architecte bambou oxala

Les énergies renouvelables


1- L'énergie solaire


Le confort thermo-hygométrique dépend de la température de l'air et des surfaces, de l'humidité, des courants d'air.
La chaleur se transmet par conduction ou par rayonnement. Par convection, c'est l'air qui est chauffé. L'air chaud se déplace, se mélange à l'air ambiant, provoquant mouvement d'air et poussières. Par rayonnement, c'est la masse qui est chauffée. L'émission d'un rayonnement infrarouge transfère la chaleur aux masses rencontrées : murs, sols, plafonds, occupants.
On distingue deux types de chauffage solaire thermique :

A - Le solaire thermique passif.
Les éléments de construction (vérandas ou façades vitrées, orientées au sud, murs et dalles à forte inertie thermique) servent à capter et à stocker l'énergie solaire sans la moindre intervention mécanique.

B - Le solaire thermique actif.
C'est un système composé de capteurs solaires reliés à un système de circulation qui distribue la chaleur vers son habitat.
La lumière transformèe en chaleur par les capteurs solaires est une solution conciliant l'économie d'énergie et la protection de l'environnement.

Nous avons deux types de système :

Le chauffe-eau solaire utilise un fluide caloporteur, qui est constitué d'air, d'eau ou de liquide antigel, pour production d'eau chaude.
Le système solaire combiné : production d'eau chaude et chauffage, lorsque le soleil est déficient sur une période prolongée, une source d'énergie d'appoint est nécessaire.
L'utilisation de l'air : c'est celui-ci qui nous allons examiner de plus près :

Le capteur solaire, est le propre toit (en ardoises ou en tuiles plates), avec une bonne orientation, elles chauffent directement l'air, dès que la température sous-toit arrive à 30°C, un thermostat déclenche le fonctionnement des ventilateurs qui, à leur tour envoient l'air chaud dans le réseau distribué dans le sable au-dessous de l'habitat.

L'optimisation de ce procédé est estimée à deux ans, au-delà de ça, la durée de stockage de la chaleur est rénovée tout le temps, donc une fois le sable chauffé, il servira toujours une batterie naturelle.
Comme la chaleur est transférée par rayonnement, l'intérêt dans ce type de système est d'avoir les murs avec une forte inertie. Car c'est la masse qui est chauffée.

2-La géothermie, pompe à chaleur


Contrairement aux autres énergies renouvelables, la géothermie n'utilise pas les effets directs (rayonnement) ou indirects (ventilation cycle d'eau, biomasse) du soleil, mais la chaleur produite provient de la profondeur de la terre.
La géothermie constitue actuellement la troisième source d'énergie renouvelable exploitée dans le monde, après la biomasse et l'hydraulique. En fonction de la température du gisement on distingue :

Les géothermies hautes (200°C – 350°C) et moyennes énergies (90°C – 200°C) qui permettent de produire de l'électricité.
La géothermie de basse énergie (température inférieure à 90°C) qui produit de la chaleur pour le chauffage de serres, d'eau de pisciculture ou pour alimenter de façon très économique des réseaux de chaleur urbains, comme en région parisienne où plus de 130 000 logements collectifs sont ainsi chauffés.
La géothermie de très basse énergie (moins de 30°C). C'est celle dont il est question dans ce dossier, car c'est la seule qui soit accessible aux particuliers.
Pour limiter l'investissement, on se contente de puiser la chaleur à une profondeur très faible, où la température n'est pas suffisante pour assurer le chauffage, d'où la nécessité d'utiliser une pompe à chaleur.

3 - La récupération de l'eau de pluie


D'un point de vue écologique, l'utilisation de l'eau de pluie diminue les pompages dans les nappes phréatiques menacées de surexploitation, et qui est de plus en plus polluées. Elle permet la valorisation d'une source naturelle gratuite et inépuisable. Récupérer l'eau de pluie nous rend acteur et actrice, responsable de la gestion d'une ressource vitale. L'eau de pluie récupérée ne contribue pas au ruissellement. Comme surfaces imperméables augmentent constamment (toitures, routes, parkings, etc.), le problème de ruissellement et d'inondation devient de plus en plus préoccupant.

Pour nombre d'utilisation domestique, l'eau de pluie présente de grands avantages par rapport à l'eau de distribution. Douce (faiblement minéralisée), elle permettrait de diviser par quatre les produits de lavage, et d'éviter l'usage d'adoucissants. Les eaux usées seront moins chargées, et les habitants des rivières nous en seront reconnaissants. Par ailleurs, l'eau de pluie convient aux plantes du jardin.
En boisson, contrairement aux idées reçues, la qualité de l'eau de pluie peut être équivalent à celles de meilleures eaux de source. Sa faible minéralisation la rendre légère, parfois épurant. C'est une eau vivante à l'opposée de l'eau de ville, qui, chlorée est stérile et agressive. Face à la dégradation de l'eau de vie, un nombre croisant de consommateurs d'eau en bouteille.

4 - Les citernes


A - Le solaire thermique passif

Le stockage de l'eau se fait dans des citernes L'eau doit être conservée à l'abri de la lumière à une température constante autour de 12°C, la température du sol, pour éviter le développement de germes, d'algues et de certaines bactéries.

Les matériaux utilisés en toiture, en canalisation et en citerne améliorent ou détériorent la qualité de l'eau qu'on obtiendra dans le robinet.
En toiture, les matériaux naturels, pierres, bardeaux de bois, tuiles, ardoises sont les mieux adaptés.

Le meilleur endroit pour stoker l'eau reste une citerne enterrée dans le jardin.
Pour des raisons écologiques (énergie grise, pollution et courte durée de vie), les gouttières en zinc sont préférables à celles en PVC. Mieux veut ne pas mélanger différents métaux comme le zinc et le cuivre pour éviter la détérioration de l'installation par électrolyse.

B - Le filtrage

L'eau de pluie nous arrive sur nos toitures est chargées de polluants divers : feuilles, branches, épines, lichen, fientes d'oiseau, particules de poussières, etc. mais aussi d'acidité liée aux rejets de combustion. D 'ou la nécessité de la filtrer avant de l'utilisation.
Les procédés de filtration dépendent de l'utilisation finale de l'eau de pluie : jardin, usage domestique (lessive, vaisselle, douche…) ou eau de boisson. L'eau destinée à l'arrosage peut être utilisée telle quelle à la sortie de la citerne. Les autres utilisations de l'eau de pluie demandent une filtration plus fine. Nous distinguons la filtration lors de la récupération de l'eau de pluie, de celle de la distribution.

5 - Le lagunage


A - Assainissement automne

L'assainissement est une partie qui pose de plus de questions dans le domaine de l'éco habitat.
Bassins Filtres verticaux et horizontaux.

Trois ou quatre niveaux de bassins contenant des filtres à plantes aquatiques, positionnés par niveaux en cascade le long d'une pente du terrain, vont recevoir et épurer les eaux usagées. Tous les bassins, que nous recommandons maintenant de construire en dur sont parfaitement étanches. Chaque bassin est rempli d'un matériau filtrant, idéalement du gravier volcanique de pouzzolane.
Les deux premiers niveaux de bassins sont des filtres verticaux qui fonctionnent en alternance, par exemple 15 jours d'activité, 15 jours de repos. L'effluent arrive en surface du bassin, percole doucement en profondeur à travers le gravier et ressort par le fond. Dans les bassins dont la taille dépasse 2m², une oxygénation positive du substrat est assurée par quelques tubes verticaux percés enfoncés jusqu'au fond et par un système de drainage prenant l'air en surface et débouchant au fond sur un collecteur général.
Les niveaux suivants sont des filtres horizontaux. L'effluent arrive de la même façon en surface à l'une des extrémités du bassin, percole horizontalement à travers le sable et ressort par trop plein, en surface.

B - Rejet final

Une mare terminale permet d'affiner l'épuration des eaux sortant du dernier bassin horizontal et de constituer une réserve pour arroser le jardin. La mare n'est toutefois pas indispensable car les eaux sont suffisamment propres pour être rejetées au fossé ou irriguer un bosquet de saules ou de bambous. Parfois, une forêt humide peut constituer la dernière partie du système.

6 - Toilette sèche


C'est chimiquement logique, l'utilisation de toilette sèche.
Nos déjections sont surtout constituées d'azote, de phosphore et de carbone. Ces éléments ont des cycles terrestres, c'est à dire que leur recyclage doit être réalisé par compostage afin d'être rendus à la terre pour l'enrichir. Mêler les déjections (humaines ou animales) avec l'eau est une erreur et un non-sens écologique sans précédent.

Parce que l'eau est précieuse, qu'il faut mieux l'utiliser et la protéger.

C'est de l'eau potable qui est utilisée à raison d'une moyenne de 40 litres/habitant/jour pour "chasser" nos déjections. Cette mauvaise gestion de la matière organique est à la source de bien des problèmes : épuration lourde et peu efficace (60% de la charge des eaux à épurer provient des toilettes), dégradations des écosystèmes aquatiques et des eaux souterraines, manque à gagner désastreux pour les sols. La toilette sèche n'utilise pas d'eau et après compostage de la litière, rend au sol la richesse qu'il nous donne.

C'est le plus grand et le plus simple des gestes écologiques

Alors, comment ça marche une toilette sèche ?

C'est très simple : Une fois nos déjections terminées, on met aussi le papier hygiénique dans la toilette (c'est du carbone), puis on couvre de la litière carbonée mise à disposition. Nous utilisons de la sciure de bois gratuite obtenue auprès d'une scierie locale (attention, ne pas utiliser de bois traité ou exotique afin de ne pas récupérer un compost toxique pour la terre).
Ça ne sent pas : Versée en quantité adaptée, la litière carbonée bloque les fermentations anaérobies et permet le démarrage du compostage.

7 - Composte


Tiens, et pourquoi pas une toilette sèche chez vous?

Il suffit d'encadrer confortablement un seau et de se procurer de la matière sèche fine et carbonée qui sera utilisée comme litière après chaque usage. Quand la toilette est pleine, le vider sur le carré à compost, avec les épluchures de légumes et les déchets du jardin. Une fois plein, le tas de compost est disposé en andain en alternance avec de l'ortie, de la consoude et du fumier animal et recouvert de paille. Laisser mûrir un an et s'en servir au potager ou aux pieds des arbres ou des fleurs.

8 - Poêle de Masse


A - Économique et écologique.

Au cours de la première phase de combustion, le bois brûle à vive allure et à très haute température (plus de 800°C). La deuxième phase de la combustion permet de rebrûler à plus de 900°C la quasi-totalité des goudrons et autres particules encore contenus dans les fumées. Les fumées «propres» et très chaudes sont contraintes à circuler dans les canaux internes odù elles communiquent progressivement leur chaleur à la masse du poêle. A la sortie, leur température n'excède pas 200°C (contre 300 à 600° pour les poêles en fonte ou les inserts).
Cette conception permet de tirer le meilleur rendement de la combustion du bois tout en réduisant trÈs significativement les émissions de polluants.

B - Pratique.

Le POÊLE DE MASSE se charge une ou deux fois par jour, selon la saison. La combustion du bois dure environ une heure. La chaleur accumulée dans la masse du poêle se diffuse ensuite pendant 12 heures, sans surveillance. Les corvées habituelles liées au chauffage au bois : manutention, poussière, décendrage, entretien permanent du feu... sont pratiquement supprimées.

C - Sain et confortable.

Le POÊLE DE MASSE transmet sa chaleur essentiellement par rayonnement infra-rouge. Ce rayonnement, comparable à celui du soleil, réchauffe directement les murs, les personnes, les objets ... et procure une sensation de confort inégalée, une chaleur douce et homogène : l'air de la pièce n'est ni desséché ni surchauffé et les murs, chauds et assainis, régulent la température. Ce principe de chauffage est particulièrement recommandé aux personnes souffrant de problèmes respiratoires (allergie, asthme, etc…). Il peut être utilisé comme chauffage principal ou en appoint d'un autre chauffage selon la disposition des pièces.

9- Chaudière à bois granulés


Le schèma de principe pour le bois granulés ou déchiqueté est quasiment le même, on retrouve trois composants :
- Une chaudière automatique brûlant du bois sous forme de granulés ou de bois déchiqueté (ou plaquette), amenés par une vis sans fin depuis...
- Un silo dont la taille varia suivant le combustible, la place disponible et le nombre de livraison.
- Un système central à radiateurs hautes/basse températures ou plancher chauffant.

10- Le chauffage solaire


Dans un chauffage solaire on retrouve trois principales composantes :
- Des capteurs solaires thermiques (généralement des capteurs plans vitrés et noirs) de préférence orientés plein sud.
- Un plancher chauffant.
- Un ballon de stockage dont la taille variera si l'on mise plutôt sur l'inertie du plancher chauffant ou si l'on tend vers stockage inter saisonnier de chaleur. Ce ballon reçoit généralement un appoint d'une autre source de chaleur.
En moyenne le chauffage solaire couvre 40% des besoins de chaleur. Dans des projets originaux, on peut aller bien au-delà. Ces panneaux peuvent aussi couvrir une partie des besoins en eau chaude sanitaire (ECS).

11- Les chaudières à bûches


Les chaudières à bûches sont plus connues et désormais très performantes. Elles sont moins onéreuses que les chaudières automatiques au bois granulé ou déchiqueté et utilisent un combustible bon marché. Ces chaudières s'adaptent à tout système central. Nous les associons à un gros ballon d'hydro accumulation qui permet de réguler les à-coups de chaleurs, de stocker la chaleur et de permettre un fonctionnement à plein régime pour éviter les combustions incomplètes.
Le bois est une ressource locale, renouvelable (inclus dans le cycle du carbone), développant des emplois non-délocalisables.

12- L'Aérothermie


L'air extérieur est disponible en quantité illimité, il contient de l'énergie thermique que nous pouvons prélever à l'aide d'une pompe à chaleur air-extérieur/eau. Pour ce faire, il suffit de faire circuler l'air sur une batterie froide avec un ventilateur à vitesse variable ultra silencieux.La chaleur prélevée sur la batterie froide est gratuite et est remontée en température afin d'assurer le chauffage de la maison par plancher chauffant (de 30 à 45°) ou par radiateurs (de 45 à 65°).Le système assure le confort de l'habitat.
La pompe à chaleur air/eau aura un coefficient de performance (COP) variable en fonction du niveau de la température extérieure et du niveau de la température d'eau en sortie machine. Il est évident qu´une région très froide se prête moins à l'installation d'une aérothermie, mais c'est surtout la fréquence des températures basses sur la période de chauffage qu'il est important de connaître.

13- Chauffe-eau thermodynamique (CET)


Dans le cas d'un chauffe-eau thermodynamique, l'énergie est fournie par une Pompe à Chaleur (PAC) (voir schéma). En simplifié, le principe est le suivant : un fluide frigorigène circule dans un circuit fermé. Il passe de l'état liquide à l'état gazeux. Ce changement d'état permet de capter l'énergie de l'air, de l'eau ou de la terre pour réchauffer l'eau sanitaire. La plupart des CET ont un échangeur de chaleur à air extérieur avec ventilateur (aérothermie). La chaleur peut aussi venir de l'air extrait par la ventilation, plus chaud que l'air extérieur.

14- La ventilation double flux


Il y a deux réseaux de tuyaux dans lesquels circule de l'air : un réseau d'air rentrant et un réseau d'air sortant. Entre les deux, il y a un échangeur qui permet de préchauffer l'air rentrant grâce à la chaleur de l'air sortant. Ce n'est pas un système de chauffage. Sauf dans les maisons passives. Sinon il faut regarder cette source de chaleur comme un appoint. Réservé à des habitats bien isolés et étanches à l'air.

15-Le puits provençal / puits canadien


Il s'agit d'un ou plusieurs tuyaux enterrés dans le jardin par lesquels l'air rentrant dans la maison échange sa chaleur avec la terre. En été, l'air est donc rafraîchi. On peut concevoir une installation spécialement pour le rafraîchissement, on parlera alors plutôt de puits provençal. En hiver, l'air est préchauffé. On peut également concevoir une installation spécialement pour le confort d'hiver, on parlera alors plutôt de puits canadien.
Par rapport à la consommation électrique des ventilateurs employés, les gains de chaleur ou de froid sont très importants. Si l'on comparait à la notion de COP employé pour la pompe à chaleur, on aurait des COP instantané de 68.
Cependant, si l'habitat a suffisamment d'inertie, il n'est pas soumis à la surchauffe, le cout d'installation ne se justifie pas toujours.
Ce n'est pas un système de chauffage sauf dans le cas d'une maison passive. Sinon, c'est un appoint.