Chauffage solaire passif
Le chauffage solaire passif repose sur l’utilisation de l’énergie solaire pour augmenter naturellement la température intérieure d’un logement, sans recours à des systèmes mécaniques.
Comme l’explique l’architecte portugais Francisco Moita, cette énergie peut être exploitée à travers trois types de systèmes : directs, indirects et de serre.
Système de gain direct
Le gain direct se produit lorsque le rayonnement solaire entre par les fenêtres, chauffant l’air et les surfaces intérieures.
L’intensité du rayonnement dépend de l’orientation des fenêtres — par exemple, une fenêtre orientée au sud capte plus d’énergie solaire en hiver, tandis qu’une orientée à l’ouest peut provoquer une surchauffe en été.
Les fenêtres sont donc des éléments clés du confort thermique d’une maison passive.
Système de gain indirect
Dans ce système, la chaleur est stockée dans un mur collecteur, situé entre l’extérieur vitrifié et l’espace intérieur.
Ce mur massif (en béton, brique ou pierre) absorbe le rayonnement solaire pendant la journée et libère la chaleur progressivement la nuit.
Ce processus se produit par :
- Convection, lorsque la température de l’air ambiant est inférieure à celle de la surface du mur ;
- Rayonnement, lorsque les surfaces proches sont plus froides que le mur chauffé.
L’inertie thermique — c’est-à-dire, la capacité d’un matériau à stocker et restituer la chaleur — dépend de deux facteurs :
- Diffusivité thermique → rapidité avec laquelle le matériau réagit aux variations de température ;
- Efusivité thermique → capacité du matériau à échanger de la chaleur avec l’environnement.
Un exemple classique de ce système est le mur de Trombe, créé par le Professeur Félix Trombe et l’architecte Jacques Michel dans les décennies de 1950 et 1970.
Pour augmenter l’absorption solaire, la surface extérieure du mur doit être peinte en couleur sombre.
Système de serre
Le système de serre solaire passive consiste en un espace vitré fermé, associé à des murs et des sols de haute masse thermique.
Pendant la journée, la serre capte et stocke de la chaleur, agissant comme une zone tampon qui réduit les pertes d’énergie les jours froids ou la nuit.
La chaleur peut être transférée :
- Directement, grâce à la circulation de l’air entre la serre et l’intérieur ;
- Indirectement, à travers le rayonnement libéré par les matériaux qui ont stocké de la chaleur.
Pour éviter la surchauffe en été, surtout dans les serres orientées au sud-ouest, des ombrages saisonniers doivent être installés, comme des murs ou de la végétation à feuilles caduques, qui bloquent le soleil d’été, mais laissent passer celui d’hiver.