Confort d’été : solutions pour rafraîchir sa maison neuve

Depuis la Réglementation thermique 2012, le chauffage est un sujet maîtrisé par les constructeurs. Les maisons sont confortables pour des consommations énergétiques très faibles. En revanche, l’été la situation se gâte. Les retours d’expériences, depuis bientôt dix ans, montrent que si la RT 2012 a atteint ses objectifs pour le confort d’hiver, son talon d’Achille réside dans une possible surchauffe estivale. Une source d’inconfort majeure lorsque les températures atteignent des niveaux élevés.

De plus en plus chaud. Cette question est d’autant plus importante que, selon Météo France, les épisodes de canicule vont augmenter en fréquence et en intensité dans les années à venir. Ce n’est donc pas un hasard si le confort d’été est scruté de très près par la future Réglementation environnementale 2020 (RE 2020), qui remplacera la RT 2012 en 2022. Mais au-delà des textes, vous disposez de très nombreuses solutions pour rafraîchir votre maison en été tout en réduisant vos consommations d’énergie et vos émissions de gaz à effet de serre.

Tout commence par les matériaux

Pour atténuer le risque d’inconfort estival, tout commence par la conception de la maison et le choix des matériaux. Ils doivent posséder une bonne inertie et offrir un temps de déphasage de température efficace. Et il faut bien sûr se protéger du soleil.

L’inertie fait avancer le confort. L’inertie thermique représente la capacité d’un matériau à stocker l’énergie. Si son inertie est forte, il mettra plus de temps à s’échauffer et à se refroidir. Ainsi, il permet de maintenir une température fraîche plus longtemps en été et une température intérieure importante plus longtemps en hiver. Les matériaux structurels comme le bloc béton et la brique possèdent une bonne inertie. A contrario, la faible inertie du bois devra être compensée par des planchers lourds (dalle ou chape béton) ou par des cloisons séparatrices lourdes de type carreaux de plâtre.

Avantage au déphasage. Le déphasage thermique, correspond au temps que la chaleur met pour traverser un isolant. C’est l'un des facteurs essentiels du confort d’été. Pour éviter les surchauffes, il faut privilégier un déphasage théorique d’au moins dix heures, qui permet à la fraîcheur de la nuit d’entrer le jour dans la maison. Les isolants naturels possèdent le meilleur déphasage, comme la laine de bois (dix heures), la paille (quinze heures) ou encore le liège (onze heures). 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.

Réduire les apports solaires. Pour ne pas souffrir de la chaleur, il faut limiter au maximum les apports thermiques, notamment sur la façade exposée au sud. La réglementation prévoit la pose de protections extérieures. Stores, volets ou brise-soleil peuvent même se déployer automatiquement grâce à des capteurs et des automatismes dès que la température commence à grimper. Il est également possible d’utiliser des vitrages à contrôle solaire, qui laissent entrer la lumière tout en bloquant la chaleur. Enfin, des arbres à feuilles caduques « amortiront » les rayonnements en été, mais les laisseront passer en hiver, lorsqu’ils auront perdu leurs feuilles.

La RE 2020 et le confort d’été

Si le permis de construire est déposé avant le 1er janvier 2022, la maison devra être conforme à la RT 2012. Un texte qui traite le confort d’été via un indicateur spécifique, la Température intérieure conventionnelle ou TIC. Grosso modo, toutes les solutions techniques doivent être mises en œuvre pour que la TIC de la maison soit inférieure, pendant cinq jours, à une TIC maximale. Les objectifs et les moyens sont définis par l’étude thermique obligatoirement réalisée par un bureau d’études au stade de la conception. Mais les résultats ne sont pas toujours à la hauteur.

La RT 2012 et la future RE 2020 imposent des protections solaires. Les brise-soleil permettent d’apporter de l'ombre, notamment sur la façade la plus chaude. www.maisons-moyse.fr © Moyse

Fraîcheur réglementaire. Pour cette raison, le confort d’été s’affiche comme un objectif majeur de la RE 2020, qui s’appliquera aux permis de construire déposés à compter du 1er janvier 2022. 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.

Confort d'été modélisé. Pour modéliser cette notion, la RE 2020 va introduire 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. Les DH représentent la somme sur l’année du nombre d’heures en inconfort. Trois possibilités sont envisageables.

• Si les DH sont trop élevés et supérieurs au seuil maximal (DH > 1 250), le maître d’œuvre doit tout simplement revoir sa copie ! Car dans ce cas, le projet n’est pas conforme à la RE 2020 et ne peut donc pas être bâti. 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 une pénalisation sur le coefficient de consommation d’énergie primaire (CEP). Dans ce cas, le moteur de calcul fait une simulation avec l’ajout d’une climatisation dite fictive pour évaluer son impact. L’objectif étant d’éviter autant que faire se peut l’installation ultérieure d’un tel système.

Plancher rafraîchissant : simple et efficace

Si la maison est bâtie dans le sud de France et que vous craignez les chaleurs estivales (elles peuvent désormais survenir dans toutes les régions de France), des solutions techniques existent pour forcer le refroidissement de la maison et abaisser rapidement les températures intérieures. C'est l'une des solutions qui permet de respecter assez facilement les exigences de la RE 2020.

Le plancher chauffant-rafraîchissant raccordé à une Pac air/eau réversible permet d’abaisser la température intérieure de 4° environ. www.rehau.fr © Rehau

Cinq degrés de moins. Avec le boom des pompes à chaleur (d'après Domexpo, près de 80 % des maisons neuves en sont directement équipées et elles le seront probablement plus avec la future réglementation environnementale), le plancher chauffant s’impose. En optant pour une pompe à chaleur réversible air/eau, ce plancher devient même rafraîchissant en été ! Pour un budget compris entre 10 000 et 15 000 €, cette PAC combine tous les avantages du chauffage basse température par le sol l’hiver et refroidit les pièces de 3 à 5 °C l’été. Ici, il n’est pas question de traitement d’air. Si l’abaissement de température n’est pas aussi net et rapide qu’avec une PAC air/air, il est suffisamment important pour ressentir une sensation agréable de fraîcheur.

Economies d’énergie. 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.

La Pac air/air souffle le chaud et le froid

Double fonction. Les climatiseurs qui ne fournissent que du froid n’existent plus. Ils ont été remplacés par les Pac air/air réversibles qui assurent la fonction de chauffage et de rafraîchissement. Une solution techniquement adaptée au neuf. Les Pac air/air se composent d’une unité extérieure et intérieure (monosplit) ou de plusieurs unités intérieures (multisplit) placées dans les différentes pièces que l’on souhaite chauffer ou rafraîchir, le tout étant relié par des gaines. La température de chaque pièce peut être réglée différemment.

Invisible. Côté esthétique, il est possible de mixer les unités intérieures entre consoles dans le salon et splits muraux dans les chambres. Les gaines passent dans les murs et sont totalement invisibles, ce qui évite de nuire à l’esthétique intérieure de la maison et à la décoration. La chaleur est alors absorbée par le fluide réfrigérant qui circule dans l'unité intérieure. Comptez entre 7 000 et 12 000 € en fonction de la puissance et du nombre de splits.

Free-cooling : effet cheminée

Pourquoi ne pas profiter de phénomènes physiques naturels connus depuis toujours, un peu oubliés, mais très efficaces pour rafraîchir. Ce refroidissement dit passif consiste à valoriser la fraîcheur naturelle qu'offrent l'air et le sol, des réservoirs de fraîcheur 100 % renouvelables et totalement décarbonés !

Phénomène physique. Depuis les frères Montgolfier, on sait que l’air chaud, pour un même volume, est plus léger et moins dense que l’air froid. Alors pourquoi ne pas ne pas profiter de cette loi physique pour refroidir la maison ? Le système est simple et connu depuis très longtemps, mais il s’est modernisé grâce à la domotique.

Effet de tirage. Le free-cooling consiste à créer un effet cheminée entre le rez-de-chaussée et l’étage. Ce système de ventilation nocturne permet de refroidir les murs, plafonds et planchers et de stocker la fraîcheur la nuit pour la restituer dans la journée. D’où l’importance du déphasage et de l’inertie des matériaux mis en œuvre.

Température abaissée. 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 naturellement pendant la nuit grâce au phénomène de tirage thermique. L’air chaud accumulé durant la journée est remplacé naturellement par de l’air frais. La température intérieure d’un séjour peut être abaissée jusqu’à 4°.

Géocooling : la fraîcheur de la terre

Et si la géothermie, une technique efficace pour chauffer sa maison, servait aussi à la rafraîchir ? C’est possible en exploitant les caractéristiques naturelles du sous-sol. À seulement quelques mètres de profondeur (2 à 3 m), la température du sol est constante tout au long de l’année. Selon la région et l’altitude, elle est comprise entre 8 et 16 °C. L’idée est donc de la capter et de la diffuser dans la maison. Ce que la géothermie de surface peut tout à fait réaliser.

Circulation fluide. Le principe du geocooling : consommer très peu d’énergie en sollicitant uniquement les pompes de circulation et non les pompes à chaleur, plus énergivores, par une simple circulation du fluide dans la boucle. Le plancher est rafraîchi par le fluide frigorigène de réseau de chauffage et les calories captées au niveau du plancher chauffant/rafraîchissant sont évacuées par un fluide dans le terrain. Si les capteurs horizontaux sont adaptés, les corbeilles géothermiques le sont encore plus. Ici, les capteurs s’enroulent en forme de serpentins pour ensuite être placés dans un puits creusé dans le sol. Un système très efficace !  

Puits climatique : le retour ?

Maltraité par les équations de la RT 2012, le puits canadien est aujourd’hui très rare dans les maisons neuves. Mais à la faveur de la RE 2020, il pourrait revenir en grâce. Il ne nuit pas à l’étanchéité de la maison et surtout, il procure un rafraîchissement 100 % naturel. En effet, si le nouvel indice degrés-heures de la RE 2020 dépasse 350, des pénalités forfaitaires s’appliquent à la maison. Ce qui pourrait bien inciter les concepteurs à mettre en œuvre des moyens de rafraîchissement passif bien vus dans le nouveau texte. Et le puits climatique (canadien ou provençal) figure en bonne place parmi les solutions envisageables.

Comment marche ? Ce système repose, comme le géocooling, sur le fait que la température du sous-sol est constante (entre 8 et 16° selon la saison). L’installation se compose d’une entrée d’air dans le jardin pour capter l’air ambiant et de canalisations enterrées entre 1,5 et 2,5 mètres pour le refroidir et l’acheminer jusque dans la maison. En moyenne des différences de température de 7 à 12 °C entre l’air entrant dans le puits et l’air sortant sont constatées.

Tranchées et conduits. La construction de la maison est le moment idéal pour l'installation des conduits puisque l’on peut profiter des tranchées utilisées pour les servitudes (eau, assainissement, électricité, etc). Selon la nature du terrain, la pose d’un puits canadien fourni -posé revient 10 à 15 €/m3 de terrassement.

Les bons tuyaux. Il faut naturellement une diffusion de l’air associée au puits climatique. Elle peut être fournie par une VMC simple ou double flux (cette dernière récupère les calories ou les frigories de l’air sortant pour préchauffer ou pré-rafraîchir l’air sortant). Attention, un puits climatique s’entretient. Il faut vérifier et changer régulièrement les filtres pour éviter une dégradation de la qualité de l’air insufflé dans la maison. Une maintenance facile, qui permet de redécouvrir le confort de cette solution connue depuis l’antiquité !