Préambule
Évolution des approches de gestion de la surchauffe dans les bâtiments (2006-2025)
Cette étude de cas, datant de 2006, présente une approche qui était alors novatrice pour traiter les problèmes de surchauffe dans un bâtiment de soins. Près de vingt ans plus tard, il est intéressant de contextualiser cette démarche dans le cadre des connaissances et pratiques actuelles en matière de confort thermique estival.
Une approche toujours pertinente : La démarche présentée dans cette étude de cas – privilégier les solutions passives plutôt que de recourir immédiatement à la climatisation – reste fondamentalement valide en 2025. Elle s’inscrit parfaitement dans la hiérarchie des solutions aujourd’hui recommandée par les experts et les réglementations :
- Réduire les apports de chaleur (protections solaires, vitrages performants)
- Dissiper la chaleur par des moyens passifs (ventilation naturelle, night cooling)
- Stocker et gérer la chaleur (inertie thermique, matériaux à changement de phase)
- En dernier recours seulement, refroidir activement (climatisation)
Évolutions techniques depuis 2006 : Si l’approche générale reste pertinente, les solutions techniques se sont considérablement enrichies :
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Protections solaires : Au-delà des stores et brise-soleil mentionnés dans l’étude, on dispose aujourd’hui de solutions dynamiques à contrôle automatisé qui s’adaptent aux conditions extérieures en temps réel, optimisant l’équilibre entre protection solaire et apport de lumière naturelle.
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Vitrages : Les performances des vitrages ont progressé, avec des facteurs solaires pouvant descendre sous 0,27 tout en maintenant une transmission lumineuse élevée, contre environ 0,4 pour les meilleurs vitrages de 2006.
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Night cooling : La ventilation nocturne est devenue une stratégie majeure, avec des systèmes automatisés qui exploitent la fraîcheur nocturne pour refroidir la masse thermique du bâtiment. Des études récentes (2023-2025) montrent qu’un night cooling bien conçu peut réduire les températures intérieures de 2 à 4°C.
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Matériaux à changement de phase (PCM) : Inexistants dans l’étude originale, ces matériaux qui absorbent et restituent la chaleur à température constante sont désormais intégrés dans les parois, plafonds ou systèmes de ventilation pour augmenter l’inertie thermique sans alourdir la structure.
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Végétalisation : Les toitures et façades végétalisées, non mentionnées dans l’étude, sont aujourd’hui reconnues comme des solutions efficaces contre la surchauffe, réduisant les températures de surface de 15 à 20°C en période estivale.
Évolutions réglementaires : Depuis 2006, les exigences réglementaires concernant le confort d’été se sont considérablement renforcées :
- La réglementation PEB intègre désormais des critères stricts de prévention de la surchauffe
- Les indicateurs de surchauffe sont devenus plus précis, passant d’une simple température maximale à des indicateurs d’inconfort cumulé (degrés-heures)
- L’impact du changement climatique est désormais pris en compte dans les simulations thermiques dynamiques
La climatisation en 2025 : une solution parmi d’autres : Si la climatisation était considérée en 2006 comme la solution « par défaut » à éviter si possible, elle s’inscrit aujourd’hui dans une palette de solutions plus nuancée :
- Les systèmes de climatisation sont devenus beaucoup plus efficaces énergétiquement (EER > 5 contre 2-3 en 2006)
- Des solutions hybrides combinant refroidissement passif et actif se sont développées
- Le free cooling (utilisation de l’air extérieur frais sans recours à la compression) s’est généralisé
- Les systèmes basse consommation comme les plafonds rafraîchissants ou les poutres froides offrent des alternatives moins énergivores
Implications pour les projets actuels :
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Approche globale et anticipée : La gestion de la surchauffe doit être intégrée dès la conception du bâtiment, en considérant l’orientation, la compacité, les protections solaires architecturales, etc.
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Simulations thermiques dynamiques : Contrairement à l’approche simplifiée de l’étude de cas, les projets actuels bénéficient de simulations précises permettant d’optimiser les solutions et de tester différents scénarios climatiques.
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Confort adaptatif : Les standards de confort ont évolué vers une approche adaptative qui tient compte de l’acclimatation des occupants et accepte des températures plus élevées en période chaude.
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Résilience climatique : Face à l’augmentation des vagues de chaleur, les solutions doivent être dimensionnées pour résister aux conditions extrêmes qui seront plus fréquentes dans les décennies à venir.
Cette étude de cas reste donc un excellent exemple de démarche rationnelle face à un problème de surchauffe, mais les solutions techniques et l’arsenal réglementaire se sont considérablement enrichis depuis sa publication. Les principes fondamentaux restent valables : analyser avant d’agir, privilégier les solutions passives, et n’envisager la climatisation qu’après avoir exploré toutes les alternatives moins énergivores.
Introduction
Cette Maison de Repos et de Soins dépendante du CPAS de Tournai, communément appelée « Home du Moulin à Cailloux », fut construite en 1976 dans le faubourg nord de la Ville et accueillait quelques 153 résidents dans un bâtiment s’élevant sur trois étages. Suite aux dernières canicules estivales, un problème de surchauffe a fait surface et mobilisé le personnel pour qu’on y trouve remède.
Problèmes de surchauffe
Lors de la période caniculaire de 2003, un grand nombre de plaintes d’inconfort liées à une surchauffe des locaux fut émis principalement par le personnel soignant qui exécute des prestations lourdes pendant la journée, les familles qui rendent visite à leurs parents ainsi que le personnel administratif. À nouveau à la mi-juin 2004, le même problème se représentait : il fait trop chaud ! Ces personnes sont incommodées par une température élevée l’après-midi et un éblouissement gênant en fin de journée principalement dans les locaux supérieurs des façades ouest et sud. Ces dernières sont fortement vitrées : à 90 % pour les bureaux du rez-de-chaussée et à 57% pour les chambres des étages.
Une climatisation !
Très rapidement la solution vers laquelle la Direction se tourne légitimement, c’est d’installer un système de climatisation pour les chambres les plus exposées à ce problème de surchauffe. Pour vaincre la chaleur, rien de tel que du froid ! Oui mais n’y a-t-il pas d’autres alternatives à une climatisation onéreuse aussi bien à l’investissement qu’à l’exploitation ? C’est ici qu’intervient le rôle du Responsable Énergie du CPAS de Tournai. Mandat lui fut donné d’analyser le problème et d’y trouver le remède adéquat sans se précipiter les yeux fermés vers la solution de la climatisation.
Analyse des plaintes et campagne de mesures
La première étape fut de collationner auprès des occupants du bâtiment les plaintes formulées afin de se faire une idée de l’ampleur du problème de surchauffe. Qui est incommodé ? Ce problème semble-t-il se manifester dans tout le bâtiment ? Dans quelles conditions observe-t-on cet inconfort ?
Dans un 2ème temps, une campagne de mesures fut réalisée lors de l’été 2004 à l’aide d’une station météo placée dans une chambre-type du 3ème étage où l’on observe la surchauffe la plus forte. Une température de 30°C fut enregistrée dans le courant de l’après-midi d’une journée du mois de juillet.
Objectif : mettre des chiffres derrière ce problème afin d’évaluer au mieux la situation.
Gestion de la surchauffe
On estime que le refroidissement des chambres via une climatisation devient nécessaire en été lorsque la somme des apports internes et externes atteint 55 W/ m² soit 740 W dans le cas de notre chambre-type du 3ème étage.
Les apports internes étant approximativement de 440 W (éclairage, occupant, téléviseur,…), il s’agit de limiter les apports solaires à 300 W afin d’éviter le recours à la climatisation. Or dans la situation actuelle, châssis avec simple vitrage clair, la puissance solaire transmise en été au local est de 1 670 W ! Comment réduire cet apport ? Il est possible de diminuer ces apports solaires via des brises ou des pare-soleils sans nuire au niveau d’éclairement requis du local.
Sur base de tableaux établis pour la Région wallonne par la Cellule Architecture et Climat de l’UCL, on peut comparer plusieurs cas de figure : en plaçant un double vitrage basse émissivité, la puissance solaire transmise descend à 1 260 W et si on l’associe à une protection solaire extérieure tel qu’un store déroulant, on tombe à 140 W. Une protection solaire intérieure quant à elle donnerait une valeur de 570 W.
Il est donc tout à fait possible d’éviter la climatisation et ses coûts d’exploitation pour limiter l’élévation de température des locaux au-delà de 24°C.
La meilleure solution ?
Celle qui rencontrera la satisfaction de tous les utilisateurs et des gestionnaires du bâtiment, l’utilisation rationnelle de l’énergie et bien entendu l’approbation des décideurs quant à l’aspect financier.
Suite à la présentation de l’analyse chiffrée du Responsable Énergie, la Direction fut bien surprise de constater qu’il était possible de se passer de climatisation. Dès lors, en plus du remplacement des anciens châssis en aluminium simple vitrage par des châssis en PVC double vitrage à basse émissivité, des 66 chambres concernées, les 36 situées sur la façade sud seront équipées d’un brise-soleil et les 30 sur la façade ouest de stores pare-soleil. Une mise en œuvre prévue courant 2006.
En détail
Économique
Remplacement des châssis : 115 300 € TVAC.
Brise-soleil extérieur façade sud : 22 500 € TVAC.
Store enroulable extérieur façade ouest : 27 500 € TVAC.
Des subsides peuvent être sollicités auprès de la DGO5 et de la DGO4 (UREBA) pour ce type d’investissement.
La climatisation quant à elle coûterait de l’ordre de 252 500 € TVAC avec un coût d’exploitation annuel de l’ordre de 5 000 € !
Informations complémentaires
Luc BODDIN
Responsable des Biens et Travaux
CPAS de Tournai
Tél : 069 888 934
Email : architecte@cpas-tournai.be
Cette étude de cas provient des Sucess Stories réalisées par l’ICEDD, Institut de conseils et d’études en développement durable en 2004. Depuis cette époque, dans le cadre d’une restructuration des infrastructures du CPAS, le home du Moulin à Cailloux a été reconstruit complétement. Dans le nouveau home, des protections solaires automatiques ont été placées à l’extérieur des fenêtres. Les risques de surchauffe ont ainsi été réduits dès la conception du bâtiment.
22-08-2008 : 1er passage de mise en page [liens internes, tdm, en bref !, rapide passage général sur la mise en page de la feuille] – Sylvie
22-09-2008 : WinMerge ok – Sylvie
27-03-2009 : Application des nouveaux styles de mise en page. Julien.