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Bâtimétiers N° 15 - 2009 | ÉQUIPEMENTS TECHNIQUES

UNE TECHNIQUE À REDÉCOUVRIR

Le mur Trombe

Stocker l'énergie du soleil dans un mur pour rediffuser la chaleur dans une pièce, tel est le principe du mur Trombe. Un procédé technique en phase avec l'architecture bioclimatique, efficace et simple à concevoir.

Conçu par le professeur Félix Trombe et l'architecte Jacques Michel, le mur Trombe, Grenelle de l'environnement oblige, revient sur le devant de la scène pour des applications en architecture bioclimatique. Il s'agit, en effet, d'un procédé qui repose sur le solaire passif. Son objectif consiste à valoriser le rayonnement du soleil en associant deux propriétés physiques : l'effet de serre à travers un vitrage et l'inertie thermique du mur. Ce système, plutôt utilisé en habitat individuel, valorise l'énergie à moindre coût par rapport aux installations de capteurs solaires. Il est généralement associé à d'autres procédés de chauffage basse consommation.

Circulation d'air par thermosiphon

L'effet de serre est obtenu en plaçant un vitrage extérieur devant un mur en béton. Le mur stocke l'énergie. Des ouvertures sont pratiquées dans les parties basses et hautes du mur, de manière à créer une circulation d'air par thermosiphon entre la lame d'air et la pièce à chauffer. L'air chauffé par contact avec le mur pénètre ainsi par les ouvertures supérieures dans la pièce. Les deux tiers environ de l'énergie sont restitués sans déphasage. Le tiers restant est, lui, restitué en déphasé grâce à l'inertie du mur. En l'absence de rayonnement solaire, le sens de circulation de la lame d'air s'inverse, ce qui peut provoquer un refroidissement accéléré de la pièce. Pour l'éviter, on utilise des clapets à fermeture manuelle ou automatique disposés au niveau des ouvertures.

Dimensionnement et orientation

Bien dimensionné dans un projet d'architecture bioclimatique, le mur Trombe est capable de couvrir tous les besoins d'une pièce pour une journée de chauffe si celle-ci est ensoleillée. Un appoint peut cependant être nécessaire lorsque l'ensoleillement est moindre. Dans tous les cas, l'orientation du mur au sud - avec une tolérance de 15° de part et d'autre - son dimensionnement et celui des ouvertures sont primordiaux pour l'efficacité du système.

En principe, la surface totale des ouvertures supérieures et inférieures doit représenter 3 % de la surface totale du mur. Par exemple pour un mur de 3 m², les ouvertures supérieures et inférieures doivent avoir une surface totale de 3 m² x 0,03 = 0,09m² = 900 cm², soit une largeur de 90 cm pour une hauteur de 10 cm. Il est possible d'augmenter de 10 % maximum la surface des ouvertures supérieures, si on tient compte de la dilatation de l'air lorsqu'il circule entre le mur et le vitrage. Il existe, par ailleurs, des règles de calcul dans l'annexe 3 des règles Th-BV de septembre 1988. Y est précisée notamment l'influence du mur sur le calcul des besoins de chauffage.

Mur capteur

De plus en plus de constructions font désormais appel à cette technique. D'ailleurs, dans le projet Villavenir initié par la FFB Nord-Pas-de-Calais, l'une des constructions prévoit un équipement pouvant s'apparenter à un mur Trombe. Il s'agit d'un mur capteur. La conception en est légèrement plus simple, car il n'y a pas de système de ventilation entre le vitrage et le mur. Avec ce principe, l'énergie solaire est transmise par conduction à travers le mur, puis par rayonnement à l'air de la pièce. Cette transmission se fait avec un déphasage pouvant atteindre onze heures si l'épaisseur de béton est de 40 cm, permettant ainsi de chauffer la pièce au moment où il n'y a plus de soleil. À la conception, pour une pièce de hauteur normale, il convient de prévoir une surface de mur capteur égale à 10 % de la surface habitable. Ce qui permet une économie d'énergie annuelle d'environ 30 %. Par temps ensoleillé, cette surface de mur capteur suffit à couvrir la totalité des besoins de chauffage.