Comment incorporer la conception solaire passive dans vos projets d'architecture ?

Bien que le soleil soit à près de 150 millions de kilomètres, cette étoile a eu le plus grand impact sur notre planète. Par définition, « l'énergie solaire passive est la collecte et la distribution de l'énergie obtenue par le soleil par des moyens naturels ». Le concept simple et le processus de mise en œuvre de systèmes d'énergie solaire passive ont fourni aux bâtiments la chaleur, l'éclairage, l'énergie mécanique et l'électricité de la manière la plus respectueuse de l'environnement possible.

Principes de base de l'énergie solaire

L'énergie solaire passive est basée sur un seul élément, le soleil. Une fois que le rayonnement solaire atteint la surface de la Terre, les rayons peuvent être absorbés, réfléchis et/ou transmis. Tous les matériaux n'absorbent pas le soleil de la même façon. Par exemple, une surface polie/brillante réfléchit le rayonnement en plus grande quantité que des surfaces mates. Les surfaces sombres absorbent la chaleur en plus grande quantité que les surfaces claires. Certaines surfaces transmettront le rayonnement et l'emmagasineront en même temps, créant « l'effet de serre ».

Que sont les systèmes passifs ?

Les systèmes passifs « collectent et transportent l'énergie par des moyens non mécaniques, naturels ». La maçonnerie (béton, briques, pierres) et l'eau (mur d'eau, étangs de toiture) sont les deux matériaux les plus couramment utilisés pour le stockage du rayonnement. La configuration des systèmes passifs se compose de trois types : gain direct, gain indirect et gain isolé.

21 stratégies de conception solaire passive

1. Emplacement par rapport au soleil : L'absorption optimale du soleil est cruciale ; le projet doit être construit de manière à profiter pleinement du soleil en été comme en hiver.

2. Conception de la structure : Un bâtiment allongé le long de l'axe est-ouest entraîne une absorption supplémentaire de la lumière du soleil sur le côté sud pendant la saison hivernale.

3. Attention au côté nord : Réduire la hauteur du côté nord minimise l'exposition. Peindre un mur adjacent avec des couleurs claires peut aider à réfléchir la lumière du soleil sur le mur nord.

4. Affectation des pièces intérieures : Placer des pièces très utilisées le long des façades sud-est, sud ou sud-ouest assure une absorption maximale.

5. Emplacement de la fenêtre : Grandes fenêtres sur les côtés sud pour un ensoleillement maximal ; fenêtres plus petites au nord.

6. Entrée abritée : Orienter la porte d'entrée loin de la direction du vent et/ou ajouter un pare-brise.

7. Choix des matériaux : Consulter les pourcentages d'absorption d'énergie de chaque matériau.

8. Sélection du système : Chaque projet a des exigences spécifiques.

9. Façades vitrées / Fenêtres solaires : Orientées plein sud. Recommandation : 0,19 à 0,38 m² de verre orienté plein sud pour chaque m² de plancher (climats froids).

10. Lanterneaux : Puits de lumière et/ou claire-voie pour distribution directe de lumière solaire.

11. Accumulateur de chaleur en maçonnerie : Murs d'une épaisseur minimale, intérieur légèrement coloré, plancher foncé.

12. Mur d'eau intérieur : Situé face à la lumière du soleil aux heures de pointe (11h-15h), couleur foncée.

13. Thermique / Mur Trombe : Couche extérieure construite côté ensoleillé, faite de maçonnerie et de verre.

14. Dimensions du mur : Dans les climats froids, 0,43 à 1 m² de mur de stockage thermique à double vitrage orienté sud pour chaque m² de plancher.

15. Serre attenante : Dans les climats froids, 0,65 à 1,5 m² de double vitrage orienté plein sud pour chaque m² de bâtiment.

16. Serre autoportante : Allonger l'axe est-ouest, peindre le côté nord en couleurs claires.

17. Étang de toiture : Profondeur de 15 à 30 cm, contenants imperméables de couleur foncée.

18. Isolation mobile : Recouvrir les panneaux de verre avec des systèmes d'isolation mobiles pour diminuer la chaleur dégagée la nuit.

19. Réflecteurs : Pour les vitrages verticaux, utiliser un réflecteur horizontal d'une largeur approximativement égale.

20. Ombrage : Ombrager le vitrage sud avec un porte-à-faux horizontal.

21. Isolation extérieure : Placer des panneaux isolants sur le côté extérieur si les murs extérieurs sont utilisés comme murs thermiques.

Toutes les recommandations sont tirées du livre The Passive Solar Energy Book d'Edward Mazria.