Amélioration du confort thermique dans l’habitat saharien par introduction de matériaux à changement de phase

Abstract

L’habitat saharien traditionnel, témoin d’un savoir-faire authentique, respectueux de l’environnement et utilisant des matériaux locaux, a subi le phénomène de standardisation, introduisant des procédés et des matériaux de construction inadéquats au climat aride, négligeant ainsi le confort thermique. En conséquence de cette architecture, dite moderne, le recours au système de chauffage et de climatisation devient une nécessité primordiale. Dans le cadre du développement durable et de la revalorisation de l’architecture saharienne, la recherche de solutions innovantes permettant de faire des économies d’énergie avec l’amélioration du confort thermique et en utilisant des ressources locales devient une nécessité. Aujourd’hui, il est impératif pour l’architecte et l’ingénieur génie civil d’avoir un autre regard sur l’enveloppe du bâtiment. Celle-ci doit être pensée et conçue pour assurer sa fonction primaire de structure résistante, mais également pour remplir sa fonction de zone tampon entre le milieu extérieur, souvent à des températures élevées en période estivale et basses en période hivernale, et un milieu intérieur où les exigences en termes de confort sont importantes. Le recours à de nouveaux matériaux capables d’assurer cette fonction de stockage d’énergie dans un intervalle de température réduit, appelés matériaux à changement de phase (MCPs), s’avère être une solution très prometteuse. En effet, l’utilisation de ces MCPs dans les parois du bâtiment permet d’assurer le confort thermique avec le concept de stockage d'énergie thermique par chaleur latente. Contrairement au stockage par chaleur sensible, le stockage par chaleur latente présente l’avantage de stocker une plus grande quantité d’énergie pour un même volume de matière. Notre approche consiste à élaborer alors de nouveaux matériaux composites, utilisant les matériaux locaux comme matrice, support du matériau à changement de phase adéquat préalable sélectionné pour ses performances thermiques. Ce composite à forte chaleur latente, sélectionné pour ses performances thermo-physiques, respectueux de l’environnement, va permettre d’écrêter les pics de températures et permettre ainsi de réduire la consommation d’énergie. L’intégration de ces matériaux à changement de phase dans les parois des bâtiments va permettre d’emmagasiner la chaleur excédentaire en période de surchauffe et ainsi éviter sa propagation à l’intérieur du bâtiment. Cette chaleur sera évacuée ultérieurement pendant la période de température plus basse, où une simple ventilation naturelle suffit pour dissiper la chaleur vers l’extérieur. Ce dispositif utilisant l’inertie thermique du matériau aura une influence positive sur les variations des températures journalières, en diminuant les températures intérieures, on diminue le recours au système de climatisation.