Sp´ ecificit´ es du climat m´ editerran´ een

2.2.1 Les diff´erents types de climats en France

Au sens de la r´eglementation thermique, la France est compos´ee de 8 zones climatiques. Joly et al. [JBC⁺10] proposent ´egalement une carte reposant sur une reconstitution du champ spatial

des variables climatiques (Figure 2.1). `A l’aide d’une m´ethode dite d’interpolation locale r´ealis´ee sur une s´erie temporelle de 30 ans, huit climats ont ´et´e identifi´es et cartographi´es sur le territoire m´etropolitain. La r´eglementation thermique associe chacune de ces zones `a un

Figure 2.1 – Typologie climatique du territoire fran¸cais en 8 classes : selon la RT (gauche) et Joly et al. [JBC⁺10] (droite)

coefficient de rigueur climatique, variant de 0.8 pour la M´editerran´ee `a 1.3 pour le Nord de la France. Il est ´egalement augment´e de 0.1 si l’altitude du bˆatiment est comprise entre 400 et 800 m`etres et de 0.2 si elle est sup´erieure `a 800 m`etres. Ce coefficient intervient dans les calculs r´eglementaires pour l’obtention des labels tels que BBC (Bˆatiment Basse Consommation), HPE (Haute Performance ´Energ´etique), BBC R´enovation. . .

Par exemple, pour l’obtention du label BBC qui fixe une consommation d’´energie primaire maximale `a 50kW hEP.m<sup>−2</sup>SHON.an<sup>−1</sup> la formule `a appliquer sera la suivante :

Conso_max = 50(C_rc+C_alt) (2.1) O`u les coefficientsCrc etC_alt sont d´efinis dans le Tableau 2.1.

Table 2.1 – Coefficients de la RT en fonction de la zone climatique et de l’altitude Zone climatique C_rc Altitude C_alt

H1a, H1b 1.3 ≤400 m 0

H1c 1.2 >400 m et≤800 m 0.1

H2a 1.1 >800 m 0.2

H2b 1.0

H2c, H2d 0.9

H3 0.8

La consommation en ´energie primaire maximale fix´ee pour l’obtention du label BBC peut donc varier de 40 `a 75 kW hEP.m⁻²SHON.an⁻¹ en fonction de la zone climatique. Cette importante variation montre bien l’impact du climat sur la consommation ´energ´etique des bˆatiments et la volont´e de le prendre en compte. Ces coefficients sont donc cens´es compenser l’effet du climat afin de rendre les labels accessibles et ´egaux quel que soit le lieu d’implantation

du bˆatiment.

L’obtention de ces labels reste soumise `a une tr`es faible consommation ´energ´etique et les syst`emes dits passifs pr´esentent donc un int´erˆet majeur. Cependant, mˆeme au sein d’une zone climatique, toutes les r´egions ne sont pas soumises aux mˆemes sollicitations et ne peuvent donc pas b´en´eficier des mˆemes ressources. Cette diversit´e montre tout l’int´erˆet d’adopter une d´emarche bioclimatique plutˆot que de se limiter `a une approche fig´ee, focalis´ee sur l’isolation des bˆatiments.

2.2.2 Le climat m´editerran´een

Le climat m´editerran´een se caract´erise principalement par des ´et´es chauds et secs et des hivers doux et humides. Il s’agit d’un climat de type temp´er´e, dont les caract´eristiques se retrouvent essentiellement autour de la M´editerran´ee (Figure 2.2). Il pr´esente ´egalement des amplitudes thermiques importantes entre le jour et la nuit. Du point de vue ´energ´etique ces

Figure2.2 – Zones en climat m´editerran´een

conditions climatiques induisent des besoins sp´ecifiques. Les besoins en chauffage sont en effet relativement faciles `a couvrir par rapport aux besoins en climatisation [Jor07]. La prise en compte du climat estival et de ses cons´equences en terme de confort est ce qui caract´erise le plus les bˆatiments m´editerran´eens [ARE99]. La Figure 2.3 montre en effet une nette sup´eriorit´e du taux de climatisation en Corse, Provence-Alpes-Cˆote-D’azur et Languedoc-Roussillon. La probl´ematique du confort d’´et´e dans les bˆatiments est donc l’un des enjeux principaux pour ce type de climat.

Le relief du bassin m´editerran´een, souvent accident´e, introduit ´egalement des nuances sup-pl´ementaires, faisant apparaˆıtre des effets de micro-climat. La Corse en est un bon exemple, pr´esentant `a la fois des plaines, des montagnes et diff´erentes zones cˆoti`eres.

Surface climatisée

Figure 2.3 – Surfaces climatis´ees (en millions de m`etres carr´es) et taux de climatisation `a l’´echelle r´egionale pour l’ann´ee 2003 (enquˆetes annuelles CEREN)

2.2.3 Le littoral corse

Le cas du littoral est particuli`erement int´eressant car l’interface mer/terre permet la cr´eation de brises thermiques dont les caract´eristiques sont tr`es int´eressantes pour la ventilation natu-relle (Figure 2.4). Ces brises sont caus´ees par la diff´erence de rafraˆıchissement entre l’eau et la terre, la terre se r´echauffant et se rafraˆıchissant plus vite que la mer. La journ´ee, par ciel clair, l’air au-dessus de la terre se r´echauffe et s’´el`eve par convection, cr´eant ainsi une zone de basse pression locale. Ce ph´enom`ene se traduit par l’apparition d’une brise circulant de la mer vers la terre. La nuit c’est le ph´enom`ene inverse qui se produit et la brise va circuler de la terre vers la mer.

Figure 2.4 – Brise de mer et brise de terre [DPH07]

Les brises thermiques sont g´en´eralement observables jusqu’`a l’´echelle locale, repr´esentant des

´etendues de l’ordre de la dizaine de kilom`etres. Ces ph´enom`enes apparaissent entre le sol et

environ 150 m de hauteur, dans une bande d´epassant rarement 15 km de part et d’autre de la cˆote [SKEH99]. Des brises de mer p´en´etrant jusqu’`a une centaine de km dans les terres ont cependant d´ej`a ´et´e observ´ees [Sim94, TVDH99].

L’int´erˆet principal de ces brises est que leur direction reste constante (axe mer/terre), ce qui, du point de vue du bˆatiment, permet d’´etablir des strat´egies optimales de ventilation naturelle traversante [KHS⁺91]. Leur vitesse, plus importante en journ´ee, favorise la ventilation de confort et la chute des temp´eratures la nuit permet un rafraˆıchissement du bˆatiment efficace.

De plus, elles sont pr´esentes sur une grande partie du littoral, permettant ainsi de proposer des strat´egies adapt´ees `a un parc de bˆatiment important.

Le vent synoptique peut cependant avoir une grande influence sur ces brises, pouvant les renforcer ou au contraire aller jusqu’`a occulter le ph´enom`ene [Arr93]. Une ´etude du profil de vent du site est donc toujours indispensable pour la mise en place d’un syst`eme de ventilation naturelle adapt´e.

Observation des brises sur le littoral corse

Les m´et´eorologues utilisent g´en´eralement un hodographe pour repr´esenter le cycle des brises.

Un exemple est pr´esent´e en Figure 2.5. Cette repr´esentation est utile pour visualiser l’existence des brises et permet de mettre en ´evidence leurs heures d’alternances. Elle rel`eve ´egalement leurs gammes de vitesse, confirmant ici une vitesse bien plus ´elev´ee pour la brise de mer. Ce type de repr´esentation n’est cependant possible que sur une journ´ee et ne permet donc pas de tirer de conclusions sur une longue p´eriode.

Figure2.5 – Exemple d’hodographe [Sim94]

Afin de pr´esenter le ph´enom`ene de brises de fa¸con un peu plus d´etaill´ee, nous tra¸cons la Figure 2.6 avec les donn´ees m´et´eorologiques du site de Campo dell’Oro `a Ajaccio (41.92^◦N, 8.80^◦E et altitude de 4m) sur 6 jours. Les donn´ees utilis´ees proviennent d’une station agr´e´ee M´et´eo-France, situ´ee pr`es de la mer et dont les mesures de vitesse et direction du vent sont r´ealis´ees `a 10 m de hauteur et propos´ees au pas horaire. Les deux secteurs nomm´es «brise

de mer»et«brise de terre»sont oppos´es et ont une r´esolution de 30^◦, c’est `a dire que nous consid´erons une plage de ± 15^◦ centr´ee sur l’axe principal pour chacun des deux secteurs.

Nous observons bien l’alternance des brises et leur diff´erence de vitesse. L’effet de la brise de mer est d’ailleurs tr`es nettement visible sur le site, par la pr´esence d’arbres courb´es selon la direction mer/terre (Figure 2.7). L’ajout de la temp´erature permet ´egalement de corr´eler les besoins en froid et la disponibilit´e de la ressource en vent. C’est quand les temp´eratures sont les plus hautes que les vitesses du vent sont les plus ´elev´ees, permettant ainsi une ventilation de confort efficace. La nuit les vitesses restent suffisantes pour assurer un rafraˆıchissement passif par convection. Nous observons ´egalement que les vitesses de chacun des types de brises sont peu variables, ce qui est `a la fois pr´ef´erable pour le confort des occupants et pour la ges-tion d’un syst`eme de pilotage. En effet, si les ouvrants sont pilot´es, un vent r´egulier permettra de r´eduire le nombre de cycles d’ouvertures et de fermetures am´eliorant ainsi la gestion ainsi que la dur´ee de vie du syst`eme.

Figure 2.6 – Observation des brises thermiques sur le site de Campo dell’Oro, Ajaccio (du 10 au 15 aoˆut 2011)

Pour obtenir des informations exploitables sur une dur´ee plus longue, telle qu’une p´eriode estivale compl`ete, il est n´ecessaire d’utiliser d’autres types de repr´esentations. Nous allons donc dans la section suivante pr´esenter diff´erentes repr´esentations classiques du vent mais

´egalement en proposer de nouvelles, plus adapt´ees `a l’´etude de la ventilation naturelle.

Figure 2.7 – Effet de la brise de mer sur le site de Campo dell’Oro, Ajaccio