Classifications des dispositifs de protection solaire :

Le choix du type de protection solaire à mettre en place pour un projet dépend de nombreux facteurs tels que : la latitude du site considéré, l’orientation des baies vitrées, le type de contact désiré avec l’extérieur ou le mode d’occupation du local à protéger.

D’autres critères peuvent s’ajouter pour influencer le choix de la protection tels que : sa résistance mécanique, sa maintenance, son coût ou la possibilité d’ouvrir les ouvertures pour créer une ventilation naturelle du bâtiment (Alkhouli, 2006).

Deux classifications des protections solaires sont couramment utilisées : l’une en fonction de leur position par rapport à l’élément à protéger et l’autre par rapport à leur mobilité.

III.4.4.1 Par rapport à la position des dispositifs de protection solaire :

Le choix de la position de protection solaire peut être en rapport avec plusieurs considérations tel le contrôle des surchauffes à l’intérieur du bâtiment et le rapport expressif au niveau des façades.

D’un point de vue thermique, une même protection solaire placée différemment par rapport à l’élément à protéger donne des résultats différents d’efficacité en matière de lutte contre les surchauffes.

Fig III.11 : Comportement d’une protection solaire selon sa position par rapport à l’ouverture (Source : Liébard, 2004 cité par Alkhouli, 2006)

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résume dans le fait que la radiation solaire, une fois admise dans le bâtiment, est absorbée par les éléments opaques ou transparents, élevant ainsi la température intérieure. Munis de revêtements réfléchissants, ces protections solaires peuvent réfléchir une partie du rayonnement solaire vers l’extérieur, et réduisent cet effet de serre, néanmoins une autre partie est toujours transmise. Pour ces raisons, ils doivent être de couleur claire.

• Les dispositifs extérieurs de protection solaire :

L’emplacement des protections solaires à l’extérieur par rapport à l’élément à protéger représente l’avantage d’intercepter le rayonnement solaire avant d’être pénétré dans l’espace, et par conséquent éviter les gains solaires et les problèmes de surchauffe.

Cependant, ces protections extérieures peuvent avoir des inconvénients à savoir : le fait de dégradation sous l’effet des intempéries donc la nécessité d’en être résistants, la difficulté d’entretien ainsi qu’elles peuvent influencer le côté esthétique de la façade.

Par rapport à la position des dispositifs de protection solaire, les dispositifs extérieurs sont toujours meilleurs. Le graphe de la figure ci-dessus montre les régimes de températures intérieures en rapport de différents types de protections.

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Fig III.12 : Régimes de températures intérieures pour différents systèmes d’occultation (Source : Givoni, 1978)

III.4.4.2 Par rapport à la mobilité des dispositifs de protection solaire :

Les deux principales catégories des dispositifs de protection classées par rapport à leur mobilité sont : les protections mobiles et les protections fixes.

Fig III.13 : (a) Protection fixe (b) Protection mobile (Source : Liebard, 2004 cité par Alkhouli, 2006)

• Dispositifs mobiles de protection solaire :

Les protections mobiles ou ajustables permettent de moduler l’énergie solaire pénétrante selon des conditions variables. Ces protections peuvent être placées sur le côté intérieur du vitrage (cas de voilages, stores intérieures, rideaux) ou sur le côté extérieur (cas des stores, volets roulants, persiennes), ainsi qu’entre les vitres d’un vitrage multiple. L’efficacité de

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dispositifs allant du simple voilage de la villa Savoye (Le Corbusier) aux savants diaphragmes de l’Institut du Monde Arabe (Jean Nouvel), en passant par les toiles tendues (Philip Johnson) (Izard, 1993).

Les protections mobiles présentent l’avantage de fournir plus de flexibilité d’être adaptées en fonction des conditions extérieures telle que la position du soleil ou en fonction des souhaits des occupants. Leur emploi permet donc une meilleure adaptation de la protection aux besoins réels des utilisateurs. Cependant, elles présentent des inconvénients dont le principal est lié à la gestion de manipulation de la protection, spécialement dans le cas de la manipulation manuelle et automatisée. De plus ces systèmes présentent le problème de leur durabilité surtout pour le cas de placement à l’extérieur, ils doivent être suffisamment robustes pour résister aux intempéries comme le cas du vent. « D’une autre part, pour le cas du placement à l’intérieur, le problème d’effet de serre est alors possible, surtout si sa surface externe est absorbante ; dans ce cas la chaleur est générée à l’intérieur du bâtiment, comme dans un capteur solaire à air et l’efficacité de la protection n’est que relative » (Izard, 1993). Un autre inconvénient est celui des coûts élevés d’investissement ainsi que de maintenance et d’entretien.

• Dispositifs fixes de protection solaire :

Les dispositifs de protection solaire fixes sont des éléments architecturaux d’une grande importance. Ce type constitue une partie intégrante de l’enveloppe du bâtiment ou du vitrage et est souvent utilisé comme moyen d’expression architecturale par les concepteurs.

Ces dispositifs permettent d’intercepter l’entrée totale ou partielle du rayonnement solaire à l’intérieur des espaces et protègent les parois transparentes ainsi qu’opaques en influençant considérablement les performances thermiques et la qualité de l’éclairage

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balcon, loggia, saillies, refends, débord de toitures et toutes sortes d’éléments structurants.

Fig III.14 : Protections solaires fixes (Source : Lee, 2002)

La dépendance de la performance des protections solaires fixes de la course solaire présente leur inconvénient principal ce qui peut entrainer le problème d’un ombrage aux périodes du chauffage où les rayons solaires sont recherchés pour un chauffage solaire passive. En outre, ce type diminue les performances de l’éclairage naturel du fait qu’il limite la pénétration d’une partie du rayonnement diffus jugée avantageuse dans certaines conditions comme c’est le cas d’un ciel couvert.

III.4.5 Données relatives à la détermination de la performance des