ANNEXES : LES SOLUTIONS BIOCLIMATIQUES - BHEE

Annexes
A3.4. Conception et dimensionnement
du mur capteur accumulateur
(Courgey et al, 2006)
Outre la zone géographique et l’orientation, le revêtement mais également le matériau
utilisé conditionnent les performances du système. Mais pas seulement : la façon dont le
bâtiment est utilisé ainsi que les performances du reste de l’enveloppe vont agir sur
l’efficacité du système. Classiquement, les éléments agissant sur les performances du
système sont cités. (EASE, 1994) permet de s’affranchir de cette énumération, en réalisant
une étude de sensibilité montrant de façon synthétique les paramètres influant sur la
productivité du mur capteur accumulateur. Cette dernière est définie comme la somme des
gains nets et des pertes de chaleur d’un système de référence : le bénéfice thermique d’un
composant devrait en effet être évalué en équilibrant ses gains et ses pertes
supplémentaires. Un tel équilibre est obtenu par simulation thermique ou mesures
fournissant ainsi les gains nets (gains solaires bruts – pertes de chaleur). Dans le cas du
mur, le système de référence est l’isolation standard opaque correspondant à la
réglementation thermique en vigueur. La plus value de cette étude est qu’elle intègre en
sus des caractéristiques du système, certains paramètres tels que l’utilisation du bâtiment.
Selon (EASE, 1994), le paramètre le plus influant est l’orientation (l’orientation ouest réduit
la productivité du mur capteur accumulateur de 35% par rapport au Sud) : en absence de
masque, l’orientation théorique optimale est le sud géographique (avec un écart admissible
de 20 à 30°). Il est suivi du coefficient d’absorption du mur (côté extérieur) : plus foncée est
la surface, meilleure est la productivité. Le type d’occupation influe également sur les
performances, ce qui met en exergue l’importance du facteur humain.
Des règles de dimensionnement sont fournies dans la littérature (citons (Ademe, 2007),
(Courgey et al, 2006), (Mazria, 1979), (IEA, 1989)). Elles sont résumées ci-dessous :
� Pour une pièce de hauteur normale, il faut prévoir une surface de mur capteur
égale à 10% de sa surface habitable. Ainsi, on réalise, sur un bilan annuel, environ 30 %
d'économies d'énergie. Par temps ensoleillé, cette surface de mur capteur sera suffisante
pour couvrir la totalité des besoins de chauffage. L'épaisseur du mur de béton et le temps
d'ensoleillement conditionnent la bonne efficacité du mur. Le mur doit fournir l'inertie et la
masse suffisante pour couvrir les besoins.
� L’épaisseur du mur (cf. Figure A 31) : elle dépend de la capacité thermique et de la
diffusivité thermique du matériau. L’intervalle optimum, qui dépend du matériau, est
compris entre 10 et 30 cm. Si le mur est trop épais, de l'ordre de 40 cm, il risque de ne pas
pouvoir se chauffer suffisamment durant une journée d'hiver ensoleillée où l'on peut
compter sur environ 5 h d'ensoleillement efficace. Si le mur est trop fin, les déperditions
sont trop importantes et ne peuvent être couvertes par le mur.
� Le type de matériau : les temps de déphasage de divers matériaux de construction
en fonction de leur épaisseur et quantité de chaleur accumulée (en Wh/m².K) pour des
épaisseurs types sont donnés Figure A 32.
� La rugosité de la surface : la capacité d’absorption de la surface exposée au soleil
peut être améliorée en augmentant la rugosité
� La surface du système dépend de la typologie du bâtiment et de la zone
climatique.
Thèse de doctorat - C. FLORY-CELINI Université Claude Bernard
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