La RE2020 est entrée officiellement en vigueur le 1er janvier 2022 pour les constructions de logements neufs. Pour beaucoup, cette nouvelle réglementation évoque surtout le choix des matériaux, les procédés constructifs, l’Analyse du Cycle de Vie, les énergies renouvelables… En bref, surtout la diminution de l’impact carbone. Tout cela est vrai mais ne doit pas occulter un fait très important : le bioclimatisme jouera un rôle prépondérant dans la « conception RE2020 ». Dès la faisabilité de toute opération, la conception bioclimatique (re)devient une nécessité absolue avec un indice Bbio renforcé par rapport à la RT2012. Nous vous expliquons tout.
De la préhistoire à nos jours : le bioclimatisme au cœur de la conception des bâtiments
Le bioclimatisme : définition et origines
Étude bioclimatique – Projet Confidentiel ©TERAO
La démarche bioclimatique caractérise la volonté de concevoir un projet en tirant le meilleur parti de son environnement « climatique », tout en tenant compte des usages « bio = vie ». Elle aboutit à un meilleur confort hygrothermique des habitants, à l’intérieur d’un bâtiment comme à l’extérieur, tout en limitant les ressources naturelles prélevées.
Depuis la nuit des temps et à commencer par les grottes préhistoriques, l’Homme adapte son habitat aux conditions environnementales existantes. Les modes constructifs s’inspirent largement du « bon sens » et d’une observation attentive de la nature, à des époques où le bois constitue la seule source d’énergie. La course du soleil est exploitée pour ses apports de chaleur. Localiser son habitat pour s’abriter du vent est également un prérequis de l’architecture dite « vernaculaire ».
Les premières maisons passives, alors recouvertes de toitures végétalisées, sont repérées en Islande au 17ème siècle. Ce n’est finalement qu’aux chocs pétroliers de 1973 et 1979 que l’approche bioclimatique fait l’objet d’une démarche scientifique au sein d’un vaste réseau de laboratoires universitaires. L’ensoleillement, les vents dominants, les ressources locales, le cycle des saisons et l’amplitude des températures font l’objet de recherche de solutions innovantes et économiquement viables.
Quels sont les objectifs du bâtiment bioclimatique aujourd’hui ?
La conception bioclimatique du bâtiment vise à améliorer le confort d’été et d’hiver des occupants, pour réduire les consommations de chauffage et éviter le recours à la climatisation. Elle permet d’atteindre des performances environnementales élevées. Les études bioclimatiques qu’il est possible de mener – détaillées plus bas – ont pour objectifs essentiels de :
- Privilégier la pénétration des apports solaires en hiver et réduire la pénétration de ces apports en été ;
- Valoriser les bonnes orientations (soleil, vent) ;
- Déterminer la morphologie du bâtiment et les protections solaires
- Définir les bons pourcentages de vitrage ;
- Augmenter la compacité ;
- Améliorer l’inertie thermique du bâtiment en fonction des usages ;
- Optimiser les épaisseurs d’isolants
- Disposer les pièces de manière pertinente à l’intérieur ;
Ces sujets, au cœur des préoccupations du projet durable, permettent des arbitrages déterminants pour les choix de conception.
Le rôle de TERAO au service d’une architecture bioclimatique, en tant que pionnier en thermique du bâtiment
TERAO accompagne la modélisation énergétique optimisée des projets depuis ses origines. Les apports de son fondateur Michel RAOUST ont par ailleurs été majeurs en la matière. Notre pôle de MOE abrite notamment la Cellule de Modélisation et de Conception Bioclimatique (CMCB). C’est au sein de cette équipe hautement qualifiée que sont pilotées et réalisées les études techniques suivantes :
- Etude et simulation d’ensoleillement et d’ombres portées (héliodon) (laquelle permet aussi de calculer le potentiel de production d’énergie renouvelable d’une toiture ou d’une façade par exemple).
- Etudes de facteur de vue du ciel et de « view out ».
- Etudes de circulation du vent à l’extérieur des bâtiments.
- Simulations Thermiques Dynamiques (STD) : cette modélisation du bâtiment calcule les besoins énergétiques réels nécessaires au confort de ses occupants, dimensionnés au plus proche en fonction des scénarios d’utilisation et d’occupation.
- Simulations Energétiques Dynamiques (SED) : La modélisation ainsi effectuée permet le calcul précis de toutes ses consommations énergétiques annuelles.
- Etudes d’approvisionnement et de stratégies énergétiques, intégrant une analyse en coût global du recours aux différentes sources d’énergie.
- Etudes de confort thermique et de confort lumineux (études FLJ et d’autonomie lumineuse) : permettent de limiter le recours à l’éclairage artificiel.
Etude et simulation d’ensoleillement et d’ombres portées © TERAO
| Les études de la cellule CMCB occupent également une place conséquente au service de projets d’aménagement bioclimatiques, afin d’identifier l’impact du projet sur l’effet d’ilot de chaleur urbain. A ce titre, découvrez également notre article sur l’ICU. |
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L’indice Bbio remis à l’honneur dans la RE2020 par rapport à la RT2012
La RE2020 renforce – entre autres indicateurs composant son calcul – le Bbio (besoin bioclimatique) de 30% par rapport à la RT2012, et fait apparaître un Bbio froid. De quoi remettre, plus que jamais, le bioclimatisme à l’honneur.
Qu’est-ce que le Bbio à l’ère de la RE2020 et qu’inclut-il ?
On sait que le climat, dans moins de 30 ans, va générer d’importants problèmes d’inconfort voire de santé publique. Les canicules seront plus longues et plus fréquentes. Les exigences sont donc plus élevées.
© TERAO
Le Bbio est un coefficient calculé en points qui tient compte de 3 types de besoins :
- L’éclairage ;
- Le besoin de refroidissement (climatisation) ;
- Le besoin de chauffage.
C’est une mesure de la qualité de l’enveloppe du bâtiment, permettant l’atteinte des objectifs décrits plus hauts.
Par rapport à la RT2012, la RE2020 fait apparaître un Bbio froid systématique, pris en compte pour tout bâtiment même non climatisé. Le but est d’anticiper l’installation ultérieure potentielle d’un système de climatisation en cas d’inconfort estival important. Par conséquent, cela impliquera davantage d’efforts sur la conception bioclimatique et sur les solutions de rafraichissement passives pour garantir un bon confort estival.
Le calcul RE2020 intégrera également, comme facteur de confort d’été, la définition du nombre de « degrés heure d’inconfort » ou « indicateur DH ». Ce nombre ne doit pas être dépassé : il a pour rôle de garantir un minimum de fraicheur dans le bâtiment en cas de forte chaleur. Il remplace la TIC (Température Intérieure Conventionnelle) de la RT2012, au profit d’un calcul dynamique. Celui-ci se base sur le delta cumulé entre les températures réellement atteintes tout au long de l’été et une température de référence considérée comme confortable.
En basant les simulations sur des fichiers météo anticipant les épisodes caniculaires, (et donc sur des conditions plus extrêmes qu’à l’heure actuelle), des bâtiments très bien conçus ayant davantage d’inertie thermique sont nécessaires.
Les facteurs ayant une influence sur le besoin bioclimatique
Au-delà ce que nous avons développé plus haut, d’autres facteurs viennent influencer le Bbio :
- Les zones climatiques nationales ;
- La perméabilité à l’air, qui permet un gain important sur le Bbio lorsqu’elle est bien optimisée ;
- L’isolation de l’enveloppe (le passage en ITE permet par ailleurs de réduire le Bbio froid, grâce à une inertie plus importante) ;
- L’ouverture des façades ;
- La compacité ;
- La protection globale du bâtiment par rapport au soleil.
La RE2020 constitue un défi qui implique de rapprocher le travail des architectes et des ingénieries, et ce le plus en amont possible des projets. Les bureaux d’études tels que TERAO, experts en conception Energie-Carbone et en bioclimatisme, devraient être inclus dans un travail très intégré avec l’architecte dès l’esquisse, afin de réaliser dès que possible un pré-calcul RE2020 en amont du dépôt de PC.
