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Architecture durable
Architecture
Maisons contemporaines
Découvrez les secrets des maisons bioclimatiques
Elles tirent le meilleur parti de leur environnement pour réduire les consommations. Mais comment font-elles ?
Nous sommes tous à la recherche de systèmes performants pour chauffer nos intérieurs en hiver et les rafraîchir en été. Et si, avant de nous intéresser à nos chauffages et climatisations, nous cherchions à limiter au maximum nos besoins et donc nos consommations énergétiques, et ce dès la phase de conception de nos logements. Comment ? En s’intéressant de plus près aux piliers du bioclimatique. L’appellation désigne un concept architectural qui utilise les ressources que l’on trouve dans l’environnement proche de la construction pour assurer un meilleur confort et réduire significativement la consommation énergétique du bâtiment. Voici ce que nous avons appris au fur et à mesure des reportages que nous avons réalisés sur des projets de maisons bioclimatiques, où qui s’en inspirent. Découvrez sans plus attendre comment ces constructions tirent le meilleur parti de leur environnement.
Lorsque le dénivelé du terrain est moins prononcé, une autre solution utilisée dans l’architecture bioclimatique pour le masquer est de surélever toute la construction. C’est le choix qu’a fait l’architecte Caroline Barrès-Coquet pour concevoir cette maison en bois en forme de cube. La différence de niveau entre le plancher du rez-de-chaussée et le champ sur lequel se pose la maison a permis d’adapter la construction au dénivelé du terrain, dont la pente était légère.
Autre exemple, cette maison de l’Essone, conçue par l’agence Detroit, utilise la pente naturelle du terrain pour créer des différences de niveaux à l’intérieur de la maison. Les architectes sont parvenus à respecter le dénivelé naturel, sans avoir à aplanir artificiellement le terrain, en proposant une succession d’étagements depuis l’entrée jusqu’aux pièces intimes.
La pente n’est toutefois pas la seule caractéristique naturelle du terrain à respecter au moment construire une maison écologique. La végétation existante est aussi à prendre en compte lors de la phase de conception. Ici, le terrain était habité par un chêne en son centre, qu’il était hors de question de déraciner. Les architectes ont donc fait en sorte que la maison s’enroule autour de l’arbre, créant comme un patio intime et ensoleillée.
La pente n’est toutefois pas la seule caractéristique naturelle du terrain à respecter au moment construire une maison écologique. La végétation existante est aussi à prendre en compte lors de la phase de conception. Ici, le terrain était habité par un chêne en son centre, qu’il était hors de question de déraciner. Les architectes ont donc fait en sorte que la maison s’enroule autour de l’arbre, créant comme un patio intime et ensoleillée.
En suivant la course du soleil
Par définition, la maison bioclimatique tire parti de son environnement pour limiter significativement sa consommation énergétique. Cela passe naturellement par une utilisation judicieuse de l’exposition du site, qui est généralement l’une des principales caractéristiques des maisons bioclimatiques mises en avant. Le soleil est ainsi utilisé pour chauffer les intérieurs et réduire les besoins de chauffage en hiver, mais l’architecture doit aussi permettre de s’en protéger pour éviter les surchauffes en été.
De retour dans les montagnes d’Isère, où la différence de climat entre été et hiver est extrêmement marquée, nous découvrons les techniques architecturales utilisées sur cette maison (photo ci-dessus) pour utiliser et se protéger des conditions climatiques. L’architecte Joëlle Personnaz a choisi une conception en forme de L afin de placer une grande baie vitrée au sud, et ainsi faire entrer le soleil l’hiver pour un apport passif de chaleur. Aux beaux jours, lorsque le soleil est plus haut, les caquettes en panneaux de Viroc protègent la baie du soleil et préservent la fraîcheur en intérieur. Orientée, vers l’ouest, l’autre grande baie vitrée de la maison est quant à elle dotée d’un vitrage à contrôle solaire. Ainsi, la bâtisse n’a pas besoin de climatisation en été.
Au contraire, la façade nord est volontairement fermée, avec des petites ouvertures peu nombreuses, afin de protéger la maison du froid et éviter les ponts thermiques quand vient l’hiver.
Par définition, la maison bioclimatique tire parti de son environnement pour limiter significativement sa consommation énergétique. Cela passe naturellement par une utilisation judicieuse de l’exposition du site, qui est généralement l’une des principales caractéristiques des maisons bioclimatiques mises en avant. Le soleil est ainsi utilisé pour chauffer les intérieurs et réduire les besoins de chauffage en hiver, mais l’architecture doit aussi permettre de s’en protéger pour éviter les surchauffes en été.
De retour dans les montagnes d’Isère, où la différence de climat entre été et hiver est extrêmement marquée, nous découvrons les techniques architecturales utilisées sur cette maison (photo ci-dessus) pour utiliser et se protéger des conditions climatiques. L’architecte Joëlle Personnaz a choisi une conception en forme de L afin de placer une grande baie vitrée au sud, et ainsi faire entrer le soleil l’hiver pour un apport passif de chaleur. Aux beaux jours, lorsque le soleil est plus haut, les caquettes en panneaux de Viroc protègent la baie du soleil et préservent la fraîcheur en intérieur. Orientée, vers l’ouest, l’autre grande baie vitrée de la maison est quant à elle dotée d’un vitrage à contrôle solaire. Ainsi, la bâtisse n’a pas besoin de climatisation en été.
Au contraire, la façade nord est volontairement fermée, avec des petites ouvertures peu nombreuses, afin de protéger la maison du froid et éviter les ponts thermiques quand vient l’hiver.
Dans cette autre maison de montagne construite par La maison de Cèdre, la réduction des ponts thermiques passe par l’utilisation d’un vitrage adapté. Afin de maximiser les apports solaires en hiver et de les réduire en été, les professionnels ont doté la bâtisse d’une grande baie vitrée exposée plein est. Elle est équipée d’un double vitrage SGG Antelio à isolation thermique renforcée sur châssis mixtes alu et bois, permettant ainsi d’optimiser l’apport naturel de lumière et de chaleur en hiver et d’éviter les surchauffes en été.
Vous l’aurez compris, en termes d’exposition, le principal défi est de faire entrer un maximum de chaleur solaire dans la maison en hiver tout en s’en protégeant le plus possible l’été. L’objectif étant de limiter la consommation de chauffage lorsque les températures baissent et le recours à la climatisation en périodes de chaleur.
Sur ce point, les architectes ne manquent pas d’idées, comme on peut le voir sur cette maison en Île-de-France, conçue par l’agence Devaux & Devaux, et récompensée du premier prix du concours Archinovo 2018. Sur sa façade sud complètement vitrée, la Maison M est dotée d’un système de bardage à claire-voie qui s’assemble en neuf volets « papillon » s’ouvrant et se fermant à volonté sur les fenêtres. Ils servent aussi de brise-soleil en position ouverte.
Sur ce point, les architectes ne manquent pas d’idées, comme on peut le voir sur cette maison en Île-de-France, conçue par l’agence Devaux & Devaux, et récompensée du premier prix du concours Archinovo 2018. Sur sa façade sud complètement vitrée, la Maison M est dotée d’un système de bardage à claire-voie qui s’assemble en neuf volets « papillon » s’ouvrant et se fermant à volonté sur les fenêtres. Ils servent aussi de brise-soleil en position ouverte.
Lorsque les volets sont ouverts, la façade se dévoile entièrement vitrée, laissant entrer chaleur et lumière dans ses intérieurs. En hiver, le soleil étant plus bas, ses rayons pénètrent facilement. En été, en revanche, ils sont stoppés soit par le bardage que créent les volets quand ils sont fermés soit par les casquettes qu’ils constituent lorsqu’ils sont ouverts.
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Un autre exemple d’astuces mises en place par les architectes pour optimiser l’utilisation de la chaleur solaire, est la serre bioclimatique de cette maison bretonne imaginée par l’architecte Philippe Moré, fondateur d’Iwa Atelier d’Architecture. Composée de vantaux coulissants en acier galvanisé recouverts d’une plaque de polycarbonate ondulé et posée sur une plaque en béton, elle joue le rôle d’accumulateur de chaleur passive. Grâce aux propriétés d’inertie du béton, la chaleur thermique du soleil est accumulée par la dalle et contribue au confort thermique de la maison.
En organisant bien leurs espaces
Au-delà de l’enveloppe de la maison, l’orientation est aussi à prendre en compte au moment de plancher sur l’organisation des espaces intérieurs. Ainsi, les pièces à vivres sont de préférence positionnées au sud pour profiter pleinement de la lumière du soleil et les pièces techniques, dans lesquelles on passe peu de temps, au nord. Aussi, le meilleur emplacement pour les chambres est généralement à l’est, pour profiter des premiers rayons du soleil le matin et d’un peu de fraîcheur le soir venu.
L’exposition de la maison a ainsi dicté l’emplacement des espaces dans cette extension bioclimatique conçue par les architectes de l’atelier Correia et Associés. Les pièces de vies sont placées derrière la grande baie vitrée plein sud, alors que les fonctions moins « nobles », comme la buanderie et le cellier, sont au nord où la façade est davantage fermée. Les propriétaires bénéficient donc d’un bon éclairage naturel et limitent leur recours à la lumière artificielle.
Au-delà de l’enveloppe de la maison, l’orientation est aussi à prendre en compte au moment de plancher sur l’organisation des espaces intérieurs. Ainsi, les pièces à vivres sont de préférence positionnées au sud pour profiter pleinement de la lumière du soleil et les pièces techniques, dans lesquelles on passe peu de temps, au nord. Aussi, le meilleur emplacement pour les chambres est généralement à l’est, pour profiter des premiers rayons du soleil le matin et d’un peu de fraîcheur le soir venu.
L’exposition de la maison a ainsi dicté l’emplacement des espaces dans cette extension bioclimatique conçue par les architectes de l’atelier Correia et Associés. Les pièces de vies sont placées derrière la grande baie vitrée plein sud, alors que les fonctions moins « nobles », comme la buanderie et le cellier, sont au nord où la façade est davantage fermée. Les propriétaires bénéficient donc d’un bon éclairage naturel et limitent leur recours à la lumière artificielle.
En Alsace, dans cette autre maison bioclimatique imaginée par l’architecte Sébastien Arnold, l’organisation des pièces reprend la même logique et la distribution des espaces résulte d’un calcul énergétique. Les pièces de vie, salon, séjour et cuisine, se trouvent au sud, derrière un pignon complètement vitré, et les espaces de nuit ont été placés au nord où les fenêtres sont moins présentes. De ce côté de la maison, les quelques ouvertures laissent entrer juste assez de lumière dans les chambres et les espaces de circulation.
En adoptant des formes simples et des volumes compacts
Vous l’avez certainement remarqué, les maisons bioclimatiques se caractérisent souvent par leurs formes très simples ou leurs volumes épurés et ce n’est pas sans raison. Cela permet de réduire au maximum le rapport entre la superficie des parois extérieures et la surface habitable, ainsi que les ponts thermiques. On préférera donc les constructions sur deux étages aux maisons de plain-pied.
La maison cube de l’architecte Caroline Barrès-Coquet (photo ci-dessus) en est l’exemple parfait. Le bâtiment est compact et de forme cubique pour offrir un maximum de surface dans un volume minimal. Cela permet non seulement de limiter les consommations énergétiques liées au chauffage, mais aussi de réduire la quantité de matières nécessaires pour la construction.
Vous l’avez certainement remarqué, les maisons bioclimatiques se caractérisent souvent par leurs formes très simples ou leurs volumes épurés et ce n’est pas sans raison. Cela permet de réduire au maximum le rapport entre la superficie des parois extérieures et la surface habitable, ainsi que les ponts thermiques. On préférera donc les constructions sur deux étages aux maisons de plain-pied.
La maison cube de l’architecte Caroline Barrès-Coquet (photo ci-dessus) en est l’exemple parfait. Le bâtiment est compact et de forme cubique pour offrir un maximum de surface dans un volume minimal. Cela permet non seulement de limiter les consommations énergétiques liées au chauffage, mais aussi de réduire la quantité de matières nécessaires pour la construction.
« Plus l’espace est compact, moins la consommation d’énergie est élevée car la surface exposée en façade aux éléments est limitée. La forme idéale pour un bâtiment performant est le cube. Ici, nous sommes plutôt sur une maison monolithique, qui reste assez compacte et sans grand porte-à-faux. Cela permet d’optimiser l’aspect énergétique en hiver comme en été, en préservant la chaleur ou la fraîcheur », partage également Joëlle Personnaz à propos de la maison montagnarde qu’elle a conçue (photo ci-dessus).
En jouant sur les couleurs de leur enveloppe
La couleur des matériaux utilisés pour la façade peut aussi jouer un rôle non négligeable en termes de confort thermique. Ainsi, les teintes foncées absorberont plus facilement la chaleur des rayons solaires, alors que les couleurs claires se contenteront de réfléchir la lumière.
La couleur est d’ailleurs l’une des principales caractéristiques des murs Trombe. Le dispositif de chauffage solaire passif, imaginé par le professeur Félix Trombe et l’architecte Jacques Michel dans les années 50, permet aux murs de capter l’énergie du soleil pour la diffuser en intérieur. C’est l’une des astuces utilisées par les concepteurs de l’extension ci-dessus : la façade sud est dotée de murs pleins verticaux en béton, peints en noir, qui emmagasinent la chaleur du soleil avant de la diffuser dans la maison. Concrètement, l’inertie du béton associée à des ouvertures en parties haute et basse, envoie l’air préchauffé vers l’intérieur du bâtiment.
La couleur des matériaux utilisés pour la façade peut aussi jouer un rôle non négligeable en termes de confort thermique. Ainsi, les teintes foncées absorberont plus facilement la chaleur des rayons solaires, alors que les couleurs claires se contenteront de réfléchir la lumière.
La couleur est d’ailleurs l’une des principales caractéristiques des murs Trombe. Le dispositif de chauffage solaire passif, imaginé par le professeur Félix Trombe et l’architecte Jacques Michel dans les années 50, permet aux murs de capter l’énergie du soleil pour la diffuser en intérieur. C’est l’une des astuces utilisées par les concepteurs de l’extension ci-dessus : la façade sud est dotée de murs pleins verticaux en béton, peints en noir, qui emmagasinent la chaleur du soleil avant de la diffuser dans la maison. Concrètement, l’inertie du béton associée à des ouvertures en parties haute et basse, envoie l’air préchauffé vers l’intérieur du bâtiment.
En se ventilant naturellement
Faire entrer la chaleur du soleil pour limiter les besoins de chauffage en hiver est une chose, assurer une bonne ventilation du bâtiment pour renouveler l’air et le rafraîchir en été en est une autre. Vous l’aurez compris, l’un des autres secrets bien gardés des maisons bioclimatiques concerne la ventilation naturelle, indispensable au confort d’été.
Dans cette maison bretonne inspirée de l’architecture vernaculaire, par exemple, elle est assurée par un système astucieux. L’architecte Philippe Moré a eu l’idée de faire reposer la maison sur des fondations en plots, permettant à l’air de circuler librement dessous. « La serre, elle-même sur plots, repose sur un platelage en bois dont chaque latte est distante de 5 mm, l’air chaud, en montant, crée un imperceptible courant d’air qui entraîne celui de dessous la maison, où la température reste fraîche, créant ainsi une ventilation naturelle », explique le pro.
Faire entrer la chaleur du soleil pour limiter les besoins de chauffage en hiver est une chose, assurer une bonne ventilation du bâtiment pour renouveler l’air et le rafraîchir en été en est une autre. Vous l’aurez compris, l’un des autres secrets bien gardés des maisons bioclimatiques concerne la ventilation naturelle, indispensable au confort d’été.
Dans cette maison bretonne inspirée de l’architecture vernaculaire, par exemple, elle est assurée par un système astucieux. L’architecte Philippe Moré a eu l’idée de faire reposer la maison sur des fondations en plots, permettant à l’air de circuler librement dessous. « La serre, elle-même sur plots, repose sur un platelage en bois dont chaque latte est distante de 5 mm, l’air chaud, en montant, crée un imperceptible courant d’air qui entraîne celui de dessous la maison, où la température reste fraîche, créant ainsi une ventilation naturelle », explique le pro.
En choisissant les bons matériaux
Matériaux naturels. Qui dit respect de l’environnement dit forcément matériaux naturels, et locaux de préférence, pour réduire un peu plus l’empreinte carbone de la construction. La maison cube que nous avons déjà mentionnée précédemment (sur la photo ci-dessus), par exemple, est constituée d’une charpente traditionnelle en bois recouverte d’un bardage en pin douglas, qui provient de forêts locales, avec des menuiseries en aluminium laqué. L’architecte Caroline Barrès-Coquet précise que tous les matériaux sont naturels et ont été utilisés bruts pour supprimer les polluants nécessaires aux finitions comme le vernis.
Matériaux naturels. Qui dit respect de l’environnement dit forcément matériaux naturels, et locaux de préférence, pour réduire un peu plus l’empreinte carbone de la construction. La maison cube que nous avons déjà mentionnée précédemment (sur la photo ci-dessus), par exemple, est constituée d’une charpente traditionnelle en bois recouverte d’un bardage en pin douglas, qui provient de forêts locales, avec des menuiseries en aluminium laqué. L’architecte Caroline Barrès-Coquet précise que tous les matériaux sont naturels et ont été utilisés bruts pour supprimer les polluants nécessaires aux finitions comme le vernis.
Matériaux isolants. Une fois la chaleur du soleil récupérée grâce à une bonne optimisation de l’exposition du site, encore faut-il pourvoir la stocker. C’est à ce moment-là qu’interviennent les matériaux isolants, indispensables pour un bâtiment bioclimatique. Et pour allier efficacité avec durabilité, les professionnels se tournent davantage vers les isolants biosourcés, soit issus de la biomasse, comme l’a fait Joëlle Personnaz dans la maison de montagne qu’elle a conçue. Les murs sont hybrides. Ils sont composés de briques de terre cuite, naturellement respirante, associées à une isolation mixte en laine de lin et chanvre. Au niveau de la toiture, elle a préféré une isolation en laine de bois.
Matériaux respirants. Dans la même maison, l’architecte a aussi voulu que les matériaux soient respirants pour obtenir une bonne qualité thermique, comme avec la brique de terre cuite. Elle explique que les matériaux respirants, par leur composition, assurent une régulation naturelle de l’humidité tout en restant étanches à l’air.
Matériaux respirants. Dans la même maison, l’architecte a aussi voulu que les matériaux soient respirants pour obtenir une bonne qualité thermique, comme avec la brique de terre cuite. Elle explique que les matériaux respirants, par leur composition, assurent une régulation naturelle de l’humidité tout en restant étanches à l’air.
Matériaux adaptés à leur environnement. En plus de leurs aspects naturel, durable et isolant, les matériaux des maisons bioclimatiques doivent être choisis pour s’adapter aux conditions climatiques du site et à son environnement. Dans la maison alsacienne de l’architecte Sébastien Arnold, par exemple, ce sont des matériaux traditionnellement utilisés dans les fermes de la région qui ont été privilégiés, soit le bois et le zinc. Ce dernier est peu sensible aux variations de températures et très résistant à la corrosion, soit bien adapté au climat de la région. Le bois s’est quant à lui imposé de lui-même, alors qu’il est largement utilisé sur les maisons à colombage typiques de la région.
En sachant limiter leur superficie à l’essentiel
Le dernier point à ne pas négliger lors de la conception d’une maison bioclimatique concerne sa superficie. Elle doit en effet être parfaitement adaptée aux besoins des habitants de la maison, sans aller au-delà pour limiter les consommations liées à la construction comme au chauffage du bâtiment. « Nous avons trop tendance à penser les logements comme si nous avions un territoire infini. Mais construire plus grand, c’est aussi utiliser plus de matériaux, de ressources et chauffer plus. Nous devons donc réfléchir nos logements en définissant le bon nombre de mètres carrés, ceux dont nous avons réellement besoin, et en pensant que le territoire n’est pas extensible », nous confiait Sheryne Gasnier, architecte enseignante à l’École d’Architecture de Grenoble lors d’une précédente interview sur les constructions durables.
ET VOUS ?
Que pensez-vous des maisons bioclimatiques ?
Le dernier point à ne pas négliger lors de la conception d’une maison bioclimatique concerne sa superficie. Elle doit en effet être parfaitement adaptée aux besoins des habitants de la maison, sans aller au-delà pour limiter les consommations liées à la construction comme au chauffage du bâtiment. « Nous avons trop tendance à penser les logements comme si nous avions un territoire infini. Mais construire plus grand, c’est aussi utiliser plus de matériaux, de ressources et chauffer plus. Nous devons donc réfléchir nos logements en définissant le bon nombre de mètres carrés, ceux dont nous avons réellement besoin, et en pensant que le territoire n’est pas extensible », nous confiait Sheryne Gasnier, architecte enseignante à l’École d’Architecture de Grenoble lors d’une précédente interview sur les constructions durables.
ET VOUS ?
Que pensez-vous des maisons bioclimatiques ?
Avant de tirer parti de l’environnement qui l’entoure, la maison bioclimatique se doit de le respecter en limitant autant que possible l’impact qu’elle aura dessus. Les contraintes du terrain doivent alors être correctement prises en compte dès la phase de conception pour adapter le bâtiment à l’existant, et non l’existant au bâtiment. Sur un terrain en pente, par exemple, des astuces sont à mettre en place pour que la construction épouse le dénivelé.
Une prouesse technique qu’a réussie l’architecte Joëlle Personnaz pour construire cette maison bioclimatique à la montagne (photo ci-dessus), en transformant la contrainte du dénivelé en atout. La bâtisse épouse en effet la pente du terrain grâce à une organisation des espaces intérieurs en demi-niveaux, qui place la cuisine et le salon dans l’inclinaison du terrain. En plus de respecter l’environnement, cette configuration protège les intérieurs du froid en hiver et de la chaleur en été.