L'architecture bioclimatique est une discipline de l'architecture dont l'objectif est de tirer parti des conditions d'un site et de son environnement naturel. Cette architecture s'adapte aux caractéristiques et aux particularités propres au lieu d'implantation : son climat (ou son microclimat), sa géographie et sa géomorphologie. Dans le but d'améliorer à la fois le confort thermique et l'efficacité énergétique du bâtiment, l'architecture bioclimatique fait appel à des stratégies, techniques et constructions qui permettent de chauffer, rafraîchir et/ou ventiler l'intérieur d'une construction.
La conception bioclimatique (parfois appelée simplement bioclimatisme) correspond aux stratégies, solutions et techniques architecturales mises en place dans le projet bioclimatique. Elle s'inscrit dans une réflexion et un objectif de respect de l'environnement et de la biosphère, et dans une démarche écologique conforme aux principes du développement durable.
L'architecture bioclimatique regroupe la construction solaire, orientée vers le captage de l'énergie solaire, et la construction passive, dérivée du label Passivhaus, qui impose le respect de critères de performances énergétiques stricts.
Étymologie Architecture Voir l'article Wikipédia sur l'architecture : Art de bâtir des édifices. Bioclimatique Composition du radical "climatique", faisant référence aux conditions environnementales d'un lieu, et du préfixe "bio-", faisant référence à la vie et à la biologie, et au sens large à la nature. En lui-même l'adjectif "bioclimatique" n'a pas de définition faisant consensus. Larchitecture bioclimatique cherche à s'adapter au climat environnant, de manière naturelle, elle met en relation la vie humaine avec son environnement climatique.
thumb|redresse=1.5|L'une des nombreuses formes de maisons bioclimatiques et écologiques de l'écoquartier néerlandais Eva Lanxmeer.
Principes de l'architecture bioclimatique thumb|redresse=1.5|Une maison partiellement insérée dans une serre (Eva Lanxmeer, Pays-Bas). Dans le but de concevoir une architecture assurant le confort, au coût énergétique le plus réduit possible, dans le respect de l'environnement., une démarche bioclimatique se conduit en prenant en compte. :
l'insertion de la construction dans le territoire, des matériaux tirés de l'environnement, matériaux biosourcés, le chantier respectant la nature, les économies d'énergie, la sobriété d'usage, le confort et la santé.
L'ensemble suit une méthode de projet, respectant un ordre des opérations et comprenant une phase de programmation préalable à la mise en œuvre.
Méthode de projet Une architecture bioclimatique doit avant tout s'inscrire dans son environnement, donc s'y adapter. La connaissance de cet environnement (géographie environnante, climat, biodiversité existante, risques naturels…) est donc indispensable pour concevoir le projet architectural.
Une architecture bioclimatique se fixe par ailleurs des objectifs précis du point de vue du bilan énergétique global sur la durée de vie du projet, mais également sur la pression environnementale qu'il va générer, et sur le confort et la santé des futurs utilisateurs du bâtiment.
Intégrer l'ensemble de ces contraintes en préalable à la conception architecturale est indispensable pour réaliser un projet bioclimatique, ce qui implique dans un premier temps un questionnement sur le choix du site en fonction de la densité urbaine, de l'emplacement, des transports, des commerces et services disponibles à proximité.
Il faut ensuite rédiger un programme fixant les objectifs à atteindre et s'informer sur les matériaux, les techniques et les savoir-faire disponibles régionalement.
C'est par la suite que l'architecte pourra débuter la réalisation, en accord avec le projet qui lui est confié.
Insertion dans le territoire La réussite de cette insertion implique une économie par rapport à l'emprise sur les territoires naturels, soit éviter le mitage du territoire. Elle suppose également un équilibre entre les différents services offerts, qu'il s'agisse de limitation des besoins en transport ou de pertinence économique et sociale de l'implantation, par la mixité des équipements de logement, de travail, d'éducation, d'approvisionnement et de loisir. Cette mixité permet, en densifiant les centres-villes et les agglomérations périurbaines, en se réappropriant les friches, en reconstruisant la ville sur la villeObservatoire de la Ville., de réduire les besoins en infrastructures et donc le coût public de la construction.
Matériaux et chantier thumb|240px|Expérimentation bioclimatique, avec matériaux composites (pierre broyée, fibre de verre et résine) à Crozes-Hermitage, France. Les matériaux de l'architecture bioclimatique sont ceux couramment utilisés, néanmoins certains matériaux sont généralement privilégiés :
Matériaux "naturels" : de ressources naturelles de préférence locales et renouvelables, en évitant les transformations (chaux, paille, bois, chanvre, terre crue...). Matériaux "sains" : pas d’impact négatif sur la santé (peintures naturelles...).
La réflexion sur ce dernier point peut s'étendre à plusieurs niveaux d'échelle de leur cycle de vie : impact direct par la nocivité (dégagement de gaz polluants par exemple) lors de leur fabrication, leur mise en œuvre, ou lors de leur usage définitif. Également à travers les pollutions indirectes de production sur l’environnement naturel (pollution des eaux de nettoyage rejetées dans le milieu naturel par exemple) ou par la production de déchets nocifs utilisés et affectant la santé (notamment les produits dérivés du pétrole ou issus de l'industrie chimique).
L'empreinte écologique évalue l'impact sur l’environnement du cycle de vie d'un matériau. L'énergie grise est l'énergie totale consommée dans le cycle de vie du produit. La pollution directe en tant que matériau ou indirecte par sa fabrication, mise en œuvre, usage et recyclage.
Le bilan écologique dans le cycle de vie d'un matériau fait partie des réflexions bioclimatiques, même si elles ne sont pas toujours aussi poussées que dans des constructions "écologiques" où ce bilan est prioritaire sur d'autres réflexions.
Économie et sobriété d'usage Une des principales préoccupations du bioclimatisme est la sobriété d'usageSite de l'Association NégaWatt.. Cette sobriété commence par la sobriété énergétique.
La réglementation thermique détermine le niveau maximal de consommation. Le bioclimatisme vise une performance supérieure, approchant le niveau passif, c'est-à-dire une construction dont le confort est assuré sans apport d'énergie fossile ou nucléaire. Cette performance ne peut être atteinte qu'en valorisant les apports solaires hivernaux (absence de chauffage), tout en se protégeant des apports solaires estivaux (absence de climatisation).
La sobriété concerne également la consommation des autres ressources durant la vie du bâtiment, à commencer par l'eau (pour les occupants, l'arrosage, …), les produits d'entretien (nettoyage, peinture, protection des composants).
Un bâtiment sobre génère un minimum de déchets durant sa construction, son exploitation et lors de sa reconversion en fin de vie.
Confort et santé à l'intérieur Le confort et la santé à l'intérieur d'un bâtiment sont assurés par l'ensemble des points cités auparavant, pour garantir un confort hygrothermique en toute saison et à toute heure, dans une ambiance saine pour les occupants.
Ces critères dépendent de la qualité des matériaux utilisés et de leur absence d'émissions nocives, et de leur capacité à réguler les apports solaires, à stocker l'énergie pour amortir les fluctuations météorologiques dans des proportions adaptées aux besoins du bâtiment. Ils dépendent aussi de la gestion du renouvellement indispensable de l'air intérieur pour le maintenir sain et avec une hygrométrie régulière. Ils doivent également prendre en compte la qualité visuelle vers l'extérieur et celle de la lumière intérieure, et la qualité olfactive du site ou celle du contact des matériaux.
Un bâtiment bioclimatique répond au besoin permanent du plaisir des sens.
La conception biophilique constitue une approche complémentaire à l'architecture bioclimatique. Elle vise à renforcer les liens entre les occupants et le monde vivant en intégrant des éléments inspirés de la nature ou directement issus de celle-ci dans l'environnement bâti. En plus de ses effets potentiels sur le bien-être psychologique et la qualité de vie des occupants, la conception biophilique peut contribuer à certains objectifs bioclimatiques, notamment par la végétalisation des bâtiments, l'amélioration du confort d'été, la régulation du microclimat local et le soutien à la biodiversité.
Méthode d'architecture bioclimatique L'architecture bioclimatique s'appuie sur trois axes : capter l'énergie solaire et celle apportée par les activités intérieures, la diffuser ou s'en protéger, la conserver ou l'évacuer en fonction du confort recherché.
Ces exigences sont indispensables, en particulier dans les régions chaudes (de type méditerranéen par exemple), capter et conserver en hiver semblent contradictoires avec se protéger et évacuer en été. Résoudre cette contradiction apparente est la base d'une conception bioclimatique bien comprise.
Capter/se protéger de la chaleur thumb|240px|Les grandes surfaces vitrées sont souvent utiles en zone tempérée (Eva Lanxmeer, Pays-Bas). thumb|240px|La végétalisation est une technique de limitation des apports solaires en été et de réduction des déperditions thermiques en hiver. La Terre est inclinée sur son axe par rapport au plan de l'écliptique d'un angle de 23°27'. La hauteur du soleil sur l'horizon et le trajet qu'il parcourt dans le ciel varie au cours des saisons.
Dans l'hémisphère nord, à la latitude de l'Europe (environ 45° en moyenne), en hiver, le soleil se lève au sud-est et se couche au sud-ouest, en restant très bas sur l'horizon (22° au solstice d'hiver). Seule la façade sud d'une construction reçoit correctement la lumière solaire. Pour capter cette énergie solaire, il convient donc de placer les ouvertures vitrées principales au sud. Le verre laisse passer la lumière, mais absorbe les infrarouges réémis par les parois intérieures recevant cette lumière, ce qu'on appelle l'effet de serre. La lumière du soleil est convertie en chaleur par les surfaces opaques de la construction (les murs, les plafonds et les sols). C'est sur ce principe qu'est conçu un bâtiment solaire passif : solaire, car la source d'énergie est le soleil, passif, car le système fonctionne seul, sans système mécanique.
Toujours dans l'hémisphère nord, en été, le soleil se lève au nord-est, se couche au nord-ouest et est haut sur l'horizon à midi (78° au solstice d'été). Les façades d'une construction irradiées par le soleil sont principalement les murs est et ouest, ainsi que la toiture. L'angle d'incidence de ses rayons sur les surfaces vitrées orientées vers le sud est élevé. Il convient de protéger ces surfaces vitrées par des protections solaires, dimensionnées de manière à bloquer le rayonnement solaire direct en été tout en y laissant le maximum d'ensoleillement disponible en hiver. Sur les ouvertures des façades est et ouest, les protections solaires horizontales sont d'une efficacité limitée, car les rayons solaires ont une incidence moins élevée ; les protections solaires opaques (volets) - et encore plus la végétation caduque - sont efficaces sur ces façades. La végétation persistante est également efficace pour protéger des vents froids, sous réserve de ne pas occulter le soleil hivernal. Il existe également des techniques de brise-soleil adaptables à ces orientations.
Dans l'hémisphère nord, à la latitude européenne, une construction bioclimatique se caractérise par : des ouvertures de grande dimension au sud, parfaitement protégées du soleil estival très peu d'ouvertures au nord