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Lorsqu’on ne dispose pas de l’espace pour installer une serre solaire, mais que l’on a un mur orienté au sud disponible, il est possible de prévoir un mur Trombe.
Le principe est pratiquement le même que celui de la serre bioclimatique, mais avec l’espace entre le vitrage et le mur accumulateur réduit au minimum.
C’est un dispositif que l’on doit à un pionnier français de l’énergie solaire, Félix Trombe et un architecte français, Jacques Michel.
L’air chauffé entre le vitrage et le mur accumulateur monte vers le haut, et pénètre dans la maison par des ouvertures supérieures.
Il se refroidit au contact de l’air de la pièce alimentée par le mur Trombe et, une fois rafraîchi, revient dans la lame d’air par des ouvertures inférieures.
Au cours d’une journée d’hiver ensoleillée, il n’est pas rare que la température de la lame d’air entre le mur et le vitrage atteigne 60°C.
Comme pour la serre solaire, l’épaisseur du mur accumulateur est cruciale pour la bonne efficacité du système.
Le mur doit en effet fournir l’inertie et la masse suffisante pour couvrir les besoins de chauffage, mais doit également rester suffisamment isolant pour ne pas être une source de pertes thermiques.
Au cours de la nuit, l’air de la lame entre le mur et le vitrage se refroidit.
L’air alourdit se tasse vers le bas et pénètre par les orifices inférieurs tandis que l’air tiède de la pièce traverses les ouvertures du haut.
Pour éviter cette inversion nocturne et garder l’accumulation de chaleur de la journée, on place des panneaux ou des clapets sur les ouvertures.
Schéma de principe d’un mur trombe
L’épaisseur optimale dépend du matériau utilisé et du temps d’ensoleillement disponible en hiver.
Si le mur est trop épais, il risque de ne pas pouvoir se réchauffer suffisamment en profondeur durant une journée d’hiver ensoleillée, où la durée d’ensoleillement efficace ne dépasse pas 5 heures.
Si le mur est trop fin, les déperditions thermiques seront trop importantes et l’apport solaire emmagasiné ne sera pas suffisant pour les compenser.
Un mur avec 20 à 30 cm d’épaisseur est une valeur correcte pour un matériau comme le béton.
La transmission de la chaleur solaire à travers le mur croît proportionnellement au coefficient d’absorption de sa face externe.
Peindre le mur en noir derrière le vitrage d’un mur Trombe, augmente cette capacité, avec un coefficient d’absorption solaire de 0,95.
Une peinture bleue profond donnera de bons résultats, mais un coefficient d’absorption de seulement 0,85.
Un volet, sur l’extérieur du vitrage, peut compléter l’isolation du mur Trombe la nuit en hiver, en empêchant les déperditions excessives.
Les clapets commandant la circulation d’air à travers les ouvertures supérieures et inférieures, peuvent être automatisés à partir d’indications fournies par des sondes de températures.
La surface de ces orifices doit être sensiblement égale en partie haute et en partie basse.
Dans les climats froids, la présence d’ouvertures dans le mur Trombe en maçonnerie ou en béton, améliore sensiblement le rendement du mur.
Dans les climats doux, ces orifices sont inutiles puisque les températures hivernales restent tempérées pendant toute la journée.
Un mur Trombe ne se marie pas toujours avec l’architecture
Un mur Trombe bien conçu peut couvrir une bonne partie des besoins de chauffage d’un logement.
Ce type d’installation n’a pourtant pas la faveur des architectes et des propriétaires de logement passif, car la couleur sombre de ce mur aveugle se marie rarement avec les styles régionaux.
On préfère souvent mieux valoriser la façade sud.
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