Maison bioclimatique : Définition et avantages de l'architecture bioclimatique

Qu’est-ce qu’une maison bioclimatique ?

Maison bioclimatique : définition

Une maison bioclimatique est une maison qui a été conçue de manière à exploiter de la manière la plus efficace possible les ressources de son environnement immédiat. On parle notamment du soleil mais aussi des flux d’air naturel et de l’ombrage proposé par l’environnement.

Une construction bioclimatique vise à proposer un confort en toute saison, ce confort repose notamment sur l’exploitation astucieuse des rayons du soleil l’hiver et les moyens de s’en protéger l’été. On cherchera également à profiter des vents pour gérer le rafraîchissement par ventilation dynamique.

Contrairement aux idées reçues, la construction d’une maison bioclimatique n’est ni une histoire de technologie, ni une nouveauté. En réalité, on construisait des habitats bioclimatiques avant même l’invention de l’écriture.

Les avantages d’une maison bioclimatique

Quand on parle de maison bioclimatique, le premier avantage cité est souvent celui de réaliser des économies du fait d'une consommation d’énergie moins importante que dans une maison traditionnelle. C’est vrai, mais c’est aussi vrai pour une maison passive par exemple qui n’est pas obligatoirement bioclimatique (même si, j’en conviens ça serait quand même beaucoup plus logique).

En réalité, l’immense avantage d’une maison bioclimatique c’est son confort thermique. Pour une fois, l'écologie rime avec confort alors ne boudons pas notre plaisir. Vous allez atteindre une qualité de vie, un confort thermique et une qualité de l’air infiniment supérieure à ce que l’on peut prétendre avec une maison traditionnelle.

L’architecture bioclimatique est probablement ce qui se rapproche le plus de la parfaite maison écologique dans son principe. C’est avant tout un concept basé sur l’adaptation à l’environnement et l’efficience de la future maison en termes de confort et d’énergie.

Freins à la conception d’une maison bioclimatique

Le principal frein n’est pas, comme vous pourriez le penser, son prix, enfin pas comme vous le croyez. En réalité une maison bioclimatique n’a pas à être plus chère que des logements classiques.

De par l’efficacité de sa conception, elle évite des surcoûts inutiles liés à la solution de chauffage ou d’isolation. Si les matériaux utilisés, souvent le bois, peuvent coûter plus cher que le parpaing, en réalité on peut rapidement retomber sur ses pattes en économisant sur l’isolation et le chauffage.

Le vrai inconvénient c’est qu’une maison bioclimatique ne peut, en aucun cas, être standardisée.

La substantifique moelle de l’habitat bioclimatique c’est l’adaptation à son environnement direct, chaque terrain présente des caractéristiques uniques et la maison doit s’appuyer dessus. Cette impossibilité de standardiser l’architecture d’une maison bioclimatique rend difficile de trouver un constructeur capable de travailler sur ce type de projet. Cela peut obliger à avoir recours à un architecte spécialisé et cela peut coûter cher, mais cet éventuel surcoût n’est pas lié aux matériaux ou à une quelconque technologie.

Au demeurant un "bon architecte" se doit de proposer une conception affinée dont la performance énergétique doit largement compenser ses honoraires.

Différence avec une maison passive ou écologique

On entend souvent parler de “maison écologique”, de “maison passive” et de “maison bioclimatique” comme s’il s’agissait de synonyme.

Il n’en est rien. Bien que les deux concepts partages de nombreux points communs.

Une maison bioclimatique est par définition écologique, mais toutes les maisons “écologiques” ne sont pas nécessairement bioclimatiques. La notion d’écologie est très relative à l’air du temps et en fait regroupe de très nombreuses architectures et techniques.

Disons que c’est à peu près la même chose que dire qu’un bateau qui fonctionnerait à l’hydrogène est écologique car il évite les émissions de CO2 et un bateau à voile qui s’appuie sur le vent et donc sur son environnement naturel pour se mouvoir, ce dernier serait donc plus proche d’un bateau “bioclimatique”.

Quels sont les trois grands principes de l’habitat bioclimatique ?

Les 3 grands principes sont :

• L'utilisation des ressources de son environnement
• Le confort thermique
• La ventilation

Utiliser les ressources de son environnement

La construction de maisons bioclimatiques c’est avant tout construire en utilisant les ressources naturelles à notre disposition. L’abondance énergétique apparue au vingtième siècle nous a fait perdre de vue ce principe de bon sens. Plus besoin de nous adapter au soleil quand on peut facilement investir dans une climatisation et pourquoi se soucier du froid l’hiver si on peut engloutir à bas prix des hectolitres de fuel pour se chauffer.

Comme quoi, même les pires choses ont une fin.

L’habitat bioclimatique va donc chercher à s’appuyer sur :

Le soleil

Le soleil c’est magique, ça chauffe pendant l'hiver gratuitement et ça apporte de la lumière. Pas besoin de changer l’ampoule, en revanche, je vous l’accorde, pas d’interrupteur à volonté. Sauf en Bretagne ou il fait toujours beau, sauf au-dessus des ****.

La clé pour exploiter les apports solaires en habitat bioclimatique c’est de réussir à profiter de leurs bienfaits quand ils sont utilisables pour chauffer en hiver et à s'en protéger quand ils nous surchauffent. Il faut ainsi choisir la meilleure exposition, souvent le sud-ouest, mais cela varie selon votre région.

Et à se protéger des apports solaires quand ils sont de trop pour éviter de surchauffer en été et garder une températion intérieure agréable. Si le principe est simple, l’art est plus subtil, cela va de la création de serre qui capitalise sur les rayons solaires, à la mise en place de protections pare-soleil mécaniques ou végétales.

Le vent

En matière d'habitat, le vent est lui aussi une ressource et une contrainte. Bien entendu on imagine facilement la contrainte que ce soit les vents de Nord Ouest de l’hiver sur la côte atlantique ou le terrible mistral dans le sud, le vent peut vite gâcher une belle journée.

Mais c’est aussi une ressource précieuse pour favoriser la ventilation traversante de votre habitation lors de chaudes journées d’été.

En construction bioclimatique, il va falloir se référer aux données climatiques régionales pour connaître la direction des vents dominants et étudier ensuite leur incidence à l'échelle de votre terrain, j’insiste, de votre terrain. En effet, la topographie et l'environnement immédiat bâtis et végétal ont un impact important sur l'exposition climatique réelle de votre site. Attention aussi à ne pas trop simplifier l’analyse, sachez que le même vent peut avoir des conséquences très différentes au sein d’une même région. Un exemple ? Sur les côtes Nord de la Bretagne (du côté de la Manche), un vent de Nord-Est en été sera froid et désagréable. Alors que sur les côtes sud, il sera chaud et agréable. Un même vent dans une même région peut avoir des effets différents. Cela impacte les plans de votre maison notamment sur les endroits où placer les ouvertures.

Le confort thermique

C’est la fonction principale de l’habitat depuis toujours, que ce soit dans des régions chaudes ou glaciales, on a toujours su créer des abris incroyablement efficaces même sans les technologies modernes.

C’est à mon sens l’aspect sur lequel nous avons le plus régressé ces dernières décennies. Tout se passe comme si l’abondance énergétique (oui oui, abondance) nous dispensait du bon sens. Pourquoi se préoccuper de l’orientation de la maison quand on peut épaissir les murs et pousser le chauffage ou simplement mettre la clim ?

Le confort thermique est un sujet relativement complexe. Pour simplifier, le confort thermique dépend de la manière avec laquelle notre corps va recevoir ou perdre des calories (de la chaleur) dans son environnement. On échange des calories principalement de 3 manières :

• Par convection, c'est-à-dire avec la vitesse de l’air ou l’eau qui nous entoure. Le vent chaud ou froid va augmenter les échanges entre le corps humain et l'extérieur. La vitesse du vent ou des courants d'air va influencer la notion de température ressentie. Il va aussi rendre la transpiration (notre principal moyen de lutte contre la chaleur) plus efficace en accélérant l'évaporation de la sueur.
• Par conduction, c’est-à-dire par contact direct avec une surface, contre-intuitivement c’est le facteur le moins efficace. Toucher une surface froide ou chaude a finalement peu d’impact.
• Par rayonnement, c’est tout aussi important que la convection pour le confort thermique. Pour faire simple, toute surface va émettre en fonction de sa température un rayonnement qui va rencontrer le corps humain et lui transmettre de la chaleur (le soleil par exemple) ou du froid (comme un mur mal isolé). Pour comprendre son impact, la différence de température entre “à l’ombre” et “au soleil” est due à la différence de rayonnement.

Le confort thermique d’une pièce va globalement dépendre de la température intérieure ressentie dans celle-ci. Et la cette température intérieure ressentie par le corps humain est à peu près équivalente à la moyenne de la température de l’air ambiant (convection) et de la température des surfaces environnantes (rayonnement). On se sentira bien mieux dans une pièce avec une température intérieure de 20 degrés et des murs à 19° (ressenti 19,5°) que dans une pièce à 22° degrés avec des murs à 14° (ressenti 18°). Je vous laisse imaginer également la différence sur la facture du fait de vos besoins en chauffage dans cet exemple.

La ventilation

Longtemps ce sujet a été ignoré. D’abord parce que les défauts d’étanchéité des habitations créent naturellement des courants d'air, ensuite parce qu’on a ignoré les conséquences d'une absence de ventilation suffisante sur la santé des occupants. Pour des raisons d'économies d'énergie et pour limiter l'inconfort lié au courant d'air et à la fuite de calorie en hiver les maisons sont aujourd’hui isolées et quasi étanches à l'air.

Il faut donc impérativement assurer une ventilation suffisante pour évacuer les polluants de l’air et ainsi éviter que l’air intérieur soit plus pollué que l’extérieur. C'est à cela notamment que sert la VMC (ventilation mécanique contrôlée) qui concilie efficacité énergétique et qualité de l'air.

C’est un sujet relativement complexe qui mériterait un article complet mais n’hésitez pas à challenger votre constructeur sur ce sujet assurez-vous qu’il a bien intégré cet aspect à la conception.

Comment faire une maison bioclimatique ? Les 4 paramètres clés de la conception bioclimatique

L’implantation de la maison et son orientation

L'implantation de la maison est un paramètre crucial. Elle aura un impact sur les apports solaires (la quantité de chaleur et de lumière reçue par la maison), sur le vent mais aussi sur l'exposition aux bruits environnants et au vis-à-vis.

L'orientation de la maison est un aspect fondamental pour son exposition climatique. L'avantage c'est que c'est gratuit de bien implanter sa maison. Pour vous aider nous avons réalisé un article dédié sur la meilleure orientation possible pour une maison.

La morphologie du bâtiment bioclimatique

La morphologie est l'étude de la forme des objets. Dans notre cas, c'est l'étude de la forme des maisons.

La morphologie d'une maison a un impact direct sur son bilan énergétique par la surface globale des parois et toiture qu'elle offre aux échanges thermiques avec l'extérieur. En effet, plus une maison est compacte, moins elle échange avec son milieu. Plus il y a de surfaces vitrées, plus il y a d'échange de température avec l'extérieur. Au Sud, elles auront tendance à amener de la chaleur, au nord, à en perdre.

Mais globalement la morphologie d'une maison bioclimatique doit être le résultat de l'étude de son environnement direct.

Une maison à plusieurs étages gardera plus facilement la chaleur mais sera plus exposée au vent.

Une maison de plain-pied pourra être un bon choix pour se protéger du soleil en se cachant derrière la végétation dans les régions les plus chaudes.

Même la forme du toit aura son importance, certaines pentes dans les régions enneigées permettent de garder la bonne épaisseur de neige pour isoler la maison sans surcharger le toit, d'autres pentes sont très utiles pour réduire les nuisances des vents dominants.

La distribution des pièces dans le plan de la maison bioclimatique

La distribution des pièces est très importante également, chaque pièce n’aura pas besoin des mêmes apports de lumière et de chaleur et donc on peut en jouer pour par exemple créer ce qu’on appelle des espaces tampons.

La distribution des pièces est guidée par leur orientation on évitera d’exposer les chambres au Sud et la pièce de vie au Nord par exemple. On positionne le garage et les buanderies plutôt au nord de la maison pour faire un tampon thermique.

Les matériaux de construction de la maison

Il existe de nombreux matériaux qui peuvent être utilisés pour construire une maison bioclimatique. Le choix des matériaux de construction aura un impact sur la performance thermique de la maison mais aussi sur son empreinte écologique, sa durabilité et surtout son confort.

Les matériaux de construction les plus utilisés sont :

• Le parpaing
• La brique
• Le bois
• La pierre

Le matériau roi en construction bioclimatique est probablement le bois qui présente des avantages importants tant dans sa versatilité que son efficacité thermique et sa durabilité. Sa faiblesse relative est probablement son manque d’inertie, qui peut être compensé par l'utilisation d'autres matériaux comme la pierre ou la brique dans certaines zones de la maison.

Les matériaux de construction ont certes un impact important sur la manière d’adapter votre maison à son environnement mais on peut techniquement avoir une maison bioclimatique avec beaucoup de type de matériaux. En revanche, le parpaing n’en fera jamais une maison écologique car sa fabrication est très mauvaise pour l’environnement et il nécessitera plus d’isolations et d’équipement pour assurer le confort thermique et hygrométrique de la maison.

Les matériaux ont aussi un impact sur la qualité de l'air à l'intérieur de la maison, privilégiez des matériaux ayant peu de composés organiques volatils (COV). L'absence des divers polluants réduira les risques de troubles respiratoires sur le long terme.

Comment se protéger du froid et de la chaleur dans une maison bioclimatique : Quelques techniques d'architecture bioclimatique

La gestion des surfaces vitrées

La première chose à faire est de localiser les surfaces vitrées. Dans une maison bioclimatique, les ouvertures sont généralement situées sur le côté sud pour profiter du soleil d'hiver et ne pas souffrir de l'apport solaire en été. Mais ce choix doit être fait en fonction du climat, dans les régions très chaudes il peut être préférable de choisir une autre orientation.

Les surfaces vitrées à l’est et au sud sont les plus agréables dans la majeure partie de la France. On évite le Nord qui est sombre et fait perdre de l’énergie. L’ouest et le sud-ouest sont des orientations à manier avec précaution car en été les pièces à l’ouest avec de larges ouvertures vont surchauffer en fin de journée et seront très désagréables.

L’idée des surfaces vitrées dans l’habitat bioclimatique est de jongler entre les besoins de chauffage et d’apports de chaleur, de lumière et de ventilation. En effet, les surfaces vitrées vont aussi permettre de faire entrer de la lumière naturelle dans la maison, limitant le recours à l'éclairage artificiel, ce qui va augmenter le confort visuel dans votre quotidien.

La gestion des parois opaques

Les murs ont bien entendu un rôle structurel mais ils sont aussi essentiels pour le confort de votre habitation. Il y a plusieurs éléments importants à prendre en compte quand on parle des murs de l’habitation :

• L’isolation thermique : C’est le sujet le plus évident mais vos murs doivent permettre une bonne isolation thermique. Cette isolation doit vous permettre un meilleur confort en hiver (à moindre coût) mais aussi en été pour vous protéger de la chaleur. Il existe plusieurs techniques d’isolation thermique, et la performance dépend des matériaux utilisés mais aussi des procédés de construction.
• L’inertie thermique : Les murs n’ont pas qu’un rôle d’isolation, un mur bien pensé va servir à réguler la température de votre logement en stockant la chaleur ou la fraîcheur puis en la distribuant. C’est un concept à part entière qui peut entraîner des choix différents de ceux dictés par l’isolation thermique. Par exemple, si le bois est de loin le meilleur matériau de construction sur le plan de l’isolation, c’est un des moins performant en matière d’inertie.

Le sujet est vaste et inclut des réflexions sur la combinaison de différents matériaux de construction, la réduction des ponts thermiques (déperditions de chaleur) et même l’isolation phonique.

Les serres bioclimatiques

Le principe des serres bioclimatiques est simple : Il est basé sur l'utilisation du verre pour piéger le rayonnement solaire. Une serre crée un espace principalement vitré qui permettra de chauffer la maison l’hiver grâce aux rayons du soleil et de rafraîchir la maison l’été en favorisant l’aération nocturne.

En pratique, une serre bioclimatique bien conçue et bien utilisée peut réduire de 20 à 30% les dépenses de chauffage.

En fonction de la zone climatique où se trouve votre logement les serres bioclimatiques n’auront pas nécessairement la même configuration.

Dans la zone climatique H3, qui correspond au climat méditerranéen on doit favoriser un design capable de mieux protéger la serre du soleil de l’été avec un toit opaque et prolongé par un brise-soleil.

Dans la zone climatique H1a, la Bretagne donc (le meilleur pays du monde), l’amplitude thermique est limitée avec des hivers doux et des étés moins chauds que dans le Sud. On va donc privilégier une serre avec un maximum de surface vitrée, y compris sur le toit. On captera ainsi encore plus de chaleur l’hiver.

Les puits canadiens

Le puits canadien est une autre technique très utilisée en architecture bioclimatique. Le principe est très très simple, on capte l’air extérieur, on la fait passer dans le sol à une profondeur de 1m ou plus et cet air arrive ensuite dans la maison. Quel intérêt ? La terre a une inertie thermique très importante et une température qui varie beaucoup moins que l’air.

En été, on capte donc de l’air chaud qui va se rafraîchir dans le conduit du puits canadien avant d’être insufflée dans la maison par ventilation. En hiver, c’est l’inverse, on capte de l’air froid qui va se réchauffer dans le conduit avant d’être insufflé dans la maison.

Ce type de système est extrêmement simple et permet d’augmenter le confort en toute saison tout en réduisant les dépenses énergétiques.

Les brise-soleil ou casquette bioclimatique

On peut également les appeler pergola bioclimatique, il s’agit en fait d’un dispositif simple souvent fixe, parfois avec des lames orientables, qui permet de protéger l’habitation des rayons du soleils directs l’été, tout en leur permettant de rentrer dans la maison l’hiver.

C’est un dispositif à utiliser au sud de la maison et qui fonctionne car, l’été au sud le soleil est très haut dans le ciel il est donc facile de bloquer ses rayons et faire de l’ombre. L’hiver le soleil est bien plus bas et le brise soleil ne fera pas d’ombre, permettant ainsi au soleil de pénétrer dans le bâtiment.

Comment construire une maison bioclimatique en pratique ?

Trouver le bon terrain

Eh oui, pour une fois vous pouvez faire confiance au monde de l’immobilier sans crainte “Emplacement, emplacement, emplacement”. C’est encore plus vrai dans le cadre d’une maison bioclimatique, si votre terrain dans le nord de la France ne permet la conception d’une maison qu’en l’exposant plein nord à l’ombre d’une barre d’immeuble, c’est cuit.

Mais plus subtile, si vous avez un terrain proche d’un axe routier ou d’un aéroport avec donc de forte nuisance sonore, il sera bien moins agréable d’utiliser la ventilation naturelle qui est pourtant essentielle dans une architecture bioclimatique.

Le terrain est donc plus que jamais au cœur de votre futur projet.

Trouver un constructeur de maison bioclimatique

Construire une maison bioclimatique en pratique c’est aussi trouver des professionnels capables de le faire. Ce n’est pas tant la complexité technique qui pose problème, c’est plutôt de trouver des constructeurs de maison individuelle prêts à s’adapter à vos demandes et à vos plans.

C’est bien plus compliqué qu’il n’y paraît, nous avons à titre personnel été confrontés à ce problème avec des commerciaux et constructeurs affirmant faire du sur-mesure et écouter nos besoins pour mieux nous proposer par la suite un cube en parpaing immonde orienté nord-est avec une chaudière gaz…

D’où l’importance de bien préparer son projet pour être en mesure de détecter ces mauvais conseils et les erreurs de conception (souvent évidentes…).

Maison bioclimatique : quel prix ?

Il n’y a pas vraiment de raison qu’une maison bioclimatique coûte plus cher qu’une maison qui ne l’est pas. Si le prix moyen d’une maison bioclimatique est plus élevé c’est simplement car par définition vous ne pourrez pas prétendre à une maison low cost basée sur un plan standard avec le minimum syndical pour respecter la réglementation.

En revanche, il est plus facile de trouver un architecte qui souhaite concevoir une maison bioclimatique qu’un constructeur de maisons individuelles près à s’éloigner des méthodes qu’il connaît.

Une maison bioclimatique coûtera en moyenne donc entre 1500€ et 2500€ du m2. N’hésitez pas à solliciter un devis sur notre site nous le transmettrons aux constructeurs proches de chez vous et c’est probablement le moyen le plus fiable d’obtenir un tarif.

Combien de temps pour construire une maison bioclimatique ?

La construction d’une maison bioclimatique n’est pas plus longue que celle d’une maison traditionnelle ou moderne.

En général, il faut compter entre 8 à 12 mois de délai pour construire sa maison. Du gros oeuvre à la réception de la maison (pour y voir plus clair sur les étapes de construction, nous avons écrit un article sur le sujet).

En amont, la phase de conception nécessitera peut-être un peu plus de temps et d’aller retour mais ce temps peut être rattrapé par la suite notamment car les constructions bioclimatiques sont souvent en bois et cela permet une construction bien plus rapide.

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Sources :

La conception bioclimatique, de Samuel Courgey et Jean-pierre Olivia

Concevoir des bâtiments bioclimatiques, fondements & méthodes, de Pierre Fernandez et Pierre Lavigne