Mise à jour juin 2010

Serres ou vérandasbioclimatiques

La serre bioclimatique (ou véranda bioclimatique) est un volume vitré capteur de chaleur. Outre sa fonction première d'apport pour une partie des besoins en chauffage d'un logement (pouvant aller jusqu'à 40%), elle peut également contribuer au rafraichissement en été et devenir un espace à vivre à part entière pendant certaines saisons. La qualité de la conception d'une serre bioclimatique est capitale pour éviter les effets inverses à ceux recherchés : pertes de chaleur en hiver et surchauffes en été.

Fonctionnement

L'utilisation et les objectifs d'une serre bioclimatique sont variables en fonction de la saison :

En hiver : emmagasiner un maximum de chaleur solaire L'air de la serre est rapidement réchauffé dès que le soleil frappe le vitrage, et peut pénétrer dans la maison par les ouvertures (fenêtres, portes), qu'il convient de laisser ouvertes à cet effet. En même temps, les partie maçonnées (dalle, mur capteur *) stockent les calories pour les distribuer lentement dès que la température redescend (le soir). Il convient à ce moment de fermer les ouvertures, afin de ne pas laisser la chaleur partir vers la véranda.Attention : une véranda bioclimatique ne doit pas utiliser de système de chauffage !

Source : www.maisonpassive.be

En été, éviter les surchauffes Le rayonnement solaire qui atteint le vitrage doit être limité par des occultations (store, casquette, végétation...). En outre, une ventilation naturelle peut être mise en place grâce à des ouvertures spécifiques en partie haute et partie basse de la éranda (voir chapitre « ventilation »).

* Mur capteur : c'est un dispositif de captage et de stockage de l'énergie solaire. Il doit être constitué de matériaux « lourds » ou denses, tel des briques de terre crue, du pisé ou du béton plein.

La conception

L'orientationL'orientation optimale d'une serre est plein sud, néanmoins un écart de plus ou moins 20° ne modifie que modérément (-5%) la performance de captage (capacité de la serre à intercepter le rayonnement solaire).

L'intégration au bâti3 principaux types d'intégration sont à étudier :

Légende : Maison Serre Nord

En épi : ce type de véranda très répandu est le moins performant. Il présente une importante surface exposée au rayonnement, mais également de plus amples déperditions et des échanges réduits avec le logement. L'été, il est source de fortes surchauffes.

Source : www.caueariege.org

En angle ou semi-encastrée : ces deux options présentent des performances intermédiaires. Pour la véranda d'angle, on veillera à éviter l'exposition ouest de manière à éviter les surchauffes en fin de journée.

Au niveau énergétique, on peut avancer qu'à surface de vitrage égale, le bilan des apports au logement est approximativement dans les rapports suivant :

Type de véranda Productivité énergétique des vitragesVéranda encastrée à toiture opaque 1 (référence)Véranda encastrée à toiture vitrée 0,75

Véranda semi-encastrée ou d'angle 0,45 à 0,5Véranda en épi 0,35

Serre « froide » ou « chaude » ?Ce qui va déterminer l'un ou l'autre de ces types de serre sera la position de l'isolant.

L'isolation des serres / vérandas

Véranda chaude Véranda froide

Vitrage extérieur Double vitrage performant (peu émissif) Simple vitrage

Vitrage mitoyen Simple ou double vitrage Double vitrage

Mur mitoyen Paroi à forte inertie (mur capteur) Paroi légère et isolée

Toiture Isolée, comme le reste des toitures de la maison

Isolée pour se protéger des surchauffes estivales

La stuctureLes différents matériaux utilisables pour les vérandas sont décrits dans le document d'information « Isolation thermique des parois vitrées », disponible sur www.ageden.org.

Encastrée : ce type de serre est la plus performante. La façade de captage est optimisée (surface en contact avec l'extérieur en plein sud) et les surfaces de contact entre la serre et l'habitation sont maximales.

Dans le cas de véranda à toiture vitrée, il est conseillé d'installer une couverture escamotable (volet roulant...) de manière à limiter les surchauffes d'été.

Serre froide : L'isolation thermique (double vitrage) se trouve sur la paroi entre la véranda et le logement. Dans ce cas, l'utilisation de la serre comme pièce à vivre est plus restreinte, et les apports de chaleur moins interessants.

Serre chaude : L'isolation thermique (double vitrage) se trouve sur la paroi extérieure de la véranda. Une serre chaude permettra, du fait d'une température supérieure de 3 à 8 °C, une meilleure utilisation et valorisation de cet espace qu'une véranda froide.

Source : Logements à faibles besoins en énergie - Cabinet Olivier SIDLER

La ventilation

La ventilation de la serre est nécessaire pour qu'elle joue son rôle d'échangeur thermique.

Dimensionnement

Il n'y a pas de règle précise pour le dimensionnement d'une véranda, il dépend en premier lieu de l'usage que l'on veut en faire. Néanmoins, quelques principes doivent être pris en compte :– la surface vitrée doit être la plus grande possible et orientée au sud.– si le bâtiment comporte plusieurs niveaux, il est préférable que l'ensemble des

niveaux disposent d'un accès à la véranda pour en tirer profit.

Pour aller plus loin ...

– Le document d'information « Isolation thermique des parois vitrées », disponible sur www.ageden.org

– « La conception bioclimatique », Samuel Courgey et Jean-Pierre Oliva, édition Terre Vivante

– « Traité d'architecture et d'urbanisme bioclimatique », Alain Liébard et André De Herde, édition Le Moniteur.

– « Logements à faibles besoins en énergie » - Cabinet Olivier SIDLER, disponible sur www.enertech.fr

L'hiverL'air neuf transite par la serre où il est préchauffé. Il est ensuite insufflé dans l'espace intérieur par le système de ventilation de la maison (par exemple le système du puits canadien).Journées d'été (risque de surchauffes)Toutes les communications entre la serre et l'espace de vie doivent être fermées.La ventilation de la serre doit être importante pour éviter l'effet « four ». Elle se fait naturellement par tirage thermique grâce à des orifices spécifiques (partie basse et haute).La ventilation de l'espace habité se fera par le système de ventilation principal de la maison, avec un air neuf entrant qui ne sera pas passé préalablement par la serre.

Nuits d'étéLe bâtiment entier est surventilé de façon à ce que la structure soit tempérée par la fraîcheur de l'air extérieur. Le système de ventilation de la maison laisse place alors à une ventilation naturelle traversante partant de la façade nord jusqu'à la serre, qui fait alors office de « cheminée thermique ».