Refroidissement passif : améliorer la ventilation naturelle de votre maison

Le refroidissement passif est une technique de refroidissement qui permet de maintenir une température agréable dans un bâtiment, sans consommer d'énergie.

C’est donc une alternative aux systèmes de refroidissement actifs fonctionnant à l’électricité, comme les climatiseurs.

Voici trois principes de refroidissement passif pour optimiser l’efficacité thermique de votre maison.

Le confort thermique fait référence à la sensation de confort à l'intérieur. Cela dépend de la température intérieure, de l’humidité, des courants d’air et de la qualité de l’air intérieur (QAI).

Un système de refroidissement passif, tel qu'une ventilation croisée et/ou l'utilisation de matériaux à haute capacité thermique, permet de stabiliser la température intérieure pour contribuer à un meilleur confort thermique global.

Le transfert de chaleur fait référence au processus de déplacement naturel de la chaleur d’une zone chaude vers une zone plus froide.

Le transfert de chaleur se produit principalement de trois manières :

1. Par rayonnement : le rayonnement est le transfert de chaleur sous forme de rayonnement électromagnétique, principalement des rayons infrarouges. Dans une maison, le soleil chauffe les surfaces extérieures (toitures, murs et fenêtres). Ces surfaces rayonnent alors de la chaleur vers l’intérieur.
2. Par conduction : la conduction est le transfert de chaleur à travers un matériau solide (toitures, murs et fenêtres) qui conduit la chaleur extérieure vers l'intérieur.
3. Par convection : la convection est le transfert de chaleur par déplacement d'éléments fluides, principalement de l'air, au travers de courants d'air chaud et froid. Les courants d’air chaud augmentent la chaleur tandis que les courants d’air froid refroidissent une pièce.

Pour réduire les transferts de chaleur, vous devez protéger les surfaces exposées à l’extérieur, isoler votre maison et l’aérer efficacement.

L'orientation d'un bâtiment influence l'efficacité d'un système de refroidissement passif.

Une orientation soigneusement planifiée maximise les avantages du vent et minimise l’exposition directe au soleil pour optimiser l’efficacité thermique de la maison.

L’objectif est d’améliorer la ventilation naturelle tout en réduisant le recours aux appareils de climatisation.

La ventilation naturelle, ou refroidissement naturel, consiste à utiliser des ouvertures, telles que des fenêtres, des portes et des bouches d'aération, pour permettre la circulation de l'air frais à l'intérieur du bâtiment, tout en expulsant l'air chaud.

En complément des systèmes de ventilation mécanique hygiénique (VMC par exemple), la ventilation naturelle utilise la différence de pression et de température pour créer un flux d'air intensif et continu à travers le bâtiment.

En positionnant soigneusement les ouvertures, vous pouvez maximiser le flux d’air frais et ainsi permettre un refroidissement efficace des espaces intérieurs du bâtiment.

1. Accessible et économique : facile à intégrer dans les nouvelles constructions et les rénovations sans coûts élevés.
2. Réduit les besoins en climatisation : le refroidissement passif contribue au maintien du confort thermique sans avoir besoin de climatisation, contribuant ainsi à réduire la facture d’électricité.
3. Améliore la qualité de l'air et la santé grâce à un échange d'air qui réduit la présence de polluants intérieurs. Les symptômes du syndrome du bâtiment malade surviennent plus fréquemment dans les bâtiments climatisés que dans les bâtiments ventilés naturellement (Wargocki et al., 2002)¹.
4. Assure un confort thermique équilibré en maintenant une température agréable et en réduisant les zones de chaleur excessive.
5. Adaptable et polyvalent : s'adapte à tous les climats et styles architecturaux et peut être combiné avec d'autres techniques.

Adoptez les pratiques suivantes pour optimiser le refroidissement passif de votre maison grâce à la ventilation naturelle :

• Placez des fenêtres et des bouches d'aération sur les côtés opposés de la maison pour favoriser le flux d'air transversal et maximiser le refroidissement.
• Installez des fenêtres de toit pour créer un effet de cheminée et augmenter l'évacuation de l'air chaud accumulé près du plafond, contribuant ainsi à rafraîchir toute la maison.
• Plantez des arbres et des arbustes pour fournir de l'ombre et diriger les brises vers les ouvertures du bâtiment (voir le chapitre ci-dessous pour savoir quels arbres planter).
• Installez des volets roulants, des stores extérieurs ou des pare-soleil extérieur pour réduire l'exposition à la chaleur tout en continuant à permettre la circulation de l'air qui contribue au refroidissement (voir le chapitre ci-dessous pour découvrir nos solutions).

Vous trouverez ci-dessous trois autres méthodes de refroidissement passif pour maintenir une température agréable dans votre maison, sans recourir à des installations de climatisation énergivores.

Le refroidissement radiatif est une méthode qui permet aux bâtiments de dissiper la chaleur en émettant un rayonnement thermique vers un environnement plus frais, généralement la nuit.

Cette méthode tire parti des surfaces réfléchissantes ou d’une toiture spéciale pour réduire les températures intérieures.

Pas toujours accessible, le refroidissement passif par rayonnement peut nécessiter l’application de toitures ou de peintures réfléchissantes.

Le refroidissement passif par évaporation est une méthode de refroidissement qui utilise des éléments tels que des bassins d'eau ou des surfaces mouillées pour abaisser la température de l'air.

L'évaporation de l'eau absorbe la chaleur et offre donc une solution naturelle pour rafraîchir l'air ambiant.

Cette méthode n'est pas toujours réalisable, car elle nécessite de modifier les espaces existants pour intégrer des éléments d'eau.

Le couplage au sol exploite la température stable du sous-sol pour modérer les variations de température intérieure.

En construisant partiellement le bâtiment sous terre ou en utilisant des systèmes de transfert de chaleur géothermiques (par exemple des tuyaux en terre), vous pouvez maintenir des conditions thermiques stables qui maintiennent la fraîcheur de votre maison.

Le couplage au sol est un système qui implique d’importants travaux de construction et des investissements en géothermie.

Pour un refroidissement passif efficace, voici trois éléments de conception qui influencent la capacité d'un bâtiment à maintenir passivement des températures confortables.

Une bonne isolation et des matériaux appropriés limitent les gains de chaleur indésirables et maintiennent une température intérieure fraîche. Les matériaux à haute capacité thermique peuvent stocker et libérer de la chaleur de manière contrôlée pour maintenir un bon refroidissement.

Exemples de matériaux adaptés au refroidissement passif :

• Le béton, pour ses propriétés thermiques et son inertie.
• La brique, pour sa bonne isolation thermique et acoustique.
• Des matériaux écologiques, comme le chanvre ou la cellulose, à la fois isolants et durables.

Pour assurer le refroidissement passif de votre maison, le positionnement stratégique des ouvertures (fenêtres, portes, aérations et grilles d'aération) et de la protection solaire est crucial.

Les ouvertures minimisent le gain de chaleur solaire tout en maximisant la lumière naturelle.

Des solutions telles que des volets roulants, des stores extérieurs et des pare-soleil extérieurs sont efficaces pour protéger les ouvertures des rayons directs du soleil.

De plus, les fenêtres de toit sont la solution idéale pour optimiser le refroidissement passif ou le rafraîchissement de l’air de votre maison. Voici quelques solutions de protection contre la chaleur :

• Les volets roulants offrent une protection solaire extérieure optimale qui améliore l'isolation thermique et le confort à l'intérieur de votre maison.
• Les volets souples sont une solution légère qui offre une protection efficace contre le soleil tout en permettant une ventilation naturelle.
• Les pare-soleil tamisants extérieurs réduisent la chaleur entrante tout en laissant passer la lumière naturelle.

Découvrez toutes nos solutions de protection contre la chaleur pour fenêtres de toit sur notre page dédiée : Stores et volets roulants - protection solaire extérieure.

Lire aussi : L'importance de bons volets roulants pour vos fenêtres de toit

La couleur et la réflexion des surfaces extérieures influencent la quantité de chaleur absorbée et rayonnée par un bâtiment, optimisant ainsi son refroidissement.

Le choix des couleurs et les matériaux réfléchissants peuvent réduire l’absorption de chaleur.

Voici quelques recommandations :

• Privilégiez des couleurs claires : elles réfléchissent davantage la lumière du soleil et absorbent moins de chaleur que les couleurs foncées.
• Appliquer des peintures réfléchissantes : celles-ci sont conçues pour minimiser le transfert de chaleur vers l'intérieur du bâtiment et contribuer ainsi au refroidissement intérieur.
  
   

L’aménagement paysager permet d’optimiser les stratégies de refroidissement ou de rafraîchissement passif pour créer un environnement plus frais et plus confortable.

Sélectionnez et positionnez stratégiquement des arbres et des plantes appropriés pour :

• Minimiser l'exposition directe au soleil,
• Réduire la température ambiante autour de votre maison (l'ombre des arbres peut réduire la température ambiante de 5 °C.)
• Améliorer la qualité de l’air, car les plantes filtrent les particules fines et produisent de l’oxygène.

Pour un refroidissement optimal, choisissez des arbres feuillus au feuillage dense, comme les chênes ou les érables. Ils fournissent une ombre importante en été tout en apportant une lumière bienvenue en hiver, lorsque les arbres perdent leur feuillage.

De plus, utilisez des plantes grimpantes, comme le lierre ou la glycine, qui peuvent recouvrir de manière décorative les façades des maisons tout en contribuant à leur refroidissement.