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Technologie

Le mur trombe ou le chauffage solaire passif

F. M. | 7 octobre 2016, 09h31

Si on parle d’énergie solaire, une majeure partie de la population va penser aux panneaux photovoltaïques. Et bien ils existent, d’autres solutions productrices d’énergie solaire. Et pour preuve ! En 1881 Edward Morse, un inventeur, dépose un brevet sur le principe du chauffage solaire passif. Ce n’est que dans les années 1950 que le « mur Trombe » est mis en œuvre et expérimenté par le professeur Félix Trombe et l’architecte Jacques Michel. 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.

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Principe du thermosiphon

Le principe est simple. Un vitrage extérieur est placé devant un mur en béton, pour provoquer un effet de serre. Entre les deux, la lame d’air est réchauffée par les rayons du soleil. Des petites 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 les locaux à chauffer. L’air chauffé dans la lame d’air pénètre ainsi par les ouvertures supérieures dans les locaux. En chauffant la pièce, il se refroidit au contact de l’air du local et, une fois rafraîchi, revient par les ouvertures inférieures dans la lame d’air pour se réchauffer à nouveau.
Cet apport énergétique se décompose en deux principes :

  • Le premier est une diffusion directe des deux tiers environ de l’énergie sans déphasage.
  • Le deuxième est restitué en déphasé grâce à l’inertie du mur et concerne le tiers restant.

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 petites ouvertures.

Dimensionner son mur Trombe

Un mur Trombe qui se trouve bien dimensionné dans un projet d’architecture bioclimatique 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 est au sud avec une tolérance de 15 °. Son dimensionnement et celui de ces petites ouvertures sont primordiaux pour l’efficacité du système.
En principe, la surface totale des petites ouvertures supérieures et inférieures doit représenter 3 % de la surface totale du mur.
Par exemple pour un mur de 3 m², les petites ouvertures supérieures et inférieures doivent avoir une surface totale de 3 m² x 0,03 = 0,09 m² = 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 petites ouvertures supérieures, si on tient compte de la dilatation de l’air lorsqu’il circule entre le mur et le vitrage.

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Le mur Trombe répond aux besoins de chauffage

La première maison à avoir bénéficié d’un mur Trombe est celle de M. Trombe. Dans celle-ci, construite en 1962, la quasi-totalité de la façade sud est constituée d’un tel mur, qui permet d’assurer 70 % des besoins en chauffage de la maison. Avec les progrès techniques au niveau des vitrages et des systèmes d’automatisation, le rendement d’une telle installation est de 30 à 40 % des apports solaires. La capacité du système à combler les besoins de la maison dépendra donc fortement de l’ensoleillement de la région. En Auvergne par exemple, pour les mois d’Hiver de novembre à avril, le gain par un mur Trombe de 2 m sur 2m25 est de 695 kWh. Alors que pour une baie vitrée classique même de taille, il est de seulement 565 kWh. Enfin, comparé à d’autres systèmes de chauffage passifs, le mur Trombe possède des avantages indéniables. Le système le plus simple et le plus répandu est évidemment la baie vitrée performante. Le mur Trombe peut lui être complété pour disposer d’une plus grande liberté architecturale. Il permet aussi de bénéficier du déphasage de la chaleur et donc de chauffer la maison durant la nuit, ce que ne permet pas la baie vitrée seule.

Couplé désormais avec du verre photovoltaïque, une VMC avec récupérateur de chaleur, votre mur Trombe peut être une des solutions les plus pertinentes pour un habitat bioclimatique.

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Source : lemoniteur.fr - bc-maison-ecologique.fr-ffbatiment.fr
Crédit photo : onyxsolar.com

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