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La conception bioclimatique

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La conception bioclimatique permet la réduction des besoins énergétiques des bâtiments.
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Les Entretiens Cegibat : présentation par Pierre-Maël Gorra (GRDF Cegibat)

Fonctionnement de la conception bioclimatique

L’objectif de la conception bioclimatique est d’obtenir des conditions de vie et de confort d’ambiance adéquats et agréables (température, luminosité, humidité,…). Comment ? De la manière la plus naturelle possible, en mettant avant tout en œuvre des moyens architecturaux tels que l’orientation du bâtiment, les énergies renouvelables disponibles sur le site et en utilisant le moins possible d’énergies extérieures au site.


Dans le cadre de la conception bioclimatique, les six éléments clés à prendre en compte sur le bâti sont :

  • Trouver les bons compromis entre la luminosité naturelle, l’éblouissement et le confort thermique en hiver comme en été.
  • Laisser à l’occupant la possibilité de reprendre la main sur la lumière artificielle.
  • Assurer le confort d’été en évitant les climatisations puissantes.
  • Trouver des solutions de protection solaire permettant d’éviter les surchauffes d’été tout en laissant pénétrer la lumière dans le bâtiment et en favorisant les apports gratuits en hiver.
  • Assurer l’étanchéité à l’air.
  • Optimiser l’inertie thermique à l’aide d’outils de simulation thermique dynamique.
     

Concernant la mise en œuvre, six éléments clés sont également à prendre en compte :

  • Emission : elle doit rester maîtrisable par l’usager.
  • Production : veiller à la compatibilité avec le niveau de température des émetteurs ; faire attention au surdimensionnement.
  • Régulation : anticiper les surchauffes, envisager systématiquement la régulation terminale qui seule prend en compte les apports internes. Sa manipulation doit rester compréhensible par tous.
  • Ventilation : évaluer attentivement les gains par rapport aux pertes (coûts de maintenance, conjonction avec le chauffage, etc.).
  • Consommation des auxiliaires : le CCTP doit être précis et accompagné d’un effort pédagogique sur le chantier.
  • ENR : être vigilant sur la complexité des schémas.
     

 

7 techniques pour concevoir un bâtiment bioclimatique

Les dalles actives

Le principe consiste à faire circuler de l’air extérieur ou de l’eau dans les planchers de l’immeuble afin de refroidir la masse thermique du bâtiment.

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Les étagères à lumières

Il s’agit d’un petit auvent de protection solaire, dont la surface supérieure est réfléchissante, combiné à un bandeau vitré situé au-dessus, dont le rôle est d’autoriser la pénétration dans le local du rayonnement solaire réfléchi sur la partie supérieure de l’étagère. 

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Les façades et toitures végétalisées

Elles permettent d’améliorer le confort d’été tout en contribuant aux exigences urbanistiques de végétalisation de parcelle.

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Les puits de lumière

Un puits de lumière est une ouverture zénithale vitrée (au plafond) qui permet de laisser passer la lumière du jour et de la diffuser à l’intérieur du bâtiment. Il est constitué d’une vitre ou d’un dôme collecteur de lumière naturelle et d’un diffuseur (qui est souvent une paroi blanche).

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Les protections solaires intérieures

Elles ont pour objectif de casser le rayonnement solaire afin qu’il n’arrive pas sur les occupants et de favoriser le confort visuel en limitant l’éblouissement. 

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Les protections solaires extérieures

A l’extérieur des façades, les protections sont beaucoup plus efficaces contre les surchauffes solaires car elles empêchent le rayonnement de pénétrer à l’intérieur des locaux.

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Les puits canadiens et provençaux

Cette technique permet de préchauffer ou de pré-refroidir l’air neuf d’un système de ventilation mécanique par l’intermédiaire d’un conduit d’amenée d’air enfoui à quelques mètres dans le sol.

Télécharger le focus sur les puits climatiques

Dimensionnement de la conception bioclimatique

La conception bioclimatique a pour ambition d’offrir un confort d’ambiance global (thermique, visuel, olfactif) au fil des saisons, d’assurer santé et bien-être ainsi qu’une bonne qualité d’usage du bâtiment. D’un point de vue thermique, il s’agit de se protéger des surchauffes l’été, et limiter les consommations d’énergie en hiver notamment grâce à des apports de chaleur gratuite. Ainsi, différentes techniques bioclimatiques permettent des gains non négligeables sur la puissance nécessaire en froid. Une étude de GRDF a chiffré ces gains pour un bâtiment en zone H1a :  

  • Les puits climatiques (-19 %).
  • Les stores extérieurs (-10 %).
  • Les stores extérieurs automatiques (-10 %).
  • La puissance d’éclairage (8W/m2 contre 14 W/m2) (-8 %).
  • Vitrage contrôle solaire (-5 %).
  • Casquette (-4 %).
  • Toiture végétalisée (-2 %). 

Si la conception bioclimatique représente un investissement, il n’est pas nécessairement conséquent. L’étude montre ainsi que certaines techniques bioclimatiques, simples et peu coûteuses, permettent des économies d’énergie non négligeables.  

Bâtiments "bioclimatiques"

Puissance froid (kW) *

Coût du bâtiment (k€) **

H1a

H2b

H3

Bâtiment de base :

Stores intérieurs et éclairage à 14 W/m2

275

261

274

5 034 

Scénario 1 : 

Stores extérieurs, éclairage à 8 W/m2, puits canadiens

137

- 50%

141

- 46%

145

- 47%

+ 100 k€

+ 2%

Scénario 2 : 

Stores extérieurs, éclairage à 8 W/m2, toiture végétalisée

174

- 37%

180

- 31%

165

-40%

+ 135 k€

+ 2.7%

Scénario 3 : 

Stores extérieurs, éclairage à 10 W/m2

185

- 33%

192

-26%

176

-36%

+10 k€

+0.2%

 

Dimensionnement conception bioclimatique

Indication tarifaire pour la conception bioclimatique

Le prix d’une conception bioclimatique varie en fonction de chaque projet et diffère selon de nombreux facteurs tels que les techniques utilisées, les types de bâti, les surfaces couvertes, etc. 

Solution utilisant ce produit

Bâtiment bioclimatique

Conception bioclimatique & chaudière à condensation

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2 commentaires sur cet article
Par Question, le 21/03/2017 à 14:52
Président SAS PAeE
Excellent article de sensibilisation
Mon questionnement concerne les éléments de coûts indiqués pour l'exemple le bâtiment de base correspond à la maquette ? quelle surface nombre étages etc
Par Cegibat, le 22/03/2017 à 11:33
La conception bioclimatique
Bonjour,
Merci pour votre commentaire.
L’image ne correspond pas au bâtiment de l’étude. Dans celle-ci nous avons pris un bâtiment de bureaux de 3300 m² répartis en 5 niveaux.
Cordialement, l'équipe CEGIBAT