ANNEXES : LES SOLUTIONS BIOCLIMATIQUES - BHEE

Annexes
fermées 33 . Quand la masse de stockage est en dehors du bâtiment, elle peut être employée
pour pré refroidir l'air d'approvisionnement de ventilation ou pour refroidir le bâtiment
par un écoulement à circuit fermé.
La ventilation de jour introduit l'air neuf extérieur, qui est nécessaire afin de maintenir la
qualité d'air d'intérieur acceptable. En plus de ces quantités d'air extérieur, la ventilation
peut également fournir des moyens appropriés pour le refroidissement passif, une fois que
l'air extérieur est à une plus basse température. Alternativement, la ventilation peut
également se poursuivre la nuit, avec des résultats favorables sur la réduction des charges
de refroidissement du bâtiment. Pendant la nuit les températures extérieures sont
généralement inférieures à celles de l’intérieur. Il est donc possible d'aérer le bâtiment en
permettant à l'air extérieur d'entrer dans les pièces et d’enlever la chaleur qui a été stockée
de jour. Le mouvement d'air augmente la dissipation thermique des matériaux de
construction et l'air plus chaud est alors évacué dans l’atmosphère de basse température.
Ce processus continue pendant la nuit et, la température de l'air et la masse intérieure du
bâtiment sont ainsi à des niveaux plus bas quand le cycle d'augmentation de la température
recommence le jour suivant. Par conséquent, le matin, les occupants entrent dans un
environnement plus frais, ce qui signifie que même pour les bâtiments climatisés de jour,
une réduction substantielle d'énergie est possible.
La conception du bâtiment devrait assurer un taux de ventilation élevé et particulièrement
au-dessus des surfaces de stockage. Selon (Givoni, 1991) cité par (Santamouris et al, 1996),
cette stratégie est salutaire dans les climats avec une grande oscillation journalière de la
température, au-dessus approximativement de 15°C, où la température minimum de nuit
pendant l'été est inférieure environ à 20°C. Le modèle de température intérieure de l'air
dans un bâtiment aéré de nuit suit celui de la température extérieure. Ainsi, cette stratégie
est fortement dépendante de la différence de températures entre l’intérieur et l’extérieur du
bâtiment : elle sera d’autant plus performante que la température extérieure de nuit sera
faible. Par ailleurs, il est également nécessaire de favoriser l’écoulement de l’air de
l’extérieur vers les pièces intérieures. La vitesse relative de l’air passant sur les surfaces
internes augmente ainsi les transferts de chaleur convectifs. Ce procédé peut être facilité
par l’utilisation des toitures ventilées.
La sur ventilation nocturne est particulièrement bien adaptée dans les immeubles massifs,
avec de grandes variations diurnes de la température extérieure. Dans les bâtiments avec
une capacité thermique conséquente, la température intérieure peut être proche de la
température moyenne extérieure. Dans une masse élevée, un bâtiment bien isolé, ombragé
et fermé pendant le jour, une baisse de 35 à 45% de la température intérieure de l'air par
rapport à la température extérieure, est possible par la ventilation nocturne.
Cette stratégie s’applique généralement dans les édifices équipés de fenêtres avec des
ouvertures hautes.
Par des simulations, (Santamouris et al, 1996) montrent que, pour des renouvellements d’air
jusqu’à 10 vol/h les charges de froid sont réduites de façon significative, alors que les
renouvellements supérieurs n’affectent que très peu les charges de refroidissement. La sur
ventilation nocturne s’effectue généralement par l’ouverture des fenêtres. Ainsi, des
problèmes de sécurité des occupants peuvent apparaître. Heureusement, des systèmes tels
que les volets persiennes, des volets roulants ou encore des fenêtres oscillo-battantes
existent pour pallier à ce phénomène.
Notons que sur les bâtiments de référence, par la simulation thermique dynamique, l’effet
du taux de renouvellement d’air nocturne sur les températures intérieures est étudié.
33 La masse structurale fraîche peut absorber la chaleur qui pénètre par l'enveloppe ou est produite à l'intérieur du
bâtiment.
Thèse de doctorat - C. FLORY-CELINI Université Claude Bernard
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