Quels sont les différents types de protections solaires extérieures ?
Protection solaire extérieure structurelle
Les protections solaires extérieures structurelles présentent les caractéristiques suivantes :
- éléments architecturaux (non déplaçables) participant souvent à l'identité du bâtiment ;
- réalisées généralement en éléments pleins (béton, bois, métal, etc.) en surimposition de l'enveloppe ;
- différents types : casquettes, débords de toit, auvents, panneaux latéraux, brises soleil ;
- dimensions de la protection à corréler avec les dimensions de l'ouverture pour une efficacité maximale ;
- utilisation adaptée pour toutes les affectations de bâtiment et plus particulièrement pour les bureaux.
Cas particuliers des casquettes :
- efficaces pour stopper le rayonnement solaire direct suivant l'orientation de vitrages au sud , mais moins pour les orientations est et ouest ;
- inefficaces pour contrôler la luminosité / éblouissement (issus des composantes réfléchies ou diffuses du rayonnement solaire), ou pour apporter de l'intimité aux occupants . Il peut donc être intéressant de les combiner à des protections solaires intérieures.
Cas particuliers des brise-soleils :
- efficaces pour stopper le rayonnement solaire direct suivant les orientations de vitrages est et ouest ;
- composés de lames montées sur un châssis fixé à la structure ;
- lames souvent en aluminium ou en bois ;
- possibilités de différents profils pour les brise-soleils en aluminium (rectangulaires, elliptiques, etc.) ;
- réglage possible pour certains modèles ;
- variante photovoltaïque , de type BIPV ;
- rôle anti-effraction , dans le cas d'un placement devant les vitrages.
Brise-soleils verticaux
Brise-soleils montés en casquette
Brise-soleils photovoltaïques
Protection solaire extérieure mobile
Installée à l'extérieur des fenêtres, ces protections peuvent être levées, abaissées en fonction de la position du soleil de façon manuelle ou automatisée. Certains modèles à lamelles offrent aussi une orientation de ces dernières. La mobilité de ces protections permet des gains solaires maximaux en hiver, et un apport réduit en été. Il en existe plusieurs types :
Panneau coulissant
- à mi-chemin entre la protection solaire structurelle et la protection solaire mobile ;
- intégration en façade ou de manière déportée (terrasse, loggia, coursive). Dans ces derniers cas les panneaux permettent le cloisonnement d'espaces extérieurs ;
- généralement sur des rails et se déplaçant de façon manuelle ;
- présente l'avantage de la mobilité, solidité et stabilité au vent ;
Brise-soleil orientable
- les brise-soleils orientables ou stores vénitiens, permettent d'adapter la protection à la course du soleil ;
- coulisses latérales permettant le guidage sur les côtés et la tenue au vent ;
- filtre la vue sans l'obstruer totalement ;
- en rénovation leur utilisation a un impact sur l' esthétique du bâtiment (visibilité des coulisses et présence du caisson) ;
- possibilité de protection anti-effraction pour des modèles avec courroie dentée en acier dans les coulisses ;
- plusieurs matériaux possibles, l' aluminium étant le plus usuel (peu d'entretien) ;
- grandes surfaces pouvant être couvertes ;
Store en toile
- performance du store dépend de sa couleur , et de la densité de son maillage ;
- critères de résistance aux UV et d' étanchéité de la toile à prendre en compte ;
- utilisé généralement pour protéger des surfaces d' ouvertures restreintes ;
- prise au vent importante ;
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plusieurs types de déploiements possibles :
store écran : store appliqué en parallèle de la baie et guidé par des rails ou des câbles tendus sur les côtés. Le store en toile enroulable étant moins encombrant que les stores vénitiens, il est plus facile à intégrer dans le cadre d'une rénovation. Des caissons de protection placés sur les coulisses latérales permettent d'améliorer leur tenue au vent ;
store à projection ou marquise : store mis à distance de la façade, en diagonale, grâce à des bras se déplaçant sur les rails latéraux ;
marquisolette : combine en partie haute le store écran et en partie basse le store à projection. Le tissu est maintenu en partie centrale via un rouleau intermédiaire. Elle laisse une vue dégagée sur l'extérieur en partie basse et est moins encombrante qu'un store à projection. Elle convient particulièrement bien à des ouvertures hautes ;
Store banne : projeté à la perpendiculaire des façades grâce à des bras articulés. Lorsque relevés, sont stockés dans un coffret fermé en façade. Les stores bannes sont principalement utilisés dans le résidentiel et dans la restauration, afin d'ombrer ponctuellement des espaces extérieurs.
Autres types de protection extérieure mobile
- protection escamotable : placée de manière fixe au début de l'été et démontée une fois les chaleurs estivales passées ;
- volet, panneau rabattable ou encore persienne lorsque la partie pleine du volet / panneau est remplacée par des lames : Le rabattement peut s'effectuer sur le côté, comme un volet battant traditionnel, ou sur le dessus en auvent. Dans ce dernier cas il est guidé via des coulisses et des bras de support sur les côtés. En fonction de la taille de l'ouverture, le panneau peut se déplacer d'un seul tenant, ou se plier ;
Vitrage solaire
On parle de vitrage solaire lorsque ce sont les caractéristiques intrinsèques du vitrage qui permettent de réduire les apports solaires. Une de ces caractéristiques est le facteur solaire (g) :
- Un facteur solaire faible limite l'énergie entrante aussi bien en été qu'en hiver. L'apport de lumière naturelle (se traduisant par le paramètre de facteur de transmission lumineuse) est aussi limité, car les deux propriétés sont liées ;
- solution appropriée pour les bâtiments ayant de fortes charges thermiques tout au long de l'année (bureaux par exemple).
Plus d'informations sur les propriétés des vitrages peuvent être trouvées dans le dossier aux sections | Combinaison des facteurs solaire et de transmission lumineuse et | Paramètres énergétiques des principaux types de vitrage
En rénovation , il est possible d'agir sur les propriétés optiques des vitrages existants grâce à la pose de films adhésifs :
- le choix de leurs caractéristiques doit être mûrement réfléchi, car la plupart d'entre eux ne peuvent pas se retirer une fois posés ;
- la pose d'un film à basse émissivité a pour conséquence de diminuer la température de surface intérieure du vitrage, ce qui doit être pris en compte dans l'évaluation du risque de condensation.
En neuf , plusieurs technologies sont possibles :
- vitrage réfléchissant : une ou plusieurs couches d'oxydes métalliques sont déposées de préférence sur la vitre extérieure du double vitrage (pour augmenter la composante solaire réfléchie) mais côté intérieur du verre (pour protéger les oxydes des conditions météorologiques extérieures) ;
- vitrage absorbant : les oxydes métalliques sont incorporés dans le verre extérieur, lui donnant une large gamme de couleurs possibles. Une partie de l'énergie solaire est absorbée par le verre, puis émise sous forme d'infrarouges vers l'extérieur, mais aussi vers l'intérieur du bâtiment. Pour cette raison, le vitrage absorbant est moins efficace que le vitrage réfléchissant, pour limiter les gains solaires ;
- vitrage à propriétés variables : certains composants pouvant modifier les propriétés optiques d'un vitrage, par le biais d'un champ électrique, magnétique, luminosité, température, etc. sont intégrés aux vitrages. Cette solution bien que peu utilisée, permet de s'adapter aux besoins du bâtiment, pouvant varier au court du temps (saisons, changement d'affectation, etc.) ;
- combinaison d'un vitrage absorbant, réfléchissant, à propriétés variables ;
- veiller à ce que les propriétés des verres sélectionnés ne provoquent pas de problèmes de dilatation entre leur centre et les bords du châssis (risque de casse).
Protection solaire naturelle
Les éléments architecturaux ou naturels se trouvant autour du bâtiment sont des sources potentielles d'ombrage. Si l'on ne peut que difficilement influencer le bâti environnant, une implantation adaptée des végétaux peut contribuer à la gestion des apports solaires. Leur utilité reste néanmoins cantonnée à des bâtiments peu élevés mais s'étend au-delà de l'aspect purement ombrage (favorable à la biodiversité, à la création d'un microclimat, favorable à la mise en place d'espaces d'échanges, etc.).
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arbres :
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implantation à privilégier :
- implantation à l' est et à l'ouest des surfaces à protéger : permet d'ombrer efficacement les façades le matin et en fin de journée ;
- implantation sud : adapté si l'arbre est proche du bâtiment et de haute taille (le soleil se trouvant à un angle élevé en été suivant l'orientation sud). En pratique si l'arbre ne se trouve pas déjà sur la parcelle, on évite d'en planter suivant cette orientation car les apports solaires hivernaux sont minimisés durant la période de croissance de l'arbre ;
- implantation nord : pas directement utile en ce qui concerne la protection au rayonnement solaire, mais offrant d'autres avantages (protection contre les vents, etc.) ;
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feuillage
- pour ne pas obstruer le passage des rayons solaires bas en hiver, les arbres à feuilles caduques sont préférables aux arbres à feuilles persistantes ;
- la protection est d'autant plus importante que le feuillage est dense : celui-ci peut bloquer de 60 à 90% des rayonnements solaires ;
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pelouses et plantes grimpantes :
- aux alentours et sur le bâtiment ainsi que sur des pergolas et tonnelles, pour diminuer les réflexions solaires et créer un microclimat.
Plus d'informations sur :
- les essences indigènes des plantations à la page | Choix des végétaux
- la conception et mise en place de façades vertes dans le dossier | Réaliser des façades vertes
Comment piloter des protections solaires mobiles?
Les protections mobiles peuvent être :
- déplacées de façon manuelle ou motorisée ;
- pour les protections motorisées la commande peut être manuelle ou automatisée ;
- l'action sur la commande peut avoir un effet sur les protections de façon locale ou globale ;
L'automatisation permet de contrôler les gains solaires en fonction de différents paramètres :
- luminosité ;
- température ;
- horloge ;
- vitesse du vent ;
- etc.
Néanmoins, l'automatisation des protections solaires laisse l'utilisateur dépendant de la technologie qui doit être fiable et comprise par ce dernier. Les systèmes à commande manuelle présentent donc l'avantage de laisser une place au ressenti de l'utilisateur .
Points d'attention pour les protections solaires
L'intégration de protections solaires peut créer des points faibles dans l'enveloppe du bâtiment. Pour cela, l'équipe projet veille aux points suivants :
- nœuds constructifs : dans le cas où les protections sont intégrées dans la structure du bâtiment ou dans son isolation ; *** noeud constructif ***
- étanchéité à l'air des parois : au niveau des attaches des protections solaires et des percements pour les alimenter (câbles électriques, sangles, courroies, etc.) éviter que la barrière étanche ne soit percée et si c'est le cas, mettre en place des mesures correctives.
Aller plus loin
Dans le Guide
- Dispositif | Protections solaires intérieures et intégrées
- Dispositif | Equipements limitant les gains internes
Sites Web
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CSTC
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Energie + (uniquement en français)
Bibliographie
- Reiter, De Herde (2003), L'éclairage naturel des bâtiments , Presses Universitaires de Louvain, UCL
Normes
- NBN EN 14501 : permet de classer les protections solaires selon leurs performances thermique et visuel
