Notions de base
La climatisation a profondément modifié les modèles architecturaux et les conditions d’usage des bâtiments. Elle a rendu possibles les grands volumes fermés (salles de spectacles, espaces de réunion, centres commerciaux), les immeubles de grande hauteur équipés de façades entièrement vitrées ou à fenêtres fixes, ainsi que les infrastructures souterraines. Elle a également permis une relative indépendance entre l’activité humaine et les contraintes climatiques.
Cependant, les systèmes de climatisation rejettent la chaleur extraite des bâtiments vers l’extérieur, contribuant à l’aggravation des îlots de chaleur urbains. En complément, la minéralisation des espaces urbains réduit les capacités de rafraîchissement naturel, notamment par ventilation nocturne, créant un cycle d’échauffement qui augmente la demande en climatisation.
Les fluides frigorigènes employés dans les systèmes de refroidissement mécaniques sont des produits issus de la pétrochimie. Ils présentent un impact environnemental significatif en cas de fuite, et leur manipulation est strictement encadrée : contrôle d’étanchéité, interdiction de dégazage, obligation de récupération et de traitement spécialisé. Des filières de régénération se développent, bien que l’incinération reste majoritaire.
Certaines typologies de bâtiments restent difficilement dissociables de la climatisation en raison de leurs contraintes fonctionnelles : grandes surfaces commerciales, bureaux fortement occupés, infrastructures souterraines ou bâtiments techniques. Néanmoins, il est possible, dans de nombreux cas, d’améliorer le confort d’été et de limiter voire d’éviter le recours à la climatisation par des mesures architecturales, techniques et organisationnelles.
Il convient par ailleurs de rappeler que la température de confort en période estivale repose davantage sur un écart raisonnable entre l’intérieur et l’extérieur (environ 6 à 7 °C) que sur une valeur fixe. Des écarts trop importants peuvent générer des inconforts physiologiques, notamment en raison de l’air froid et sec produit par les climatiseurs.
Les principes suivants visent à conserver des conditions intérieures acceptables sans climatisation, en agissant dès la conception ou lors de l’exploitation.
Méthodes pour limiter ou éviter la climatisation
Mobiliser l’inertie thermique intérieure
Le recours à des matériaux à forte inertie (béton, métal, terre cuite, terre crue, carrelage, briques, enduits épais) permet d’absorber les apports de chaleur et de limiter leur accumulation dans l’air intérieur. Ces matériaux ont la capacité de stocker la chaleur dans leur masse. Ce sont des matériaux froids au touché qui sont capables d’emmagasiner la chaleur. Ainsi, la chaleur de l’air sera captée par ces matériaux denses.
En neuf comme en rénovation, l’ajout de revêtements minéraux comme des enduits ou de la faïence peut renforcer ponctuellement cette inertie tout en apportant une touche esthétique et graphique aux espaces.
Favoriser les grandes hauteurs sous plafond
Les volumes importants facilitent la stratification naturelle : l’air chaud s’élève, améliorant le confort dans la zone occupée en partie basse. Ce principe est particulièrement pertinent pour les locaux recevant du public ou les espaces de bureaux occupés en continue.
Utiliser des matériaux perspirants
Les matériaux perspirants sont des matériaux qui sont capables d’absorber une certaine quantité d’eau sans se dégrader. Il s’agit de matériaux hydrophiles comme par exemple la terre, certaines pierres, le plâtre, la chaux, les laines végétales (bois, chanvre, mouton) etc. L’air stocke une certaine quantité de vapeur d’eau été comme hiver. La vapeur d’eau a tendance à migrer du milieu le plus humide vers le plus sec.
Ainsi, les murs qui sont capables de stocker de l’humidité provenant de l’activité humaine ou de l’environnement sont aussi capables de la relarguer par évaporation dans l’air. En s’évaporant, l’eau absorbe les calories/la chaleur de l’air et fait ainsi diminuer la température ambiante.
De ce fait également, les murs stockant de l’humidité mettent plus de temps à monter en température qu’un mur sec. Une partie de l’énergie solaire va faire s’évaporer l’humidité contenue dans la matière plutôt que de réchauffer le mur puis l’air intérieur. Il s’agit du phénomène de déphasage. Plus un mur a une capacité de déphasage long, meilleur sera le confort d’été.
Ce phénomène explique d’ailleurs la fraîcheur en été dans les vieux bâtiment en pierre.
Ainsi, utiliser des revêtements perspirants comme des enduits en rénovation ou utiliser des matériaux bruts intérieurs sur certains murs de refend en neuf permet de bénéficier de ce rafraîchissement passif.
Intégrer des dispositifs hydrauliques (plans d’eau, fontaines)
Dans les patios, cours intérieures ou atriums, l’eau – particulièrement lorsqu’elle est en mouvement – améliore localement le rafraîchissement de l’air via évaporation.
Ces dispositifs, plus efficaces dans des espaces semi-clos pour limiter la dispersion des volumes d’air refroidis, apportent de surcroit un aspect esthétique significatif.
Créer des espaces tampons
En disposant des espaces tampons en façade (loggias, porches, coursives couvertes), les apports solaires sont atténués. Ventilés vers l’extérieur, ces espaces tampons constituent une barrière thermique efficace protégeant ainsi les espaces intérieurs dont ils sont adjacent.
L’organisation programmatique selon l’orientation peut également améliorer le confort :
- locaux de travail à forte occupation ou cuisines professionnelles au nord ;
- espaces nécessitant un confort accru (ex. zones de repos) à l’est ;
- zones d’accueil, halls et locaux techniques au sud ou à l’ouest, idéalement protégés par un dispositif d’ombrage ou un espace tampon.
Installer des protections solaires extérieures
Les protections extérieures (volets, stores extérieurs, brise-soleil orientables, casquettes, débords de toiture ou de planchers) limitent l’entrée de chaleur en arrêtant le rayonnement avant le vitrage tout en conservant un éclairement naturel.
Développer la végétation caduque
La plantation d’arbres à feuilles caduques permet de réduire les apports solaires en été, tout en facilitant les gains passifs en hiver. Leur évapotranspiration participe au rafraîchissement local de l’air à proximité des façades du bâtiment.
Dans les zones urbaines denses, ces dispositifs améliorent également la résilience du bâtiment face aux îlots de chaleur.
Intégrer des ventilateurs de plafond
Les ventilateurs de plafond offrent un rafraîchissement ressenti efficace. En augmentant la vitesse de l’air, ils augmentent la dissipation de la couche d’air chaud et humide en contact avec la peau par évapotranspiration, réduisant ainsi la température ressentie.
Ils constituent une solution de faible consommation énergétique qui est bien adaptée aux bâtiments recevant du public ou aux grands plateaux de bureaux, facile à mettre en œuvre et peu coûteuse.
Limiter les surfaces vitrées exposées
Réduire les surfaces vitrées orientées au sud ou à l’ouest diminue les apports thermiques.
Même très performants, les vitrages génèrent des gains solaires supérieurs à ceux d’une paroi opaque bien conçue.
Une analyse fine de l’orientation, de l’ensoleillement et des besoins en lumière naturelle doit guider la proportion et la position des baies.
Utiliser des systèmes d’humidification maîtrisés
Les humidificateurs projetant de fines gouttelettes d’eau peuvent ponctuellement réduire la température de l’air par évaporation. Leur utilisation nécessite un protocole d’entretien strict pour prévenir les risques sanitaires, notamment liés à la légionellose mais constitue un moyen d’appoint efficace.
Intégrer des végétaux en intérieur
Les plantes peuvent contribuer à améliorer le confort hygrothermique de certains espaces grâce à leur évapotranspiration. Dans les atriums, halls et circulations larges, elles participent à un rafraîchissement localisé.
Mettre en œuvre une ventilation nocturne
La ventilation nocturne naturelle ou mécanique permet de refroidir les parois dès que la température extérieure devient inférieure à la température intérieure. Les ouvrants traversants, les puits de jour ou les dispositifs d’extraction en partie haute optimisent ce processus.
Installer un puit provençal
Ce système de géothermie passive utilise la stabilité thermique du sol pour pré-refroidir l’air neuf. À partir d’environ 1,5 m de profondeur, la température du sol demeure stable autour de 12 °C, permettant l’abaissement de la température de l’air entrant.
Une telle mise en œuvre nécessite une étude préalable du terrain (nappe, radon, caractéristiques géotechniques) et un entretien régulier pour garantir la qualité sanitaire de l’air.
Adapter l’organisation des usages
Historiquement, les utilisateurs se déplaçaient vers les espaces les plus frais disponibles (lieux de culte, bâtiments publics…). Aujourd’hui, cette logique pourrait se traduire par des stratégies d’occupation différenciée, des horaires d’ouvertures ou de travail modulées, des tenues professionnelles adaptée etc.
Conclusion – L’expertise de l’architecte au service de la transition énergétique
Le rafraîchissement passif s’impose aujourd’hui comme un levier stratégique pour renforcer la résilience des actifs immobiliers tout en soutenant les objectifs de la transition énergétique. En mobilisant l’inertie thermique, la maîtrise des apports solaires, la ventilation naturelle, la végétalisation et des matériaux adaptés, les bâtiments peuvent réduire significativement leur dépendance au froid mécanique et limiter leurs consommations énergétiques estivales.
Ces approches améliorent le confort des usagers, stabilisent les conditions d’exploitation lors des épisodes de chaleur extrême et contribuent à la réduction des émissions liées au parc immobilier. Elles participent ainsi à la modernisation durable des actifs, dans un contexte où les exigences réglementaires et climatiques s’intensifient.
Dans cette dynamique, l’architecte joue un rôle déterminant : en apportant conseil, expertise et vision globale, il accompagne les maîtres d’ouvrage dans l’intégration cohérente de solutions passives pour optimiser durablement la performance énergétique et environnementale des bâtiments.
