Réduire les consommations de chauffage et de climatisation sans multiplier les équipements, c’est possible. Dans le résidentiel comme dans le tertiaire, les solutions passives de chauffage et de rafraîchissement redeviennent centrales, portées par la RE2020, le décret tertiaire et la hausse du prix de l’énergie.
L’idée de base est simple : avant d’installer un système actif (chaudière, PAC, clim), on optimise le bâtiment lui-même pour qu’il ait besoin de beaucoup moins de chaud en hiver et de beaucoup moins de froid en été. Et sur le terrain, les gains sont loin d’être anecdotiques : jusqu’à –40 % sur les besoins de chauffage et –60 % sur les besoins de clim dans certains projets bien conçus.
Pourquoi les solutions passives intéressent (à nouveau) les pros
Dans le neuf comme en rénovation, trois facteurs poussent clairement vers le passif :
- Réglementation : RE2020 (résidentiel) et décret tertiaire tirent vers la baisse des consommations, mais aussi vers une meilleure maîtrise des surchauffes estivales (DH, Tic, etc.).
- Prix de l’énergie : chauffage électrique, gaz et climatisation pèsent lourd sur les charges, surtout en tertiaire (bureaux, enseignement, santé).
- Confort d’été : multiplication des canicules, bâtiments vitrées mal protégés, retours d’occupants insatisfaits… Les solutions passives apportent du confort sans surdimensionner la clim.
Pour un maître d’ouvrage, l’équation devient claire : chaque kWh évité par une conception ou un dispositif passif, c’est un investissement en équipements en moins (ou plus léger), des charges réduites et un bâtiment plus robuste face aux évolutions de prix et de normes.
Les grands principes du chauffage et rafraîchissement passifs
Avant d’entrer dans les solutions, deux principes structurent la démarche, en neuf comme en rénovation :
- Limiter les besoins : isolation performante, traitement des ponts thermiques, compacité du bâtiment, protections solaires, ventilation naturelle efficace.
- Utiliser au maximum les ressources gratuites : apports solaires en hiver, inertie thermique, déphasage, refroidissement nocturne, contact avec le sol, végétalisation.
On est dans une logique « enveloppe + inertie + flux d’air », qui nécessite de penser le bâtiment comme un système thermique global, et pas comme une simple coquille dans laquelle on rajoute une chaudière ou une clim.
Enveloppe performante : la base pour limiter le chauffage
Sans enveloppe maîtrisée, les solutions passives de rafraîchissement ou de chauffage tournent vite à l’illusion. Les points clés à travailler :
Isolation et ponts thermiques
En maison individuelle comme en tertiaire, un bon niveau d’isolation réduit la puissance de chauffage nécessaire, donc la taille des équipements :
- Murs : viser des résistances thermiques supérieures à R = 4 m².K/W en résidentiel, plus élevées encore pour du passif.
- Toiture : R ≥ 6 m².K/W en standard, jusqu’à 8–10 m².K/W sur des projets très performants.
- Plancher bas : souvent négligé, mais stratégique pour le confort global (R entre 3 et 4 m².K/W).
Le traitement des ponts thermiques (nez de dalle, balcons, liaisons planchers/murs) est indispensable pour éviter les zones froides, les risques de condensation et les surconsommations cachées.
Menuiseries et vitrages adaptés
Les fenêtres sont à la fois des points faibles thermiques et des sources d’apport solaire gratuit :
- En hiver : un triple vitrage au nord / est / ouest limite les pertes, un bon double ou triple au sud permet de profiter des apports solaires.
- En été : sans protection solaire, les mêmes vitrages peuvent transformer les locaux en serre.
Sur le terrain, un mauvais choix de vitrages, mal combiné à l’orientation et aux protections, est l’une des premières causes de surchauffe nécessitant l’installation (ou le renforcement) d’une climatisation.
Étanchéité à l’air maîtrisée
Le passif ne fonctionne pas sans maîtrise des fuites d’air parasite. Une enveloppe étanche, couplée à une ventilation contrôlée (simple flux ou double flux), permet :
- De mieux conserver la chaleur en hiver.
- De mieux conserver la fraîcheur acquise la nuit en été.
En tertiaire, le test d’étanchéité est souvent réservé aux bâtiments « vitrines ». Pourtant, les fuites d’air autour des menuiseries, réseaux et trémies techniques sont un gisement d’économie relativement simple à traiter en rénovation ciblée.
Apports solaires passifs en hiver : orienter, capter, stocker
Le chauffage passif repose sur une combinaison simple : capter les apports gratuits du soleil, les diffuser, puis les stocker dans l’inertie du bâtiment.
Orientation et surface vitrée
Sur un projet neuf, l’orientation est un levier puissant :
- Facades sud généreusement vitrées (20 à 30 % de la surface de la façade) avec protections mobiles adaptées.
- Facades nord peu vitrées pour limiter les déperditions.
- Est et ouest à maîtriser, surtout pour limiter les surchauffes de mi-saison et d’été.
En rénovation, on ne peut pas tout changer, mais on peut :
- Remplacer certains châssis pleins par des vitrages au sud.
- Réduire des baies problématiques à l’ouest.
- Ajouter des protections solaires efficaces sur les façades exposées.
Inertie thermique intérieure
Les apports solaires ne servent à rien s’ils ne sont pas tamponnés par de la masse :
- Dalles béton apparentes ou partiellement apparentes.
- Cloisons lourdes (brique, béton cellulaire dense, blocs pleins).
- Enduits plâtre ou terre crue en épaisseur suffisante.
Dans beaucoup de bureaux récents, on empile faux-plafonds, planchers techniques et cloisons légères. Résultat : une inertie très faible, des locaux qui chauffent vite… et refroidissent tout aussi vite, en réclamant de la clim dès le mois de mai.
Rafraîchissement passif : l’allié du confort d’été
Limiter le recours à la clim passe d’abord par une double stratégie : réduire les apports de chaleur et évacuer la chaleur en excès au bon moment.
Protections solaires efficaces
Sur le terrain, c’est le levier le plus rapide à mettre en place, en neuf comme en rénovation :
- Brise-soleil orientables (BSO) en tertiaire : pilotables, adaptés aux horaires d’occupation, très efficaces pour filtrer le rayonnement direct.
- Auvents, casquettes, débords de toit : efficaces au sud, en particulier sur le résidentiel.
- Stores extérieurs, volets roulants : bien plus performants que les stores intérieurs, car ils arrêtent le rayonnement avant qu’il n’entre.
Une façade sud sans protection peut laisser entrer l’équivalent de plusieurs centaines de watts par m² de vitrage en plein été. Avec une protection extérieure bien dimensionnée, on peut diviser ces apports par 3 à 5.
Ventilation naturelle et surventilation nocturne
Quand les températures nocturnes restent suffisamment basses (20–22 °C), la surventilation nocturne est un outil très performant, surtout en tertiaire :
- Ouvertures hautes et basses pour créer un tirage (effet cheminée).
- Pilotage automatique des ouvrants sur la base de la température intérieure/extérieure.
- Utilisation du volume des circulations et atriums comme plénum d’évacuation de la chaleur.
En pratique, un débit d’air de 5 à 10 volumes de bâtiment par heure en nocturne peut suffire à recharger fortement l’inertie d’un bâtiment en béton et à abaisser de plusieurs degrés les températures maximales du lendemain.
Free-cooling et géocooling
Dans des bâtiments déjà équipés en CTA (centrales de traitement d’air), deux solutions passives intermédiaires existent :
- Free-cooling : utilisation de l’air extérieur frais la nuit ou en mi-saison pour refroidir l’air neuf, sans compresseur, via l’ouverture de bypass sur les échangeurs.
- Géocooling : utilisation d’un échangeur eau/sol (sondes géothermiques, nappe phréatique) pour pré-refroidir l’air ou le fluide caloporteur, avec des consommations très faibles (pompes uniquement).
Ce type de solution est particulièrement intéressant sur des bureaux de taille moyenne à grande, où la ventilation mécanique est déjà structurante dans le projet.
Puits canadien / provençal (air ou eau)
Le principe : faire circuler de l’air (ou de l’eau) dans des conduits enterrés à environ 1,5–2 m de profondeur, où la température du sol est plus stable :
- En été : l’air chaud est rafraîchi par le sol plus frais.
- En hiver : l’air froid est préchauffé avant d’entrer dans le bâtiment.
Les versions à eau couplées à une VMC double flux limitent les risques sanitaires (condensats, stagnations) des puits aérauliques mal conçus. C’est une solution intéressante pour des bâtiments scolaires ou tertiaires de taille intermédiaire, avec des extensions neuves où l’on peut intégrer ces réseaux enterrés.
Végétalisation et gestion de l’albédo
On l’oublie souvent dans les études thermiques, mais la gestion de la peau extérieure du bâtiment et de ses abords joue beaucoup sur la température ressentie et sur les besoins de climatisation.
Toitures végétalisées
Elles apportent :
- Une réduction des surchauffes en toiture par évapotranspiration et ombrage.
- Un déphasage thermique intéressant sur les derniers niveaux.
- Parfois, une meilleure inertie globale (selon la composition).
En tertiaire, les retours de mesures montrent des écarts de plusieurs degrés sur la température de surface de toiture entre une étanchéité nue (noire) et une toiture végétalisée extensive.
Revêtements clairs et ombrage des abords
Les cours, parkings, terrasses et façades foncées stockent énormément de chaleur et la réémettent vers le bâtiment :
- Choix de revêtements clairs, à albédo élevé, sur les toitures et sols extérieurs.
- Plantation d’arbres caducs pour ombrager les façades sud, est et ouest en été tout en laissant passer le soleil en hiver.
- Structures légères ombragées sur parkings (ombrières PV, pergolas).
Ces mesures, peu coûteuses à l’échelle d’un projet, apportent souvent un gain immédiat sur le confort d’été, surtout dans les petites opérations tertiaires et les logements collectifs avec cour intérieure.
Cas pratique : logement collectif en rénovation
Sur un parc de logements construits dans les années 70–80, on retrouve souvent les mêmes pathologies : façades peu isolées, vitrages simples ou vieux doubles vitrages, peu de protections solaires, ventilation défaillante.
Une démarche de solutions passives typique peut s’articuler comme suit :
- Isolation par l’extérieur (ITE) : réduction des besoins de chauffage de 30 à 50 %, suppression de nombreux ponts thermiques.
- Remplacement des menuiseries avec vitrages adaptés à l’orientation et intégration systématique de volets roulants, stores extérieurs ou BSO sur les orientations les plus exposées.
- Rééquilibrage de la ventilation (simple flux hygro B ou double flux en cas de rénovation lourde).
- Traitement de la toiture : isolation renforcée, éventuellement végétalisation, ou au minimum remplacement de la membrane par un revêtement clair.
Dans ce type de projet, on constate fréquemment :
- Une division par 2 des besoins de chauffage, permettant une redimension des chaufferies.
- Une baisse sensible des surchauffes estivales, surtout si les protections solaires extérieures sont correctement utilisées.
Sans même ajouter de climatisation, le ressenti des occupants change radicalement, et les charges diminuent. Le chauffage passif (apports internes + soleil) devient alors un apport significatif pendant l’intersaison.
Cas pratique : immeuble de bureaux sans climatisation active
Sur certains projets de bureaux neufs, l’objectif affiché est de se passer totalement de climatisation active, tout en respectant les exigences de confort d’été.
Une combinaison de solutions passives et « low tech » permet de tenir l’objectif :
- Structure lourde en béton apparent à l’intérieur (plafonds, voiles).
- Vitrages à contrôle solaire avec BSO sur les façades les plus exposées.
- Ventilation double flux avec free-cooling et surventilation nocturne automatisée.
- Optimisation de l’orientation et du ratio vitrage / plein.
Les retours de monitoring sur ce type de bâtiment montrent des températures intérieures maîtrisées, même lors des pics de chaleur, à condition :
- Que la surventilation nocturne soit réellement utilisée (pas de blocage par les occupants).
- Que les protections solaires soient pilotées de manière cohérente, soit automatiquement, soit via un protocole d’usage clair.
Dans ces configurations, les consommations d’électricité liées au rafraîchissement sont quasi nulles (hors auxiliaires), et les puissances de chauffage installées sont réduites par rapport à un bâtiment classique.
Points de vigilance et erreurs fréquentes sur le terrain
Mettre en place des solutions passives n’est pas compliqué… à condition d’éviter certains pièges que l’on retrouve régulièrement sur les chantiers :
- Protections solaires mal dimensionnées : casquettes trop courtes ou mal positionnées qui protègent peu en été mais coupent les apports solaires en hiver.
- Inertie masquée : dalles béton recouvertes de faux-plafonds, cloisons légères partout, impossibilité de bénéficier de la masse thermique pourtant construite.
- Ventilation naturelle « théorique » : ouvrants inaccessibles, non motorisés, ou bloqués pour des raisons de sécurité ou de confort acoustique.
- Pilotage inexistant : BSO en mode manuel, sans consigne, qui finissent par être laissés en position aléatoire par les utilisateurs.
- Puits canadiens mal conçus : pentes insuffisantes, matériaux inadaptés, absence d’entretien → risques sanitaires et désactivation après quelques années.
Autre point crucial : la formation et l’accompagnement des occupants. Un bâtiment très performant sur le papier peut se révéler décevant si les systèmes passifs (protections solaires, ventilation nocturne, gestion des ouvrants) ne sont pas compris et utilisés correctement.
Check-list opérationnelle pour un projet résidentiel ou tertiaire
Pour intégrer efficacement le chauffage et le rafraîchissement passifs, une approche par étapes facilite le travail des maîtrises d’œuvre et entreprises :
- Étape 1 – Diagnostic énergétique et climatique : analyse des consommations actuelles, relevé des températures intérieures en été/hiver, identification des zones de surchauffe et de fortes déperditions.
- Étape 2 – Enveloppe : isolation, ponts thermiques, menuiseries, étanchéité à l’air. Vérifier que l’enveloppe est au niveau avant de dimensionner les systèmes.
- Étape 3 – Protections solaires et inertie : définir les protections extérieures adaptées, identifier les surfaces d’inertie activables et les libérer (plafonds, voiles).
- Étape 4 – Ventilation et free-cooling : optimiser la ventilation existante (débits, horaires, possibilités de surventilation nocturne), étudier le free-cooling ou le géocooling si pertinent.
- Étape 5 – Pilotage et usage : choix du niveau d’automatisation (stores, ouvrants motorisés, gestion technique), rédaction de consignes simples pour les occupants.
Les solutions de chauffage et de rafraîchissement passifs ne remplacent pas toujours totalement les équipements actifs, surtout dans les climats extrêmes ou sur certains usages spécifiques (santé, data centers, laboratoires). Mais dans la majorité des bâtiments résidentiels et tertiaires, elles permettent de réduire significativement les puissances installées et les consommations, tout en améliorant le confort et la résilience du bâti face aux canicules.
Pour les pros du BTP, c’est une opportunité claire : proposer des projets où l’intelligence de la conception prime sur la surenchère d’équipements, avec des solutions concrètes, mesurables et durables, qui parlent autant aux maîtres d’ouvrage qu’aux occupants finaux.