Le mur trombe est un type de façade conçu pour profiter du rayonnement solaire afin de chauffer les pièces. En termes d’architecture bioclimatique, elle est considérée comme une stratégie de chauffage indirect passif.
Comment fonctionne un mur trombe ?
Il s’agit en fait d’un système assez simple qui repose sur trois principes de base : l’inertie thermique du mur, l’effet de serre et la thermo-circulation.
Sa conception permet un large degré de sophistication, mais elle consiste essentiellement en un mur orienté vers le sud avec une feuille de verre extérieure à une certaine distance, créant une chambre à air qui profite de l’effet de serre pour augmenter la température accumulée dans le mur. L’épaisseur et le matériau du mur vont déterminer son inertie thermique et le degré de retardement de la transmission de la chaleur par rayonnement vers l’intérieur des pièces.
En option, le haut et le bas de la paroi peuvent être perforés. La différence de densité entre l’air chaud et l’air froid produit un effet de convection naturelle qui permet la circulation de l’air chaud de la chambre dans la pièce. L’air plus chaud et plus léger monte et entre dans la maison par les trous supérieurs, tandis que l’air plus froid est aspiré par les trous inférieurs. Dans ce cas, on obtient une action de chauffage conjointe par rayonnement de la paroi et par convection de l’air.
L’existence ou non de ces ouvertures change radicalement le fonctionnement de la paroi de la trombe, on distinguera donc deux grands types, avec des modes d’utilisation très différents selon que l’on est en hiver ou en été, de jour ou de nuit.
Types de mur de trombe
D’une manière générale, nous ferons la différence entre les murs de trombe ventilés et non ventilés. La paroi non ventilée de la trombe pourrait être appelée “paroi collectrice” ou “accumulateur thermique” car elle se passe de l’effet de la thermo-circulation. Il convient aux bâtiments à usage continu, comme les habitations, car il permet d’obtenir une température plus élevée dans la chambre à air, et un retard plus important du rayonnement vers l’intérieur de l’espace, ce qui est très utile pour les chambres à coucher lors des froides nuits d’hiver. En été, cependant, il faut prendre la précaution de le protéger du soleil pour éviter de surchauffer la maison.
Le mur de trombe ventilé est beaucoup plus polyvalent. Comme on peut le voir sur les schémas, il peut être utilisé de nuit comme de jour, aussi bien en hiver qu’en été. Cependant, tout a un prix, et dans ce cas, c’est que l’utilisateur soit conscient de son fonctionnement. Par exemple, si en l’absence de soleil on oublie de fermer les ouvertures, la thermo-circulation va fonctionner en sens inverse, c’est-à-dire que pendant la nuit, l’inertie du mur va extraire la chaleur de l’intérieur de la pièce pour la transférer vers l’extérieur, qui est à une température plus basse. Nous passerions d’un système de chauffage à un système de refroidissement.
Cette situation peut devenir utile en été, en transformant le mur Trombe en une cheminée solaire pour extraire l’air des pièces et les ventiler. Pour ce faire, on n’ouvre que les ouvertures inférieures, ce qui permet à l’air de la chambre de s’élever en se réchauffant, supprimant ainsi l’air à l’intérieur.
Améliorations intégrées au mur de trombe
Outre le mur, la cavité et le verre, la conception peut intégrer d’autres éléments pour améliorer les performances.
Un surplomb au sommet est souvent recommandé, et est également très efficace car l’inclinaison des rayons du soleil en été est beaucoup plus importante qu’en hiver. Avec les bonnes dimensions, un tel surplomb ne représentera aucun obstacle aux rayons du soleil en hiver et fournira une ombre complète en été.
Une autre possibilité consiste à utiliser un élément isolant tel qu’un store sur la face extérieure du verre. Cela permettra d’éviter les pertes de chaleur par transmission vers l’extérieur lors des nuits d’hiver les plus froides.
Les autres améliorations portent généralement sur le choix des matériaux, comme un verre à faible émissivité qui empêche la chaleur de s’échapper de la chambre à air, ou une surface rugueuse et sombre sur la face extérieure du mur, qui augmente la surface exposée et l’absorption de chaleur.
Comme toute autre mesure de conception passive, le mur de trombe est une solution très intéressante à envisager, tout en pesant toujours ses avantages et ses inconvénients.