Confort thermique et urgence climatique : quelles solutions ?

Le bâtiment ENERPOS, conçu à la Réunion, est une référence en matière de conception tropicale, d’optimisation de la consommation électrique et d‘intégration architecturale des énergies renouvelables.
Aurélie Lenoir, bureau d’études IMAGEEN (La Réunion)

Avec des températures qui ne cessent d’atteindre de nouveaux records de chaleur, il devient primordial de trouver des solutions pour nous protéger du soleil en été, tout en limitant notre impact sur l’environnement. Aurélie Lenoir, docteure ingénieure spécialisée dans l’efficacité énergétique des bâtiments et le confort thermique en climat tropical nous explique comment.

Quelles sont les règles d’or pour obtenir un confort d’été tout en dépensant le moins d’énergie ?

Tout l’enjeu réside dans l’utilisation du potentiel du climat local. Le bâtiment doit être capable de s’adapter aux changements de son environnement dès sa conception. Sur ce point, les milieux tropicaux tels que la Réunion et la Guyane sont à la pointe, voire précurseurs. Ils n’ont pas attendu la RE2020 pour prendre en compte le confort d’été. Ainsi dès leur conception, les bâtiments sont pensés autour de quatre points clés : limiter les apports de chaleur, utiliser le potentiel naturel de l’environnement, s’entourer de végétation, s’adapter et être actif.

Pour ce qui est de limiter l’apport de chaleur plus spécifiquement tout en utilisant le moins possible d’équipements actifs, il faut maîtriser l’ombre. Les brise-soleils ont un rôle essentiel à jouer mais doivent être étudiés de manière à répondre à l’orientation et au type de local à protéger.

Comment cela se traduit-il concrètement ?

Grâce à de la modélisation 3D ou des calculs physiques, nous étudions la course du soleil sur les façades. Nous pouvons ainsi paramétrer l’orientation des brise-soleils de telle sorte qu’ils réduisent l’ensoleillement pendant la saison la plus chaude, tout en laissant rentrer le soleil en hiver.

Nous les dimensionnons également en fonction de leur usage. Par exemple, une protection solaire peut être mobile dans les logements car les personnes y prêteront davantage attention qu’au bureau. En revanche dans les espaces de travail, nous privilégions une protection solaire fixe et robuste car nous savons qu’elle sera peu manœuvrée. Le dimensionnement des brise-soleils peut également se faire en fonction des horaires. Par exemple, ils ne sont plus utiles dans les écoles à partir de 16h.

Le dessin des façades doit être en adéquation avec la course du soleil

En termes de matériaux, les brise-soleils en bois – même si la structure est en aluminium – sont les plus intéressants thermiquement. Ils sont plus isolants et moins conducteurs. En revanche, les brise-soleils en aluminium ont un effet « ailettes de radiateur » et risquent d’échauffer l’air entrant dans le bâtiment.

Le bâtiment ENERPOS, premier bâtiment à énergie positive des départements d’Outre-mer conçu en 2008, reste une référence en matière de conception tropicale, d’optimisation de la consommation électrique et d‘intégration architecturale des énergies renouvelables. Quelles sont ses  spécificités ?

Le dessin des façades n’est pas seulement architectural mais intègre de l’ingénierie pour s’assurer que bâtiment est en adéquation avec la course du soleil. Ainsi, les façades principales sont orientées nord/sud pour bénéficier des vents et donc d’une ventilation naturelle. En outre, avec cette orientation, l’ensoleillement est plus vertical et donc plus diffus et agréable.

Aucun des brise-soleils ne sont inclinés ni orientés de la même manière : ceux de la façade sud sont dimensionnés pour être efficaces en janvier car c’est le moment où le soleil est puissant dans l’hémisphère Sud. Ceux de la façade nord sont optimisés pour le mois d’avril. Côté ouest, la façade comprend peu de fenêtres pour éviter les rayonnements agressifs. Comme le bâtiment est en longueur, il reste quand même éclairé. Enfin, toutes les pièces sont bi-orientées nord et sud.

L’enjeu du confort d’été dans un bâtiment est de le concevoir (ou de le rénover) de manière à optimiser l’apport solaire tout en maîtrisant la chaleur . Source : Izuba énergies

Etes-vous totalement opposée à l’intégration de technologie pour obtenir ce confort d’été ?  

Je privilégie les solutions passives mais parfois celles-ci ont leurs limites. Les stores intérieurs par exemple ne sont pas les solutions les plus adéquates puisque la chaleur est déjà rentrée. Ils permettent un confort visuel contre l’éblouissement mais ne favorisent pas le confort thermique.

Les brise-soleils extérieurs fixes sont plus robustes mais ont besoin d’être bien dimensionnés au départ pour que le soleil ne soit pas désagréable à un moment de l’année. Quant aux brise-soleils mobiles, ils sont plus efficaces thermiquement car le soleil ne rentre pas, permettant un confort thermique et visuel. Mais leur efficacité dépend des usagers qui doivent alors être formés et éduqués. Ces derniers sont souvent « fainéants » : ils vont d’abord mettre en place un système actif (climatisation, ventilation…) plutôt que passif (ouvrir la fenêtre ou actionner un store mobile). En outre, ils ne se comportent pas de la même manière chez eux que dans les bureaux. Au travail, ils ont tendance à manœuvrer les protections solaires sur une base hebdomadaire voire mensuelle. Cela joue sur l’intensité de la radiation solaire à long terme et non sur un événement à court terme.

Mettre de la technologie peut donc pallier ces carences. Mais faut-il qu’elle fonctionne sinon tout l’effet escompté est perdu. Par exemple, l’Institut du Monde Arabe (à Paris) avait prévu d’allier protection solaire passive et technologie. Ses façades fonctionnent comme des moucharabiehs [NDLR : dispositif de ventilation et protection solaire naturelle fréquemment utilisé dans l’architecture traditionnelle des pays arabes] dotées d’un moteur et d’une cellule photo électrique afin de s’ouvrir en fonction de la luminosité extérieure. Sauf qu’à la suite d’un souci technique en 2000, elles n’ont plus fonctionné jusqu’en 2017. La protection solaire du bâtiment a donc été inefficace pendant près de 20 ans ! Le moteur solaire est une bonne idée mais est contraignant. Dès la conception, il faut penser à la maintenance et prévoir le budget pour le garder en fonctionnement.


La façade sud de l’Institut du Monde Arabe comprend 240 moucharabiehs qui s’ouvrent et se ferment en fonction de la luminosité.

Quelles priorités préconisez-vous dans la conception des bâtiments français face au dérèglement climatique ?

Pour favoriser la ventilation naturelle, les logements doivent être traversants, c’est-à-dire ouverts sur deux façades différentes. Cela nécessite de repenser la morphologie des bâtiments en intégralité avec des bâtiments plus étroits.

La rénovation n’est pensée qu’autour du confort d’hiver

Tous les bâtiments à construire doivent intégrer des protections solaires. Elles doivent être envisagées dès la conception pour être intégrées au mieux aux façades et être optimales selon les saisons. Elles doivent laisser passer le soleil l’hiver, en sachant que les rayons sont bas à cette époque de l’année,  et lui faire obstacle en été alors que les rayons sont plus inclinés.

Enfin, les travaux de rénovation doivent eux aussi prendre en compte le confort d’été. Pour le moment la rénovation n’est pensée qu’autour du confort d’hiver donc c’est toute la vision qu’il faut changer. L’inaction sur la conception des bâtiments risque d’entraîner une ruée vers la climatisation. C’est une tendance inquiétante et paradoxale puisqu’en voulant lutter contre la chaleur, le recours à ces appareils ne fait qu’augmenter le réchauffement climatique…

Propos recueillis par Iris Joussen