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Solariums en climat froid, partie II

Écohabitation aimerait autant que vous que les solariums soient LA solution alliant luminosité, écologie et efficacité énergétique…mais ce n’est pas toujours le cas. Voyez pourquoi dans ce 2e volet de notre série sur les solariums.

Solariums en climat froid: pourquoi l'extension est plus intéressante
Fabio C. sur Unsplash

Qui ne rêve pas d’une maison lumineuse laissant entrer les doux et chauds rayons du soleil par une froide journée d’hiver? Le solarium semble être la solution parfaite: lumineux, chauffé par le soleil, permettant la culture en toute saison en plus d’apporter une extension de l’aire habitable. Une solution, qui malheureusement n’est pas adaptée aux climats froids, comme au Québec. Le 1er volet de cette série de deux articles présentait les impressions de trois utilisateurs et propriétaires de solariums. Le 2e volet présente la vision de la science du bâtiment.

Le solarium, une multitude de déclinaisons

Depuis un peu plus d’une vingtaine d’années, les solariums gagnent en popularité et en ont séduits plus d’un. D’ailleurs, plusieurs fabricants font étalage de solariums à des prix très compétitifs. Le solarium typique est généralement un espace vitré adjacent à une habitation séparé par un mur qu’on accède par une porte. Le toit peut être vitré ou non. Certains sont à aire ouverte, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de mur entre le solarium et la maison. Il existe de multiples variations et divers matériaux peuvent être utilisés pour leur construction. Quant à elle, la structure se compose majoritairement de bois ou d’aluminium. Il va sans dire que le choix des matériaux et la superficie font grandement varier les prix et la durabilité.

Certains solariums sont utilisés exclusivement comme espace de vie, d’autres pour la culture de légumes et même de fruits. Le solarium n’est pas à proprement parler une serre, mais peut-être utilisé comme tel.

Solarium adjacent à la maison, entièrement fenestré
 

Les attentes versus la réalité 

Le concept du solarium est tout simplement génial; capter les rayons du soleil et profiter de la chaleur absorbée le jour restituée la nuit en plus de diminuer la consommation de chauffage l’hiver. Son efficacité a été démontrée à maintes reprises dans les climats modérés, comme en Europe ou encore aux États-Unis. Par contre, c’est une toute autre histoire au Québec!

Premièrement, le solarium doit être exposé au sud. Cela parait évident, pour atteindre l’objectif de lumière et de chaleur, mais ce n’est malheureusement pas toujours le cas…

Image tirée de la fiche sur la maison passive © Alexandre Gilbert pour Écohabitation

Voyons plutôt ce qui se passe à chaque saison dans un climat nordique, comme dans la belle province.

Hiver

De jour: même en hiver par temps ensoleillé, le solarium orienté au sud chauffe beaucoup. Il peut même y avoir surchauffe!
De par l’orientation du soleil plus bas, et comme les arbres ont perdus leurs feuilles, les rayons du soleil entre directement dans le solarium. Même les solariums avec un toit non vitré peuvent sentir l’effet de la surchauffe.
Par temps couvert, la température peut malheureusement chuter vraiment bas. Selon la configuration du solarium, il peut être difficile de conserver une température agréable sans un apport de chauffage.

La nuit: en fonction de la masse thermique de la pièce, la chaleur emmagasinée pendant une journée ensoleillée peut être restituée à l’air du solarium en début de soirée, et la température chutera à compter de ce moment, à moins d’avoir un système de chauffage dans la pièce.

Par contre, au Québec, les températures peuvent descendre très bas. Comme la structure du solarium n’est pas isolée, et à cause des multiples ponts thermiques, le solarium va se refroidir, beaucoup se refroidir. Ceci aura pour effet de causer de la condensation sur la surface intérieure du solarium. Et cette eau va couler où elle peut… En bref, la chaleur accumulée le jour sera perdue la nuit, et le bilan énergétique sera souvent négatif (davantage de pertes que de gains). 


L’expérience de l’expert

L’ingénieur expert en efficacité énergétique chez Écohabitation, Denis Boyer, habitait auparavant une maison équipée d’un solarium. Il est donc un témoin de première main de ce que peut être un solarium dans sa maison. À aire ouverte donnant sur le salon et la cuisine (4 saisons), celui-ci était constitué d’une structure en aluminium avec une fenestration des murs et du toit en double vitrage. En hiver, la structure d’aluminium pouvait devenir très froide et parfois du givre apparaissait sur les vitres. « J’avais un sofa adossé à la parois vitrée au milieu du solarium et l’hiver, j’avais souvent l’impression d’avoir laissé une fenêtre ouverte.» Denis attribue cette impression au phénomène de convection naturelle. L’air chaud au centre de la pièce montait jusqu’au plafond, se contractait en refroidissant et glissait naturellement le long de la surface vitrée et froide du solarium, créant un vent considérable… Rien pour créer une sensation de confort! De plus, la radiation des vitres froides accentuait considérablement la sensation d’inconfort qui régnait au milieu de la pièce. Il se rappelle notamment que ses factures d’électricité étaient salées en hiver...


Printemps & automne

Attention à la surchauffe par temps ensoleillé! Si le solarium est exposé au sud, et que des arbres sont adéquatement placés, au printemps, les feuilles n’ont pas encore poussé et en automne les feuilles sont en train de tomber, laissant tout le passage aux rayons du soleil.

Été

Il fait chaud, le jour et la nuit. Ceci rend l’utilisation du solarium comme aire de vie moins agréable, à moins d’avoir recours à la climatisation.

L'idée reçue que le solarium va chauffer l’intérieur du bâtiment afin de réduire sa consommation énergétique ne semble donc (malheureusement) pas se concrétiser, du moins, pas à Montréal, et à plus forte raison dans l’ensemble du Québec. En effet, puisque Montréal se situe à l’extrême sud de la province, des pertes énergétiques encore plus importantes sont à prévoir au nord.


L’expérience de l’expert

Des arbres pertinemment placés améliorent le confort dans le solarium en été, en apportait de l’ombre et diminuant la surchauffe solaire. Par contre, l’expérience de Denis Boyer en automne est plus mitigée : les feuilles tombaient sur le toit vitré, et en plus de bloquer la lumière, elles finissaient par pourrir à cause des pluies occasionnelles. Il fallait donc monter sur le toit de temps en temps pour le nettoyer. En hiver, il était aussi important d’élaguer les branches qui pouvaient tomber sur le solarium sous le poids de la neige ou du verglas. « On oublie souvent qu’un solarium nécessite un entretien constant. »


Nos recommandations – le gain direct

Pour bénéficier au maximum et efficacement d’un espace ensoleillé, Écohabitation recommande :

  • que l’espace fasse partie intégrante de l’enveloppe thermique du bâtiment, donc qu’il soit situé à l’intérieur
  • d’opter pour un double et idéalement un triple vitrage pour limiter la déperdition de chaleur
  • d’optimiser les apports solaires dans les masses thermiques, il faut que les rayons lumineux atteignent la surface la plus grande possible.
  • orienter l’espace vitré au sud, si possible
Surface de captage du soleil optimisée
Surface de captage du soleil optimisée © Écohabitation

On peut aussi appliquer les dix commandements de la Maison solaire passive, consultez ici notre fiche complète sur le sujet qui permet un captage direct du soleil, à l’inverse d’un solarium qui lui est un capteur indirect.


L’expérience de l’expert

« Les grandes différences de température entre l’hiver et l’été rendaient la vie dure aux joints d’étanchéité entre la structure d’aluminium et le vitrage. Ça coulait à quelques endroits, il fallait réparer rapidement pour éviter des dommages au sol. » renchérit Denis Boyer. Malgré tous les inconvénients: un certain inconfort thermique, les factures d’électricité, l’infiltration d’eau et l’entretien fréquent, le solarium demeurait fort apprécié du propriétaire grâce à l’ambiance extraordinaire qui y régnait. Si vous êtes tout de même tentés par l’installation d’un solarium, voici les recommandations de Denis: opter pour un vitrage triple afin de limiter au maximum la convection et le bilan négatif de radiation, s’assurer de la qualité des joints d’étanchéité, installer une thermopompe pour diminuer les coûts de chauffage l’hiver tout en assurant un confort l’été et utiliser une couleur pâle pour la structure extérieure. 


Pour conclure, une grande partie de l’année, il fait soit trop froid ou trop chaud dans les solariums installés au Québec. Mieux vaut éviter de joindre un solarium ou une serre à l’enveloppe thermique du bâtiment. Si c'est de l'espace supplémentaire et de la lumière que vous cherchez, mieux vaut peut-être opter pour une extension de bâtiment en bonne et due forme? Si cultiver des plantes vous intéresse, une serre, indépendante du bâtiment est a privilégier. À ce sujet, nous sommes en train de vous concocter d'autres articles pour vous inspirer... Restez à l’affut!

Felix Russell Saw sur Unsplash

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