Lucido®, caractéristique d’un mur capteur–stockeur

Lucido®, caractéristique d’un mur capteur–stockeur

Le mur capteur–stockeur reste l'un des systèmes les plus ingénieux pour le chauffage passif des locaux. Les performances de ce mur dépendent de plusieurs paramètres, à savoir : sa nature, son épaisseur, présence ou non de thermocirculation. Couramment appelé Mur Trombe, ses caractéristiques sont vouées à développer ce type de procédé de consytruction.

En effet, l’utilisation de l’énergie solaire dans le domaine de l’habitat pour réduire sa consommation énergétique est de plus en plus répendue. Une technique de chauffage se basant sur un système de captation solaire, de stockage et de restitution de la chaleur a été développée au C.N.R.S (France) par le Professeur Trombe. Le mur Trombe est un système simple et intéressent de captage de l’énergie solaire. Il est constitué d’un mur vertical en maçonnerie lourde orienté vers le sud et muni de deux orifices permettant la circulation de l’air entre le local et la serre formée par la surface réceptrice du mur et le vitrage qui le précède.

Le mur capteur transmet l’énergie solaire captée par deux moyens, une partie est transmise par conduction à travers le mur qui la restitue à l’intérieur du local par convection, alors que la deuxième partie se transmet par circulation naturelle de l’air chaud se trouvant dans la cheminée solaire à travers les orifices.

Cette caractéristique technique tend à se développer à l’heure ou l’on parle de transition énergétique et ou la construction s’oriente vers une démarche bioclimatique.

Ce principe de mur absorbant a inspiré certains industriels, notamment Charpente Concept qui a développé le principe d’une façade active baptisée Lucido®.

Cette façade solaire se compose d’un verre solaire, d’un élément absorbant en bois et d’un mur isolant. La façade utilise l’énergie solaire, gagnée par le système et stockée dans celle-ci, comme force isolante naturelle. Ainsi le principe de fonctionnement d’une telle façade permet d’améliorer considérablement l’efficacité énergétique du bâtiment traduisant une perte d’énergie équivalente à zéro.

L’efficacité énergétique de la façade Lucido® rend le bâtiment écologiquement intéressant, du fait que cette construction consomme de 50% à 100% de moins d’énergie qu’une maison conventionnelle. L’apport supplémentaire d’énergie est, à l’inverse de la plupart des autres bâtiments, possible à l’aide de sources d’énergie renouvelables. La majeure partie des matériaux utilisés dans la construction Lucido® est naturelle et peut être recyclée sans impact sur l’environnement.

Lucido®, composé de peu d’éléments, est conçu selon les principes de la construction modulaire. La bonne qualité des matériaux garantit la durabilité du système. En plus de sa fonction, les éléments donnent à la façade une esthétique unique. Les principes de la construction modulaire permettent de s’adapter à tous les types architecturaux.

Le point essentiel du principe Lucido® est l’élément absorbant. Cet élément est constitué d’une lame en bois avec une structure lamellaire horizontale. Cette lame transforme l’énergie lumineuse en chaleur. Le bois (sapin/épicéa ou mélèze) qui constitue cet élément est certifié avec le label FSC® (Forest Stewardship Council®) et provient des forêts indigènes qui sont exploitées de manière écologique. L’élément absorbant peut être d’aspect naturel ou teint.

A l’extérieur, devant l’élément absorbant du principe Lucido®, un verre solaire est installé. Ce verre est renforcé. Il remplit une fonction énergétique du fait qu’il laisse passer la quasi-totalité de l’énergie solaire (92%). La surface structurée du verre réfléchit l’énergie solaire superflue en été et laisse passer les rayons en hiver. De plus, le verre solaire protège le panneau en bois des intempéries.

La combinaison du verre solaire, de l’élément absorbant en bois et du mur isolant forme la façade Lucido®. Un mur neuf ou existant, massif ou en bois assure la fonction statique de la façade solaire. La lame de bois à structure lamellaire est fixée sur le mur porteur. Le verre solaire constitue la couche extérieure, celle-ci étant éloignée de la lame bois, il reste une lame d’air qui permet l’aération nécessaire pour le transport de la vapeur d’eau et de l’air chaud vers l’extérieur. Ce principe permet, à l’inverse des murs assurant une bonne isolation, une très faible épaisseur de paroi (env. 220mm pour la construction bois et 340mm pour la construction massive).

La fabrication de la façade peut être effectuée par toutes entreprises, de préférence locales, en construction bois qui ont de l’expérience en maison ossature bois ainsi qu’une connaissance en construction de fenêtres (pose du verre solaire).

La façade solaire Lucido® récupère de l’énergie solaire, laquelle a un effet isolant et de chauffage pour le bâtiment. Cette enveloppe de bâtiment fonctionne selon le même principe qu’une serre. Les rayons du soleil passent à travers le verre et pénètrent dans la structure lamellaire. La chaleur des rayons solaires est tout d’abord absorbée par le bois, puis l’intégralité du mur se réchauffe lentement. Après 4 à 12 heures, la chaleur a traversé l’épaisseur du mur et dans la soirée, la chaleur arrive à l’intérieur du bâtiment. Lucido® agit ainsi dans la nuit en tant qu’enveloppe chauffante et isolante du bâtiment. La chaleur emmagasinée durant la journée est diffusée durant la nuit et le matin, le cycle recommence avec le lever du soleil.

Grâce à l’effet chauffant et isolant du principe Lucido® les pertes en énergie sont quasi nulles.

La simulation du comportement thermique de ce type de façade composé de Lucido a été effectuée pendant des journées type d'hiver et d'été. En hiver, afin que le principe Lucido® fonctionne, il faut prendre en compte les différentes positions du soleil en été ainsi qu’en hiver. Les lamelles sont taillées de telle façon qu’en hiver les rayons du soleil puissent pénétrer jusqu’au fond de l’entaille, permettant ainsi une transformation optimale du rayonnement. En période hivernale, une faible quantité de lumière suffit pour d’une part, réchauffer la façade solaire et, d’autre part, isoler le bâtiment de la manière la plus appropriée.

D’autres sources d’énergies renouvelables sont nécessaires pour fournir l’apport en chaleur, afin d’atteindre une température intérieure optimale. Des économies d’énergie gigantesques sont possibles grâces aux réductions de perte d’énergie dues à l’effet isolant de la façade Lucido®.

Les lamelles horizontales des lames en bois sont légèrement inclinées. Ainsi, les rayons solaires hivernaux, plus bas qu’en été, peuvent ainsi pénétrer de manière optimale entre les lamelles et transmettre la chaleur. Un minimum d’apport d’énergie de chauffage est ainsi suffisant pour compenser les pertes d’énergie.

En été, lorsque le soleil est haut, les rayons solaires arrivent sur la façade avec un angle très élevé. La majeure partie des rayons est réfléchie par le verre solaire. L’énergie restante parvient jusqu’aux chants des lamelles et réchauffe l’air contenu entre le verre et l’absorbeur. L’air ainsi réchauffé est ainsi transporté par convection thermique vers l’extérieur. Les lamelles de l’absorbeur travaillent aussi dans ce sens, puisque du fait de leur inclinaison et de l’angle élevé des rayons du soleil, les cavités sont ombragées évitant ainsi une surchauffe de la façade.

Grâce à l’interaction du verre solaire, des lamelles légèrement inclinées et de l’isolation thermique du mur, une surchauffe dans le bâtiment est empêchée.