Dans le cadre de la promotion de la construction de bâtiment et de maison ayant un impact réduit sur l’environnement, de nombreux ingénieurs ont établis et mise au point de nouvelles méthodologies de construction. Ces derniers ont notamment tenu compte de l’aspect bioclimatique de la construction pour la rendre plus écologique tout en maintenant un confort et une qualité de vie impeccable. L’architecture implique plusieurs procédés favorisant l’usage de matériaux qui ne diffèrent pas forcément des matériaux standards, mais dont l’usage sera significativement plus écologique.
Architecture bioclimatique : qu’est-ce que c’est ?
L’architecture bioclimatique correspond au savoir-faire de construire en associant le respect de l’environnement avec le confort des habitants. Elle a généralement comme objectif d’établir des conditions de vie de la manière la plus écologique possible en intégrant par exemple l’usage d’énergies renouvelables (solaires, éoliennes, thermiques, etc.). En outre, le principe repose aussi sur la réduction maximale de l’usage d’énergies fossiles, polluantes et non renouvelables en faveur des énergies plus éco.
La conception de l’architecture bioclimatique implique en revanche une étude approfondie sur le site de construction en mettant en avant l’environnement, le climat, les différents risques ainsi que la biodiversité dans l’étude. L’architecture bioclimatique est donc un moyen de combiner la construction de bâtiment (tel que
des écuries, des locaux commerciaux ou des bureaux ), l’environnement, le confort et le développement durable dans un même projet. Le captage de l’énergie nécessaire et sa consommation de manière écologique font de l’architecture bioclimatique une option à grand potentiel pour la construction respectueuse de l’environnement.
L'architecture bioclimatique est celle qui, pour la conception des bâtiments, tient compte des conditions climatiques de l'environnement, en tirant parti des ressources naturelles disponibles (soleil, végétation, pluie, vents). Son principal objectif sera de réduire les impacts environnementaux, avec l'intention de réduire la consommation d'énergie.
Architecture bioclimatique : comment se déroule l’étude ?
L'architecte qui rédige le projet vise notamment à briser les barrières rigides qui existent encore entre l'environnement naturel et l'environnement bâti, obtenant ainsi un grand avantage énergétique. À cette fin, il réalisera plusieurs études sur différentes façades, en observant leur comportement dans l'environnement et en se concentrant sur plusieurs aspects spécifiques :
- Comment les agents atmosphériques détériorent certaines façades plus que d'autres ?
- Comment la végétation est plus susceptible d'apparaître dans certaines orientations ?
- Et comment la vitesse du vent et l'exposition à la chaleur affectent ces murs lors de ces observations ?
La méthodologie de conception implique principalement 3 axes :
- Capter ou éliminer la chaleur
Du fait que l’architecture bioclimatique veut tirer le meilleur profit des énergies renouvelables comme l’énergie solaire, l’architecte devra également considérer le changement de saison qui inclus des variables comme la température. En effet, le bâtiment devra maximiser le captage la diffusion et la conservation d’énergie solaire en été tout en évacuant la chaleur excessive hors du bâtiment ou de la maison. Dans l’hémisphère nord, le soleil reçoit tout de même un rayonnement solaire relativement important en hiver, ce qui pourra être convertie en chaleur pour chauffer passivement le bâtiment.
- Transformer ou diffuser la chaleur
Une fois que l’énergie solaire est convertie en chaleur, celle-ci devra être captée ou diffusé. Le bâtiment bioclimatique est conçu pour garder l’équilibre thermique entre chaque pièce et évacuer la chaleur à travers le système de ventilation. La conversion de la lumière se fait surtout au niveau du sol mais la chaleur s’accumulera au plafond, créant ainsi un gradient thermique vertical.
- Garder la fraîcheur ou la chaleur
L’architecture bioclimatique fonctionnera différemment selon la saison, par exemple, en été, la fraîcheur apporter par la nuit sera stockée pour éviter la surchauffe durant une journée. En hiver, l’énergie solaire captée sera conservée pour produire de la chaleur supplémentaire.
De son analyse, il pourra alors tirer plusieurs conclusions applicables à la conception de la géométrie de la façade, garantissant que des économies d'énergie significatives peuvent être réalisées si toutes les conditions sont remplies. Sur les façades orientées au nord, il faut créer des géométries qui favorisent l'apparition d'espèces végétales, tandis que celles qui sont orientées au sud doivent avoir des protubérances qui permettent de réduire l'érosion éolienne. De même, les murs orientés à l'est et à l'ouest doivent être faits d'ondulations et de plis qui génèrent de l'ombre, car cette orientation a une forte incidence solaire.
Un béton écologique
Pour le développement de ce type de façade avec des éléments préfabriqués, la complexité de sa conception et des formes décrites, ainsi que le fait qu'il s'agisse de pièces très différentes dans leur épaisseur, exigent que le béton utilisé soit d'une excellente performance physique. Par ailleurs, une entreprise allemande a mis au point un béton spécial pour les projets d'architecture bioclimatique qui promet, lorsqu'il est bien utilisé, d'importantes économies d'énergie. En ce sens, le béton finalement défini pour ce projet offre une résistance à la compression de 120 MPa et une résistance à la flexion de 22 MPa.
Pour répondre à ces exigences physiques, le béton a été renforcé avec des fibres de verre au lieu de l'acier ordinaire. Cela signifie que l'assemblage peut résister à la contrainte de traction sans qu'il soit nécessaire de recourir à de grands revêtements pour empêcher la corrosion de l'armature, ce qui serait contraire à la conception de certaines zones.
Ces panneaux ont également une esthétique attrayante car ils sont fabriqués avec des ciments blancs. Ce matériau présente généralement un début de prise plus rapide que le gris, il a donc été nécessaire d'utiliser des additifs fluidifiants qui offrent de longs temps de travail, ainsi que des additifs réactifs pouzzolaniques qui améliorent la résistance précoce du matériau.