Conception Bioclimatique

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L’implantation et l’orientation

Vous avez fait l’acquisition d’un terrain… ne coupez pas tout ! Avant de couper les arbres et de commencer le terrassement, étudiez bien votre nouveau terrain. Observez les obstacles autour, ils peuvent modifier les vents ou faire de l’ombre. La végétation et les arbres peuvent apporter de l’humidité et rafraîchir votre future maison. Étudiez aussi la topographie, une colline peut favoriser la ventilation naturelle.

L’implantation sur le terrain

La ventilation naturelle est le principe le plus important dans l’architecture bioclimatique en climat équatorial. Le vent permet de rafraîchir la maison naturellement, examinez la direction du vent et la circulation de l’air sur votre terrain. Essayez de vous placer là où le vent a le plus de potentiel à circuler librement.

Afin de favoriser la ventilation naturelle, éloignez-vous le plus possible d’un obstacle pouvant gêner la circulation du vent sur le terrain. À partir de 4 fois la hauteur de l’obstacle dans le sens du vent, la ventilation est possible. Elle est idéale à plus de 12 fois la hauteur de l’obstacle et 4 fois la hauteur de l’obstacle perpendiculairement au sens du vent.

Observez aussi les bâtiments ou les collines autour de vous, ce sont peut-être des obstacles aux rayons du soleil ou à la circulation du vent. La pente au vent d’une colline est une zone favorable pour l’implantation de la maison. L’ombre d’un obstacle ou des arbres sur la maison en fin de journée permettent d’atténuer l’ensoleillement qui peut être désagréable, surtout dans les pièces situées à l’Ouest.

L’étude de la topographie et de l’environnement de proximité permettra aussi de déterminer la forme à donner à la maison ainsi que le type de toiture envisageable, et même le type d’ouvrants !

Une maison en bord de mer doit être plus protégée qu’une maison en forêt ou en plaine. Elle sera moins haute, aura une faible inclinaison de toiture et des ouvertures permettant de réguler la ventilation.

Une analyse du sol vous permettra de découvrir certaines zones pouvant être inondables. Le vent passant au-dessus de cette zone sera plus frais. Pourquoi ne pas en profiter pour apporter un peu plus de fraîcheur !

L’étude du sol sur le terrain vous permettra de définir la zone la plus favorable à l’implantation de votre maison. Pensez à l’accès en voiture, au jardin, un terrain de jeux ou un atelier … Utilisez les capacités de votre terrain pour vos envies !

L’orientation

Vous savez maintenant où construire la maison sur le terrain, il faut maintenant correctement l’orienter vers les vents dominants. C’est par la façade principale de la maison que va rentrer l’air extérieur utile à la ventilation naturelle.
orientation
Le plus favorable est de vous orienter entre – 45° et + 45° de la direction des vents dominants, généralement ENE. Toutefois, étudiez bien la direction du vent, chaque site est différent ! De plus, le vent change de direction en cours d’année, notamment en saison sèche.

Ainsi, il peut être intéressant de ne pas être orienté totalement face au vent en saison des pluies, surtout en bord de mer. Ou alors, être orienté de façon à bien prendre le vent en saison sèche afin de favoriser la ventilation naturelle lors de cette saison plus chaude.

Attention ! Si vous climatisez la maison ou une partie, il faut orienter les pièces climatisées de manière à avoir le moins de soleil possible. Donc avec les grandes façades face au Sud et non plus à l’Est. L’étude de l’orientation aura pour but de minimiser les apports thermiques et non plus la recherche d’une ventilation naturelle.


L’environnement proche

vegtalisationAprès avoir conçu votre maison, pensez à l’environnement proche de la maison, prévoyez de planter !

Le sol reflète la lumière du soleil et réchauffe l’air ambiant. Évitez un sol nu ou aménagé de matériaux réfléchissants. Une bande végétale d’au moins 3 mètres de large doit protéger la périphérie de la maison.
Préférez un gazon ou utilisez les arbres pour ombrager le sol et les façades de la maison. Les arbres pourront aussi faire de l’ombre sur la maison, elle en restera d’autant plus fraîche. Mais attention à ce qu’ils n’empêchent pas la bonne circulation du vent !
Dans tous les cas, prévoyez de planter  après les travaux. La végétation apporte un air frais ambiant autour de la maison.


La protection solaire

La réalisation d’une protection solaire efficace constitue la seconde phase fondamentale de la conception de logements thermiquement et énergétiquement performants.
Les apports de chaleur par les parois sont la principale cause de surchauffe des bâtiments.
Cette protection solaire concerne toutes les parois extérieures du logement : toiture, murs et fenêtres.La principale cause de surchauffe des bâtiments en Guyane est due à une mauvaise protection solaire. C’est une étape importante de la conception bioclimatique, consacrez-y du temps et ne lésinez pas sur les moyens.

Protection solaire de la toiture

Vous avez déjà remarqué que l’on a plus chaud avec un vêtement de couleur sombre qu’avec un vêtement de couleur clair. Normal ! Une couleur sombre absorbe une plus grande partie du spectre lumineux. Pour la maison, c’est pareil, choisissez une couleur claire pour la toiture. Évitez toutes les couleurs sombres ainsi que le rouge foncé, le vert foncé, le bleu vif ou même le gris clair !

L’ensoleillement est vraiment fort en Guyane. Pour la toiture, une couleur claire ne suffit pas, surtout si la toiture est en tôle. Il faut s’en protéger par d’autres moyens, plusieurs solutions s’offrent à vous :

  • Isoler

L’isolant créera une barrière entre le chaud et le froid. Posez un isolant directement sous la toiture ou sur les faux plafonds. Attention toutefois, certains isolants ne sont pas recommandés pour une isolation directement sous la toiture. Pour qu’il soit efficace, une épaisseur de 5 centimètres est le minimum. Mais l’épaisseur dépend aussi de la couleur de la toiture. Il faudra plus d’isolant avec une toiture foncée.

isoler_sous_la_toiture           isoler_les_faux_plafonds

 

Cette protection doit se faire sur la totalité de la surface de toiture ou de faux plafonds de la maison. Si vous avez des terrasses, installez de l’isolant aussi sur les parties de toiture la recouvrant, cela améliorera votre confort. En effet, les tôles, en chauffant, créent un rayonnement thermique vraiment désagréable…

L’isolant a aussi l’avantage d’être une barrière phonique. Lors de forte pluie, il atténue considérablement les nuisances sonores de la toiture.

  • Ventiler

Cette solution consiste à créer des combles fortement ventilés ou à surélever la toiture par rapport à la maison. Un courant d’air sous la toiture permettra de chasser l’air chaud s’accumulant sous le toit.

ventiler_les_combles

Les ouvrants doivent être répartis uniformément sur tout le périmètre de la toiture. La surface des ouvrants de ventilation doit être supérieure à 15% de la surface de toiture pour être efficace.
Cette conception de toiture devra être traitée de manière à être protégé efficacement contre la pluie, les chauves-souris ou les intrusions…Sachez qu’une toiture en Waï, en bois de Wapa, en tuile ou encore en bitumineux aura toujours une capacité d’isolation meilleure qu’une toiture en tôle.

Protection solaire des murs

Les murs aussi reçoivent les rayons du soleil et apportent de la chaleur dans la maison. Comment les protéger ? Simplement en laissant déborder la toiture suffisamment pour faire de l’ombre la plus grande partie de la journée. Cela protégera en plus les murs de la pluie !

debord_toitureLe débord doit être correctement dimensionné suivant la façade à protéger, le rapport d/h doit être :protection_solaire_des_murs4

  • Au Nord et au Sud : de 0 pour un mur en bois clair à 0,7 pour un mur en béton de couleur foncée.
  • À l’Est : de 0,25 au minimum et jusqu’à 1 pour un mur en béton de couleur foncée.
  • À l’Ouest : de 0,5 au minimum et jusqu’à 1,3 pour un mur en béton de couleur foncée.

Bien sûr, un large débord a un coût plus important. Si vous utilisez des matériaux à faible inertie thermique comme le bois ou des briques creuses pour les murs, la chaleur emmagasinée sera moins importante et autorisera à réduire le débord de toiture.

Si vous ne pouvez pas ou ne voulez pas avoir de débord de toiture, sachez qu’il existe d’autres solutions comme les auvents, les casquettes, les pare-soleil horizontaux ou simplement les balcons…

Il existe aussi des pare-soleil verticaux, c’est un peu comme un mur devant un mur ! Ils doivent être décollés de la façade d’au moins 20 cm et ouverts à leurs extrémités supérieures et inférieures afin d’assurer une bonne ventilation.

L’important est que vous utilisiez un dispositif qui permette à la ventilation naturelle d’entrer suffisamment, qui coupe les rayons du soleil tout en laissant entrer la lumière diffuse, celle qui est autour de nous.

Et si toutes ces solutions ne vous conviennent pas, il est encore possible d’utiliser l’isolation derrière un mur blanc. Il faudra alors protéger les ouvrants des rayons du soleil !

La végétalisation comme protection solaire

Une autre technique moins connue en Guyane pour se protéger des rayons du soleil est la végétalisation. Cela consiste à faire pousser des plantes sur le toit ou d’utiliser des plantes grimpantes pour les murs.

Ce sont les plantes qui vont absorber les rayons du soleil et non les parois de la maison. Elles ont l’avantage de limiter le ruissellement et de maintenir une température plus fraîche que celle de l’air ambiant.

Avec les plantes, votre maison sera vraiment intégrée au paysage. En plus certaines plantes fleurissent ou donnent des fruits, profitez-en !

La protection des ouvrants

Avec tout ça, vous aurez convenablement protégé du soleil les parois de votre maison. Mais il reste encore à protéger les ouvrants de la maison ; les fenêtres et les portes.
La difficulté de protéger les ouvertures de la maison est de favoriser la circulation de l’air tout en assurant une protection contre la pluie et les intrusions, et sans se retrouver dans le noir !

protection_des_fentresLes solutions existent depuis longtemps. Il suffit de laisser entrer la lumière diffuse et d’empêcher les rayons directs du soleil de pénétrer à l’intérieur de la maison.
Tout comme les parois, le plus efficace est d’utiliser les débords de toiture, les casquettes ou les balcons servant à protéger les murs pour protéger aussi les fenêtres.

Si vous ne pouvez pas utiliser de débord de toiture, il faut absolument protéger chaque fenêtre par un dispositif extérieur comme des volets battants, des stores extérieurs, des lames mobiles, des persiennes… mais toujours de couleur claire !

Les stores ou les lames mobiles, pour être efficace, doivent absolument être placés à l’extérieur. Placés à l’intérieur derrière une vitre, ils créeraient un effet de serre et réchaufferaient l’air ambiant. Il est aussi recommandé de protéger également les ouvrants des pièces de service.

Dans tous les cas, un dispositif de protection des ouvrants à l’Est et à l’Ouest est vraiment nécessaire si les débords de toiture ne protègent complètement des rayons du soleil et de la pluie. 

La ventilation naturelle

La recherche d’une capacité de ventilation naturelle efficace est la troisième phase essentielle dans la conception bioclimatique. Cette capacité de ventilation naturelle dépend du potentiel des parois extérieures et intérieures du bâtiment à laisser circuler les flux d’air extérieur.
Lorsque cette ventilation naturelle n’assure pas une vitesse d’air suffisante au confort des occupants, elle peut alors être complétée ou remplacée par des brasseurs d’air. Face à un ventilateur, vous ressentez une sensation de fraîcheur sur la peau. C’est une des particularités que l’homme a pour refroidir son corps, c’est l’évapotranspiration.
Favorisez la ventilation à l’intérieur de la maison pour vous rafraîchir, mais pas seulement ! L’homme dégage de la chaleur, surtout en activité. De plus, le matériel électroménager et audiovisuel dont vous allez vous équiper va aussi produire de la chaleur.
La ventilation naturelle permettra d’évacuer ce surplus de chaleur qui s’accumule dans la maison. Elle permettra aussi d’évacuer l’humidité et de renouveler l’air…

Les ouvrants extérieurs

La ventilation naturelle consiste à faire entrer l’air extérieur par la simple ouverture des parois. La maison doit être complètement traversante. Les façades au vent et sous le vent doivent être entièrement ouvertes. Le vent doit pouvoir entrer mais aussi sortir de la maison, sinon il n’y aura pas de courant d’air !

Soignez particulièrement ces deux façades, elles doivent avoir une porosité la plus grande possible. Une porosité de 35 % est le minimum pour être efficace. Aussi, surdimensionnez les ouvrants de la façade sous le vent par rapport à la façade au vent, cela amplifie le courant d’air à l’intérieur de la maison.

Répartissez correctement les ouvrants de ventilation des façades principales au vent et sous le vent afin d’avoir un écoulement homogène. Des ouvertures à des hauteurs différentes dans ces deux façades amélioreront l’efficacité de la ventilation naturelle.

L’air chaud monte ! Cherchez à installer des ouvertures en position basse pour la façade au vent et en position haute pour la façade sous le vent.

Utilisez aussi des ouvrants pour les deux autres façades, il faut éviter des zones sous-ventilées dans la maison et améliorer ainsi la capacité de ventilation naturelle.

Les pièces principales (cuisine, salon, séjour…) doivent être entièrement traversantes. Installez de grandes fenêtres et faites des ouvertures importantes. Il est utile de pouvoir gérer le débit de la ventilation et l’orientation des courants d’air. Utilisez des jalousies ou des dispositifs avec des lames orientables de préférence à des ouvrants « tout ou rien ».

au_vent_sous_le_ventUne autre astuce est de réaliser une écope de toiture. Cela consiste à faire une ouverture en haut de la toiture permettant ainsi d’évacuer l’air chaud s’accumulant dans la maison. Cette conception de la toiture est très efficace, le vent passant au-dessus de la toiture aspire l’air de la maison. L’écope doit être uniformément répartie.

La construction d’une maison sur pilotis ou sur vide sanitaire ventilé permet de rafraîchir la maison par le sol. De plus, une maison surélevée sera mieux ventilée.

La construction sur pilotis apporte d’autres avantages, comme la possibilité de créer un espace supplémentaire sous la maison pour un garage ou un atelier, de renforcer la sécurité contre les intrusions. La qualité sanitaire de la maison sera améliorée car on s’éloigne des insectes rampants et de l’humidité.

L’agencement intérieur

Plus votre maison laissera traverser le vent, mieux ce sera ! Chaque niveau ou étage de la maison doit être entièrement traversant.

ventilation_amnagement_intrieurRépartissez correctement les pièces et les ouvrants afin d’éviter des zones mal ventilées.

Recherchez une organisation des pièces et du volume ayant le moins possible de parois intérieures non mobiles. Ces parois intérieures doivent avoir une porosité bien supérieure à la porosité des façades ! Un courant d’air doit pouvoir balayer toutes les pièces de la maison.

Évitez les chambres à l’Ouest, le soleil pourrait les chauffer en fin de journée.

La cuisine et les salles d’eau seront plutôt à l’Ouest afin d’éviter les odeurs et l’humidité dans toute la maison.

Évitez de faire une maison trop compacte. Dans les pièces de vie, réalisez des hauteurs sous plafond importantes, au moins supérieur à 2,80 m.

Rapprochez le plus possible les points d’eau de la maison pour limiter les longueurs de tuyaux afin d’éviter les gaspillages d’eau chaude.

Prenez en compte l’orientation des pièces en fonction de leurs principales périodes d’occupation afin de correspondre aux moments d’ensoleillement minimum.

Gardez quand même un minimum d’intimité, et prévoyez des dispositifs de blocage des portes et des parois mobiles en position ouverte la journée.

L’agencement intérieur est l’étape la plus délicate de la conception d’une maison, prenez votre temps ! Élaborez des ébauches de plan et demandez des conseils…

Les brasseurs d’air

Et s’il n’y a pas de vent ? Il vous faudra utiliser des brasseurs d’air au plafond ou des ventilateurs dans toutes les chambres et les pièces principales.

Un brasseur d’air est efficace pour une surface de 15 m². Pour une grande pièce, les brasseurs d’air devront être espacés de 3 mètres au maximum.

Choisissez un brasseur d’air d’un diamètre supérieur à 1,2 m, le plus grand possible. Et installez le avec une hauteur sous plafond la plus grande possible.

Équipez chaque brasseur d’air d’une commande au mur à portée des enfants !

L’éclairage naturel

La stratégie de l’éclairage naturel vise à mieux capter et faire pénétrer la lumière naturelle, puis à mieux la répartir et la focaliser. On veillera aussi à contrôler la lumière pour éviter l’inconfort visuel.

L’utilisation intelligente de la lumière naturelle permet de réduire la consommation électrique consacrée à l’éclairage.

Capter

Une partie de la lumière du jour est transmise par les vitrages à l’intérieur du bâtiment. La quantité de lumière captée dans un local dépend de la nature et du type de paroi vitrée, de sa rugosité, de son épaisseur et de son état de propreté. L’aménagement des abords peut aussi créer une barrière à la pénétration rasante du rayonnement, tout en laissant une large ouverture à la lumière du ciel. Inversement, des surfaces réfléchissantes au sol (dallage, plan d’eau) peuvent contribuer à capter davantage de lumière.

Pénétrer

La pénétration de la lumière dans un bâtiment produit des effets de lumière très différents non seulement suivant les conditions extérieures (type de ciel, trouble atmosphérique, saison, heure du jour et dégagement du site) mais aussi en fonction de l’emplacement, l’orientation, l’inclinaison, la taille et le type des vitrages. L’éclairage latéral fournit une lumière dirigée, qui souligne généralement le relief, mais limitée en profondeur, contrairement à l’éclairage zénithal qui est beaucoup plus uniforme, mais possible qu’au dernier niveau des bâtiments.

Répartir

La lumière se réfléchit d’autant mieux sur l’ensemble des surfaces intérieures des locaux que le rayonnement ne rencontre pas d’obstacles dus à la géométrie du local ou au mobilier, et que les revêtements des surfaces sont mats et clairs. Elle peut également être diffusée par le type même du vitrage utilisé (translucide) ou par des systèmes de réflecteurs, qui permettent à la lumière de gagner le fond du local.

Protéger et contrôler

La pénétration excessive de lumière naturelle peut être une cause de gêne visuelle (éblouissement, fatigue). Elle peut se contrôler par la construction d’éléments architecturaux fixes (surplombs, bandeaux lumineux ou lightshelves, débords de toiture, etc.) associés ou non à des écrans mobiles (marquises, volets, persiennes ou stores).

Focaliser

Il est parfois nécessaire de focaliser l’apport de lumière naturelle pour mettre en valeur un lieu ou un objet particulier. Un éclairage zénithal – ou latéral haut – crée un contraste lumineux important avec l’éclairage d’ambiance, moins puissant. Un atrium au centre d’un bâtiment permet aussi à la lumière du jour de mieux pénétrer dans le bâtiment tout en créant un espace de circulation et de repos attrayant. Des bâtiments hauts et profonds peuvent ainsi recevoir la lumière naturelle en leur cœur par le biais de conduits lumineux.
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