Canicule : « Il faut privilégier les solutions passives avant le recours à la climatisation », selon Saint-Gobain

Les récents épisodes de chaleur intense mettent au premier plan une question longtemps restée secondaire dans la conception des bâtiments : celle du confort d’été. Logements, bureaux, écoles ou établissements de santé sont désormais confrontés à des niveaux de chaleur qui rendent leur adaptation plus urgente.

Face à cette évolution, le recours à la climatisation ne peut constituer une réponse unique, selon Olivier Servant, expert en conception thermique des bâtiments chez Saint-Gobain et interlocuteur des grands maîtres d'ouvrage et des grandes maîtrises d'œuvre pour le groupe. Isolation, protections solaires, inertie, surventilation nocturne ou vitrages à contrôle solaire doivent d’abord être mobilisés pour limiter les apports de chaleur et réduire les besoins en refroidissement actif.

Comment faut-il aujourd’hui penser le confort d’été dans les bâtiments ?

Il faut faire attention à ne pas avoir un débat poussé par l'urgence, à laquelle on a été confronté la semaine dernière. Si on prend les choses un peu froidement, nous sommes dans un moment de changement climatique qui conduit progressivement à ce que nos bâtiments soient soumis en été à des phénomènes similaires, mais symétriques, à ceux qu'ils subissent en hiver. 

La démarche intellectuelle est la même en été et en hiver : ce n'est pas parce qu'on a installé un système de chauffage qu'on ne doit pas isoler le bâtiment. Sur la partie hivernale, on sait faire ça depuis des décennies, c'est encadré réglementairement. Sur la partie estivale, on est au début de l'histoire, mais c'est exactement la même logique.

Il faut aussi bien différencier les pics de chaleur qui durent quelques jours, comme on en a connu fin mai, des vagues de chaleur, comme celle que l'on vient de traverser sur une douzaine de jours. En termes de conception d'un bâtiment, ce n'est pas du tout la même chose.

Concrètement, quelles sont les solutions à privilégier  ?

Chez Saint-Gobain, notre démarche consiste à toujours privilégier les solutions passives avant tout recours à des solutions actives comme la climatisation. D'abord, on se protège des apports solaires : on isole les murs et les toitures, et sur les parois vitrées, on combine protections solaires mobiles, volets, stores extérieurs, et vitrages à contrôle solaire.

Ensuite, il faut ajouter de l'inertie à l'intérieur du bâtiment, avec des matériaux qui stabilisent la température au contact de l'air ambiant. Cela permet de mettre en œuvre la troisième étape, la surventilation nocturne : on ouvre les fenêtres pour profiter de l'air frais de la nuit et redécharger l'inertie du bâtiment accumulée dans la journée. 

Cette stratégie fonctionne parfaitement bien pour un pic de chaleur de trois à cinq jours. Elle atteint en revanche ses limites lors d’une vague de chaleur longue, quand, d'un jour sur l'autre, la température ne redescend plus suffisamment la nuit. On a vu récemment des zones urbaines où la température n'est pas descendue en dessous de 30°C la nuit. Dans ce cas, ouvrir les fenêtres n'apporte plus de fraîcheur.

Que faire quand cette stratégie passive ne suffit plus ?

C'est là qu'interviennent, dans l'ordre, les solutions actives. D'abord les brasseurs d'air, de simples ventilateurs plafonniers qui ne changent pas la température réelle de la pièce, mais améliorent la température ressentie de 3 à 5°C en accélérant l'évaporation par transpiration. Si ce n'est pas suffisant, on doit avoir recours à un système de refroidissement actif de l'air, la climatisation.

Il y a vraiment une hiérarchie logique dans ces solutions. Si vous êtes dans un bâtiment bien isolé, avec des protections mobiles, des vitrages à contrôle solaire, une bonne inertie et une surventilation nocturne, la climatisation pourra être très peu utilisée. Lors de la vague de chaleur que nous venons de traverser, un tel bâtiment n'aurait démarré sa climatisation que sur la fin de l'épisode.

À l'inverse, un bâtiment mal conçu, non isolé, sans protections solaires, avec des vitrages qui laissent passer tous les apports solaires, chauffe beaucoup plus vite. Sur ces « bouilloires thermiques », si l'on ne traite que le symptôme en ajoutant du froid sans revoir l'enveloppe, on se retrouve avec une climatisation surdimensionnée, qui fonctionne cinq fois plus longtemps que dans un bâtiment performant, pour une consommation d'énergie bien supérieure.

Cette logique de solutions passives s'applique-t-elle aussi au tertiaire, aux écoles, aux hôpitaux ?

Les solutions passives sont évidemment très utiles sur le tertiaire, et elles y sont déjà largement déployées. Sur une façade rideau vitrée d'un bâtiment de bureau, 100 % des façades utilisent aujourd'hui des vitrages à contrôle solaire. C'est le cas depuis les années 1980, avec les premières tours qui sont sorties pour éviter des effets de surchauffe et de surdimensionnement des systèmes de climatisation.

La situation est différente pour les parcs anciens comme les bâtiments hospitaliers ou d'enseignement, ce qui explique les fermetures d'écoles et les difficultés opérationnelles dans certains services hospitaliers.

Prenons un exemple : une école où il n'y a pas de ventilation dans les classes, pas de store ni de volet extérieur, historiquement bannis parce qu'ils nécessitent une manipulation manuelle ou posent des problèmes de maintenance. Elles ont aussi été conçues pour ne pas être occupées en juillet et août, sans prise en compte des vagues de chaleur. Résultat, dès le matin, les salles de classe n'ont pas eu le temps de redescendre en température par rapport à la veille.

Puisqu'il est prohibé de laisser les fenêtres des écoles ouvertes la nuit pour des raisons de sécurité, quelles solutions existent ?

On dispose aujourd'hui de gammes de vitrages à contrôle solaire dérivées de celles utilisées depuis longtemps dans le tertiaire, qu'il faut adapter à la conception des bâtiments d'enseignement. Il existe aussi des solutions de films collés sur des vitrages existants, mais ce n'est qu'un pansement, pas un vrai travail de conception.

Pour une école neuve, la logique est la même que pour un logement, avec en plus une capacité à surventiler la nuit sans ouvrir les fenêtres, via des systèmes qui lancent un débit d'air important selon une horloge nocturne. Ces dispositifs devraient être systématiques dans le neuf. En rénovation, il faut partir d'un diagnostic de l'existant pour essayer de reconstituer ce type de fonctionnement.

Quels produits le groupe Saint-Gobain met-il en avant pour répondre à ces enjeux ?

Nous développons des solutions pour répondre à l'ensemble de la démarche de conception que nous avons évoqué. Sur l'isolation des parois opaques, on a la chance d'avoir une synergie entre été et hiver : isoler une toiture fonctionne aussi bien pour éviter la déperdition de chaleur l'hiver que pour éviter l'entrée de chaleur l'été, quand la toiture agit comme un capteur solaire et se transforme en plafond rayonnant si elle n'est pas isolée. On propose une gamme complète, laine de verre, laine de roche, fibre de bois, coton recyclé, pour les toitures, les murs et les planchers.

Sur les vitrages, nos solutions à contrôle solaire, déjà très répandues dans le tertiaire bureau et commerce, ont vocation à se déployer massivement dans l'enseignement et le logement.

Enfin, sur l'inertie, quand on rénove, on a un vrai intérêt à utiliser, par exemple lors de l'aménagement de combles, des doubles plaques de plâtre ou des plaques plus épaisses. On peut aussi utiliser des solutions à base de terre d'excavation, comme les carreaux Terlian, qui recréent des systèmes constructifs apportant de l'inertie tout en étant très bas carbone. Utilisés en contre-cloison ou en cloisonnement intérieur, ils augmentent nettement l'inertie du bâtiment.

Concevez-vous vos solutions différemment pour le neuf et pour la rénovation ?

La solution produit est souvent développée à la fois pour le neuf et la rénovation. Ce qui change, c'est l'intégration du produit dans un système, qui dépend de l'état existant. On a beaucoup plus de degrés de liberté dans le neuf ; en rénovation, on a besoin d'une palette de solutions beaucoup plus large, adaptée au cas par cas.

Si vous isolez un mur en voile béton des années 1970, ce n'est pas très compliqué, des solutions standards existent. Mais sur un mur en moellon ou en pisé, souvent lié à une architecture particulière voire un classement patrimonial, il faut parfois isoler par l'intérieur pour préserver l'aspect extérieur. Il faut alors faire attention à ne pas perturber le fonctionnement hygrothermique du mur historique, car le niveau d'humidité de la paroi est directement lié à sa tenue mécanique dans le temps.

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