’énergie reçue et emmagasinée par un bâtiment (utilisation passive).

energie solaire passive.gif L’utilisation passive de l’énergie solaire implique d’exploiter les éléments architecturaux d’une maison (murs, fenêtres, planchers, toits) pour tirer profit du rayonnement solaire. Il s’agit en général de moyens très simples et peu coûteux de réduire sa consommation d’électricité. Ainsi, on va orienter les grandes baies vitrées vers le sud et faire seulement des petites fenêtres face nord. En plus, on construit des toits à large saillies pour protéger la maison des chaleurs intenses de l’été. En hiver, tout ceci permet de profiter à la fois de la chaleur et de la lumière du soleil, mais aussi de limiter les pertes de chaleur. En été, on limite l’électricité consommée pour refroidir la température intérieure.

En réalité, le concept de "maison passive" est beaucoup plus large que la simple utilisation passive du soleil. Il comprend aussi d’autres mécanismes visant à réduire la consommation d’électricité: température contrôlée par ordinateur, optimisation par la mise en réseau des appareils ménagers, meilleure isolation, arbres alentours pour protéger la maison des vents et réduisant les pertes de chaleur, ventilation "double flux" (qui permet de récupérer toute la chaleur contenue dans l’air avant de la rejeter à l’extérieur) . Pour en savoir plus, vous pouvez consultez le site de Maison Passive.

Un exemple de maison conçue sur ce modèle est celle d’Andreas, à qui France 3 a rendu visite:

J’ai eu une bonne surprise hier matin dans le métro en ouvrant le quotidien gratuit 20 Minutes d’hier. Le journal présentait la nouvelle école Jean-Louis-Marquèze (à Limeil-Brévannes, 94), inaugurée samedi, qui sera la "première école à énergie positive". En effet, cette école produira plus d’énergie qu’elle ne consomme. Elle est construite selon les concepts de "la maison passive" (larges baies vitrées orientées vers le sud, ventilation "double flux", pompe à chaleur produisant de l’électricité à partir de la température des nappes phréatiques, chauffage solaire). De plus, elle est équipée de 700m2 de panneaux solaires!

Ces deux exemples montrent bien que les effets pour l’environnement sont les plus élevés quand on combine l’utilisation active et passive de l’énergie du soleil!

(Crédits photos: Site de l’organisation canadienne Newenergy)

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