Les dix clés du confort d'été

Le confort d’été s’impose désormais comme un objectif majeur de la RE 2020, la nouvelle réglementation environnementale entrée en vigueur le 1er janvier dernier. Si la RT 2012 en avait posé les bases, le législateur a enfoncé le clou en introduisant notamment un nouvel indicateur exprimé en degrés-heures (DH), soit le nombre d'heures d'inconfort estival relevées au sein des bâtiments sur une période donnée. Ce dernier ne doit pas dépasser 1 250 DH et idéalement se situer sous la barre des 350 DH. Les maisons neuves sont en effet conçues pour être frugales en énergie. Mais sur ces bâtiments ultraperformants affichant peu de déperditions, les apports solaires bénéfiques l’hiver peuvent provoquer des surchauffes aux beaux jours. « Pour assurer une température intérieure agréable et éviter d’avoir recours à la climatisation, il faut compter avec des solutions rafraîchissantes qui tendent à valoriser cette valeur DH », détaille Lara Laugar, cheffe de projet énergie et environnement au sein du bureau d’études Senova. Du choix des occultations solaires à celui de leur gestion automatisée en passant par les systèmes alternatifs de refroidissement ou thermodynamiques, les options ne manquent pas pour garder votre maison au frais sans nuire à vos consommations d’énergie et vos émissions de gaz à effet de serre. Démonstration.   

Fraîcheur réglementaire

Exit la TIC qui traduisait l’inconfort d’été dans la précédente réglementation, désormais il faut compter avec un nouvel indicateur introduit par la RE 2020. L’indice cumulatif en degrés-heures (DH), soit le nombre d'heures d'inconfort estival. « La RE 2020 considère en effet qu’un bâtiment devient inconfortable lorsque sa température intérieure dépasse le seuil de 28 °C le jour et 26 °C la nuit », détaille Lara Laugar. Pour modéliser cette notion, la RE 2020 introduit dans son moteur de calcul le comportement estival des maisons avec les degrés heures d’inconfort (DH). Il s’agit d’une simulation intégrant le fichier météo dont dépend le projet avec des séquences caniculaires et une utilisation renforcée des protections solaires. Petite nouveauté, « cet indicateur possède à fois un seuil haut et bas », indique Lara Laugar. Trois possibilités sont alors envisageables.
Si les DH sont trop élevés et supérieurs au seuil maximal (DH > 1 250), le projet n’est pas conforme à la RE 2020 et ne pourra tout simplement pas voir le jour. Le bureau d’études doit alors refaire ses calculs pour que la maison reste dans les clous de la RE 2020. Si les DH sont conformes et inférieurs au seuil bas (DH < 350), pas de problème, le projet de maison est validé sur son aspect confort d’été. L’usage d’une climatisation n’est pas nécessaire. Si les DH sont compris entre les deux seuils hauts et bas (DH > 350 et < 1250), le confort d’été est respecté, mais il y a un risque d’inconfort. « La réglementation prévoit alors une pénalisation avec une application de consommations forfaitaires liées à l’éventuelle installation d’une climatisation », explique Lara Laugar. « Cette valeur forfaitaire de consommation est proportionnelle à la valeur de DH. Ainsi, plus la valeur DH est basse, moins la valeur forfaitaire sera élevée. » L’objectif reste d’éviter autant que faire se peut l’installation ultérieure d’un tel système.

1- Réduire le facteur solaire

Être conforme au seuil minimal de DH sans avoir recours à la climatisation passe par une conception bioclimatique pertinente de la maison. Une évidence avec des surfaces vitrées qui représentent aujourd’hui près de 17 % de la surface des murs. Les pièces de jour étant orientées préférentiellement vers le sud pour favoriser les apports de chaleur et de lumière gratuits l'hiver, elles devront donc impérativement être protégées du soleil l'été. « La réglementation rend obligatoire la pose de protections verticales pour le séjour, la cuisine et la salle à manger », rappelle la chef de projet énergie et environnement. Stores, volets ou brise-soleil peuvent même se déployer automatiquement grâce à des capteurs et des automatismes dès que la température commence à grimper.

Les débords de toit sont une solution intéressante pour augmenter l’ombre portée sur le mur et limiter l’impact du rayonnement solaire, si toutefois les règles d’urbanisme de la commune l’autorisent. Cette solution va aussi dépendre de l'architecture. Avec un toit plat ou toit terrasse, il n'y a pas de débord. Il faudra donc prévoir des casquettes. Ce sont des avancées en dur qui empêcheront les rayons solaires d'entrer dans la maison l'été. L’utilisation de végétaux à feuilles caduques sur ou en avant de la façade à protéger, constitue également une réelle solution anti-chaleur.

2- Optimiser l'inertie thermique

Les matériaux mis en œuvre conditionnent en partie le confort d'été de la maison. Autrement dit, plus la maison aura une masse élevée et plus les transferts de température entre l'extérieur et l'intérieur seront décalés dans le temps. On parle d’inertie et de déphasage. L'inertie thermique est la capacité des matériaux (murs, toiture et isolant) à absorber la chaleur sans se réchauffer. Les parois à forte inertie stockent l’énergie sans augmentation conséquente de température. Plus l'inertie des matériaux mis en œuvre sera élevée et mieux la maison pourra résister aux pointes de chaleur estivales. « Une inertie dite lourde est valorisée par le moteur de calcul », souligne Lara Laugar.

Les possibilités de stockage des calories par les matériaux n'étant pas infinie, l'inertie thermique conduit au déphasage. Concrètement, il s'agit du temps que la température extérieure met à entrer dans la maison. Les avantages d'un long temps de déphasage ? L'été, la chaleur aura plus de difficulté à envahir la maison tandis que la fraîcheur nocturne sera conservée plus longtemps dans la journée. À condition de se protéger efficacement des rayons solaires. Si la plupart des matériaux peuvent se prévaloir de telles qualités, rappelons néanmoins que les maisons à ossature bois possèdent une faible inertie. « Pour l'améliorer, il sera préférable d'opter par exemple pour un plancher béton et des parois extérieures assez épaisses. »

3- Choisir de bons isolants

L’isolation est également l'un des facteurs clés du bien-être été comme hiver. Elle garantit des consommations d'énergie réduites au strict minimum et assure surtout un très haut niveau de confort en toute saison. Là aussi, le déphasage thermique des différents matériaux va jouer un rôle essentiel. Pour éviter les surchauffes, il faut en effet privilégier un déphasage théorique d’au moins dix heures, qui permet à la fraîcheur de la nuit d’entrer le jour dans la maison.

En la matière, les isolants biosourcés se distinguent haut la main. Ils possèdent en effet le meilleur déphasage, comme la laine de bois ou la fibre de bois (dix heures), la paille (quinze heures) ou encore le liège (onze heures). « On choisira notamment les matériaux biosourcés pour isoler les parois orientées à l’ouest, car ils offrent un meilleur déphasage que les laines minérales, contribuant ainsi à un meilleur confort d’été », confirme Lara Laugar. En revanche, le polystyrène ou la laine de verre ne sont pas les mieux placés pour le confort d’été puisqu’ils atteignent en moyenne un déphasage de trois heures.

Pour autant, les solutions traditionnelles sont toujours bien implantées et certaines ont vu leur composition modifiée, à l’instar de la laine de verre qui intègre désormais un liant 100 % biosourcé à base de matières premières issues des industries sucrières et céréalières. Si cette nouvelle composition a permis d’améliorer plusieurs indicateurs de l’analyse du cycle du produit (ACV), elle contribue dans une moindre mesure à améliorer le comportement du matériau.   

4- Opter pour des brise-soleil mobiles

Freiner les ardeurs du soleil, dompter la température et la lumière, c’est précisément le rôle du brise-soleil ou BSO. Comment ça marche ? En stoppant les rayons avant qu’ils ne viennent frapper la vitre, le BSO régule les échanges thermiques. « Le système optimise la gestion des apports solaires : ouvert, il laisse le soleil chauffer l’habitation ; fermé, il protège de la chaleur et des regards indiscrets sans obturer complètement la vue », explique-t-on chez Stores Marquises. De quoi faire baisser sensiblement la température intérieure. 

Le BSO s’associe aisément à un système domotique. Dès que la température grimpe à l'intérieur, il se déploie pour créer une ombre portée sur la fenêtre. Autre atout : le brise-soleil est aujourd'hui capable de couvrir de grandes baies, jusqu’à 4 m 50 d’un seul tenant. Côté esthétique, nul risque de rompre l’harmonie architecturale de votre construction. Le système s’intègre dans une niche située sur la façade en partie haute et disparaît le plus généralement dans un caisson laqué. Son design épuré et moderne en fait même l’allié des réalisations les plus contemporaines.

5- Jouer avec les stores

Les stores extérieurs constituent aussi les garants d’une température régulée. Plébiscités pour leur esthétique soignée, ils intègrent en outre des technologies de pointe. Les derniers modèles proposés sont autonomes en consommation électrique grâce à la technologie solaire. « La présence d’un store vous permet à la fois de filtrer 90 à 100 % des rayons UV (grâce à l’épaisseur de sa toile), d’annuler les effets des infrarouges en régulant confortablement la température et d’éviter tout éblouissement », détaille-t-on chez Stores Marquises. 

Comment choisir la toile ? « Il s'agit de combiner les critères de confort visuel et d'efficacité thermique : indice de protection de la chaleur, pourcentage de rayons infrarouges bloqués par la toile, mais aussi transmission visuelle. Le grammage du produit doit également retenir votre attention. Plus il est fin, plus la toile sera de moindre qualité. Pour faire un parallèle, il s’agit de la même différence entre un drap et une couverture. »

Certaines toiles bénéficient de réelles avancées technologiques permettant de faire progresser le bien-être en été. Des modèles dits micro perforés permettent à la chaleur absorbée de s’évacuer naturellement grâce à une circulation de l'air sous le textile. D’autres, dits à haute performance thermique, sont dotés d’une face métallisée qui renvoie le rayonnement solaire à l'extérieur empêchant le réchauffement intérieur de toutes les surfaces vitrées.

Les volets permettent, eux aussi, d’abaisser le coefficient de transmission thermique. Pour éviter les entrées d’air chaud, il est évidemment préférable de les garder fermés en été. En automatisant leur ouverture ou leur fermeture en fonction de la température extérieure et de la luminosité, vous pourrez gagner de précieux degrés de fraîcheur et améliorer considérablement le confort d’été.

6- S'offrir une pergola bioclimatique

Dans sa version bioclimatique et accolée à la maison, la pergola permet aussi une juste maîtrise des apports solaires. « C’est une structure dans laquelle chauffage et aération sont obtenus en tirant le meilleur parti du rayonnement solaire et de la circulation naturelle de l’air », explique-t-on chez Si Tech Industrie, entreprise spécialisée dans la fabrication de pergolas bioclimatiques.

Grâce aux lames orientables dont leur toiture est pourvue, les pergolas peuvent, selon la position de ces dernières, à la fois bloquer les rayons du soleil en été en créant une ventilation rafraîchissante et les laisser passer en hiver de manière à optimiser les apports de chaleur à l'intérieur de la maison. L’emplacement de la pergola se définit quant à lui en fonction des éléments naturels et de l’exposition. « On va chercher à tirer le meilleur parti du rayonnement solaire et de la circulation de l'air de manière à réduire les besoins énergétiques, à réguler et maintenir des températures agréables, à contrôler l'humidité tout en valorisant l'éclairage naturel », indique ce professionnel.  

7- S'équiper de fenêtres efficaces

Les fenêtres sont l'autre composante essentielle de la performance de la maison. Si elles éclairent les pièces, elles font aussi entrer les calories solaires à l'intérieur. Une couche de métal transparent empêche ces mêmes calories de sortir (c'est le vitrage à faible émissivité). Un chauffage naturel qui permet d'économiser de l'énergie. C'est d'ailleurs pour cette raison que la réglementation impose une surface de baies vitrées égale au minimum à 1/6 de la surface des murs.

Avec des maisons surisolées et étanches, les apports solaires peuvent provoquer des surchauffes, notamment dans les pièces orientées au sud. On pourra donc les équiper de fenêtres adaptées, munies de vitrages à contrôle solaire. Comment ça marche ? La face intérieure de la vitre en contact avec l'extérieur est recouverte d'une fine couche réfléchissante. De quoi laisser passer la lumière en empêchant la chaleur d'entrer. Ce qui évite de transformer la maison en étuve l'été.

8- Installer la surventilation

La ventilation naturelle joue un rôle important dans le confort de la maison, notamment la nuit. Pour rappel, la ventilation naturelle fonctionne grâce à deux phénomènes physiques : la convection et le vent. L'air plus chaud a tendance à monter et crée ainsi une dépression qui amène de l'air froid. La différence de pression génère alors un courant d'air. Il suffit ainsi d'ouvrir les fenêtres de deux façades opposées afin de générer un courant d'air. La température descendra rapidement sans consommer un seul kilowatt !

Certains systèmes sont ingénieux. Des capteurs mesurent la température intérieure. Dès qu'elle dépasse un certain niveau, ils commandent l'ouverture d'une fenêtre du rez-de-chaussée et d'une fenêtre de toit. L'air frais entre dans la maison et chasse vers le haut l'air chaud qui est ainsi évacué par effet de tirage. Le dispositif peut aussi être piloté au doigt et à l’œil via une tablette ou un smartphone et une appli dédiée.

Avec ces dispositifs, on peut aller plus loin dans le rafraîchissement. « Il s’agit de proposer des solutions globales répondant à des besoins de confort, d’économies et de facilité dans la maison », explique-t-on chez Velux. « Une stratégie étudiée du confort d’été passe par l’exploitation maximale des automatismes qui gèrent l’ouverture des fenêtres et leurs protections solaires extérieures en fonction des conditions météorologiques », assure Lara Laugar. La gestion dynamique de tous ces équipements permet de réguler la température intérieure et de maintenir de la fraîcheur dans la maison, même en l’absence de ses occupants. Grâce à des capteurs de température intérieure et de radiation solaire, on peut espérer réduire la température jusqu’à 9° de manière naturelle !

Les systèmes de ventilation et de surventilation ne font pas que rafraîchir. En évacuant l'air chaud, ils chassent aussi les substances indésirables comme les Composés organo volatiles ou le dioxyde de carbone. Autre point important : avec la RE 2020, il faut vérifier l’efficacité des VMC pour assurer un bon renouvellement de l’air intérieur. Un point essentiel pour des maisons qui seront toujours plus étanches à l’air.

En ouvrant simultanément, à la nuit tombée, une fenêtre placée dans la cage d’escalier et une seconde située au rez-de-chaussée, on provoque un appel d’air. Lorsque la température extérieure est inférieure à la température intérieure, la chaleur accumulée durant la journée est alors évacuée pendant la nuit grâce au phénomène de tirage thermique. L’air chaud accumulé durant la journée est remplacé par l’air frais entrant. La température intérieure d’un séjour peut être abaissée jusqu’à 4°.

9- Miser sur le rafraîchissement

Pour autant, il est possible de rafraîchir les maisons neuves sans climatiser grâce à des systèmes thermodynamiques, qui permettent d’abaisser rapidement la température intérieure, donnant ainsi une sensation de confort.

Certaines pompes à chaleur sont notamment équipées d'un système de rafraîchissement. En été, l'eau qui circule dans la boucle de chauffage centrale sera tout simplement froide. En hiver, on retourne à la fonction chauffage. Autre possibilité : les fondations thermoactives. Comment ça marche ? Une boucle d'eau (de simples tuyaux) sont placés dans les fondations, là où la température est constamment à 10/12 °C. Cette eau fraîche est réinjectée via la pompe à chaleur dans le plancher chauffant qui, du coup, devient rafraîchissant sans dépenser d'énergie (la Pac n'assure que la circulation de l'eau). Simple, efficace et écologique, ce système reste encore un peu cher. Il devrait pourtant se développer, ce qui entrainera une baisse des prix. 

Moins performant qu’une climatisation, le plancher rafraîchissant n’émet aucun bruit, ne filtre pas l’air, ne prend pas de place et consomme peu d’énergie. En inversant le cycle thermodynamique, la température de l’eau du circuit descend autour de 15 à 20 °C. L’eau du plancher circule en boucle et lorsqu’elle passe dans l’échangeur, elle évacue les calories à l’extérieur : une température largement suffisante pour passer un été au frais dans son salon.

Il y a quelques années, on parlait beaucoup du puits canadien ou provençal (puits climatique dans la RT 2012). C'est un procédé qui apporte une ventilation naturelle : l’air insufflé dans le bâtiment passe au préalable dans un réseau de conduits enterrés qui va le rafraîchir en été et le réchauffer en hiver (à 1 m sous terre, la température reste toute l'année entre 10 et 12 °C). Le puits climatique est généralement couplé à un système de ventilation double flux de la maison. De quoi abaisser la température de la maison de 3 à 5 °C en été. Pas toujours facile à mettre en œuvre, assez cher, le puits climatique nécessite une réalisation minutieuse et un entretien régulier.

10- Optimiser la climatisation

L'un des objectifs de la RE 2020, c'est d'éviter la climatisation, un dispositif jugé peu écologique et gourmand en énergie. L'emploi d'un tel système est d’ailleurs pénalisé par la réglementation. Pour autant, climatiser reste possible. À condition de renforcer considérablement la performance du bâti. Ce qui revient, au bout du compte, à bâtir une maison passive. Ces villas sont si performantes qu'elles peuvent se passer de chauffage en hiver... et de climatisation en été, sans nuire au confort de leurs habitants ! Le secret ? Un bâti ultra efficace, mais aussi une conception bioclimatique active. Dès que la température extérieure commence à monter, des capteurs déploient des protections solaires, ce qui permet de garder la maison au frais.

Outre une conception bioclimatique, une isolation et une étanchéité renforcée, la maison passive est généralement équipée d'une ventilation double flux. Grâce à son échangeur de chaleur, la double flux préchauffe l'air entrant avec les calories de l'air sortant, un dispositif qui peut être désactivé en été. Autre atout : l'air est filtré et se retrouve débarrassé des poussières, pollens et autres substances nocives pour la santé.