FR2593205A1 - Construction a double enveloppe - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une conception nouvelle de l'enveloppe d'une construction notamment à usage d'habitation. - Cette construction est remarquable en ce qu'elle est constituée de deux enveloppes concentriques respirantes 4-5, l'une extérieure 4, l'autre intérieure 5, ces enveloppes étant séparées par des espaces intermédiaires 7, l'enveloppe intérieure englobant totalement le volume habitable. - Cette disposition autorisant l'intégration d'un échangeur de chaleur à air 11 généralisée à toute l'enveloppe intérieure. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La presente invention s'applique notamment aux constructions neuves bâtiments à usage d'habitation individuels ou collectifs, écoles, hôpitaux, bureaux, usines, salles polyvalentes, gymnases, entrepôts, locaux divers mais aussi à la rénovation des constructions existantes.

Liobjet porte plus spécialement sur une conception nouvelle de l'enveloppe d'une construction qui se caractérise par une double enveloppe comportant en règle générale des espaces intermédiaires apportant l'équilibre thermique d'hiver dans des sites climatiques moyens et une excellente réponse de confort d'hiver et d'eté ainsi qu' une grande pérennité grâce à la simplicité de ses montages fonctionnels et à l'accessibilité des matériaux fragiles pour l'entretien.

Il convient avant d'aborder les dispositions principales de l'invention de rapporter les difficultés rencontrées dans l'exploitation des constructions actuelles disponibles sur le marché utilisant une simple enveloppe.

Quel que soit le système de parois utilisées dans l'état actuel de la technique, il existe des limites structurelles vite atteintes à 1Péquilibre thermique d'hiver qui impose un chauffage général complémentaire y compris dans des sites favorisés.

L'enveloppe simple isolee rejete la plus grande partie des apports gratuits arrivant sur sa surface ensoleillée l'hiver du fait de la rigidité du montage des isolants.

La convection directe due au vent sur l'enveloppe habitable maintient un haut niveau de déperdition surtout dans les climats ventés. Par exemple En
Bretagne Sud: ou sur les côtes vendéennes la fréquence de vent l'après-midi en.

hiver dépasse les 96 Z avec plus de 60 à 70 Z de vents moyens et forts. A ces déperditions dues à la convection s'ajoutent l'infiltration des isolants et dans le cas de vents humides, l'humidification plus ou moins lente des isolants et des supports charpentés éventuels ; d'où une dégradation plus ou moins lente mais certaines en commençant par les faces exposées des isolants et des supports charpentés.

Le ruissellement de la pluie sur les façades et la très forte humidité du sol sur l'extérieur des murs de soubassement et de fondation ne permet pas la suppression avec une certaine fiabilité des déperditions à ce niveau ni l'utilisation du sol dans les équilibres hygrothermiques recherchés dans le volume interieur habitable.

L'épaisseur des isolants est limitée entre 10 et 15 cm suivant les types, soit mécaniquement, soit par le coût, soit par le fait qu'au delà de ces valeurs le gain global est très faible à cause du taux élevé et incompressible de renouvellement de l'air pour des raisons d'hygiène,non assurée par la très faible respiration de: l'enveloppe.

Au niveau du percement de cette enveloppe, il existe une impossibilité de montage à l'extérieur de volets isothermes efficaces fiables et peu coûteux ce qui maintient malgré les doubles vitrages un niveau élevé de déperditions pendant la nuit d'hiver qui pour 470 de latitude Nord au solstice est deux fois plus longue que le jour. Dans le cas d'un montage intérieur l'encombrement qui en résulte diminue encore le volume habitable, ce qui n'est plus permis dans l'habitat social actuel.A cela s'ajoute le fait que les baies fixes ou mobiles en contact avec le choc climatique (vent, pluie, soleil) nécessite des matériaux et des techniques très coûteux énergétiquement et financièrement tels que l'aluminium ainsi que des montages étanches aux infiltrations. L'inefficacites des joints et montages 15 ou 20 ans après nécessite une réhabilitation souvent très coûteuse due à la modification des modèles
Enfin l'existence de nombreux ponts thermiques au niveau des liaisons de structure de l'enveloppe habitable augmente les déperditions tout en apportant des risques de condensation et de moisissures sur le parement intérieur.

L'été un flux solaire élevé frappe les faces ensoleillées de l'enveloppel
Sur une enveloppe courante plus de 500 kwh arrivent sur la paroi extérieure de celle-ci en une journée (excepté sur certains montages d'isolation extérieure ventilés). L'utilisation d'une ventilation doit alors se faire par le volume intérieur habitable avec tous les inconvénients, limites et désagréments.

Dans toute enveloppe où les matériaux fragiles que sont les isolants et les systèmes porteurs éventuels sont emprisonnés et non accessibles, le contrôle, l'entretien et la modification éventuelle sont impossibles sans une intervention lourde sur des surfaces importantes à cause des parements finis entraînant des couts élevés. Quand la nécessité de la correction d'un problème quelconque se fait sentir les dégâts sont importants. Ce problème est lié à celui de la mauvaise respiration de la paroi et au fait que l'épaisseur de l'isolant fixé à la date de la construction par la réglementation de l'époque, entralne une dépréciation certaine de cette enveloppe dans les 10 ou 20 ans après et une réhabilitation très couteuse de l'ensemble de l'enveloppe.

Par ailleurs dans la plupart des cas la présence d'un isolant immédiatement derrière un parement intérieur ou extérieur ne permet pas avec des couts raisonnables ltemploi de matériaux riches plastiquement et il s'en suit une pau vreté de l'expression architecturale.

Enfin ces techniques imposent une épaisseur d'isolation constante sur toute l'enveloppe ce qui n'apporte pas de solutions naturelles aux déséquilibres thermiques dans les locaux situés derrière les façades ensoleillées et les autres.

Dans les constructions de ce type avec isolation intérieure. On est en butte aux contraintes techniques suivantes.

-Nécessité d'un pare vapeur général sur toute l'enveloppe qui impose un
taux élevé de renouvellement de l'air et donc des déperditions importantes.

- Existence de nombreux ponts thermiques au niveau des liaisons de structure.

- L'absence ou la valeur très faible de la capacité thermique de l'en- veloppe ne permet pas le stockage d'apports gratuits copprespondant aux besoins thermiques pendant les journées consécutives sans soleil. Le chauffage complémentaire est donc une nécessité il est le plus souvent à air chaud.

- Cette même faiblesse de la capacité thermique entraîne des inconforts par augmentation anormale de la température intérieure l'hiver ou l'été dû à l'ensoleillement à travers les baies vitrées. Cet inconfort s'ajoute l'hiver à celui lié au chauffage à air chaud.

- L'absence de respiration des parois entraîne une mauvaise reponse de l'enveloppe à l'agression climatique (vent, pluie, soleil). Elle s'ajoute à l'emprisonnement des matériaux fragiles que sont les isolants et aux systèmes d'accrochages charpentés éventuels,cet ensemble entraine une dégradation lente mais certaine des qualités hygrothermiques de l'enveloppe et de certains supports.

- En conclusion l'enveloppe unique à isolation intérieure impose : le chauffage complémentaire, des inconforts saisonniers spécifiques et une fiabilité réduite. L'impossibilité de contrôle et d'intervention facile au niveau de l'isolant conduit inexorablement à une rénovation de tout le volume intérieur dans les 15 à 20 ans suivant la construction pour s'aligner sur la réglementation nouvelle et corriger la dégradation des caractéristiques hygrothermiques de la paroi.

Dans les constructions de ce type avec isolation extérieure on est en
présence du bilan suivant:
Elle permet de retrouver une capacité thermique élevée à l'intérieur de
l'isolation. Elle apporte un confort accru et la possibilité de stockage des
apports gratuits dans l'enveloppe elle-même.

Elle supprime les ponts thermiques au niveau des liaisons de structure
du volume chauffé (murs-dalle ou murs extérieurs-mur de refend). Cependant des ponts thermiques nouveaux apparaissent au niveau des liaisons entre le volume chauffé et les annexes froides (garages, caves, combles non aménagés) qui imposent souvent l'extension de l'isolation extérieure à l'ensemble de la vo
lumétrie globale (coût très élevé). Volume chauffé plus important, de même au niveau des murs de fondations ou de soubassement la fiabilité des systèmes i
solants est très limitée du fait du milieu agressif humide et non respirant.

Dans le cas d'isolatlpn plaquée sur l'extérieur du mur et recevant une peau fine, l'isolant se trouve emprisonné (contrôle, modification et entretien
sont impossibles) dans un espace vers lequel convergent la vapeur d'eau en migration du côté du mur intérieur et l'eau par capillarité et porosité à partir de la paroi extérieure. Dans la plupart des cas la perméabilité plus réduite de l'isolant par rapport au mur accentue le phénomène. La fiabilité de cette peau très fine (quelques millimètres) est réduite par le cycle très important de "dilatation-retrait" imposée aux façades ensoleillées. La micro fissuration quien résulte dans le temps accélère la dégradation du matériaux, du montage et des caractéristiques physiques.

Dans le cas d'isolation extérieure de type bardage ventilé ou enduit épais avec vide ventilé la fiabilité est bien meilleure mais il reste toutes les limites citées plus haut liées à l'enveloppe unique.

Dans le cas de l'emploi de blocs isothermes à deux parements et large vide intérieur permettent un remplissage béton constituant le mur porteur, ce mode constructif apportent des matériaux fragiles et dangereux sur le plan de l'incendie sur les deux parements intérieur et extérieur. Ce système en plus cumule les inconvénients de l'isolation intérieure et extérieure.

Dans le cas de système constructif à isolation répartie (brique G ou béton cellulaire), on obtient à épaisseur égale une isolation et une capacité inférieure à l'isolation extérieure.

En conclusion des caractéristiques et des limites en l'état actuel de la technique sur l'enveloppe unique isolée intérieurement ou extérieurement on peut dire que même dans la deuxième solution où les performances sont meilleurs au niveau du confort et du bilant thermique d'hiver le rejet des apports gratuits d'hiver par l'isolation fixe, la convection due au vent sur la paroi extérieure, l'infiltration et l'humidification lente des isolants, les ponts thermiques de liaison au sol, l'épaisseur limitée et non modifiable des isolants, le taux éle- vé de renouvellement d'air, l'absence de volets isothermes efficaces, tout cet ensemble fait que le bilan thermique"besoins-apports gratuits" n' est pas equilibré et impose un chauffage complémentaire.De plus ces systèmes rigides non seulement ne permettent pas l'adaptation à l'évolution réglemntaire thermique mais nécessitent une réhabilitation coûteuse et générale 15 ou 20 ans après.

Ce système conduit à une double dépense financière et énergétique de chauffage l'hiver et de réhabilitation régulière.

On a tenté de palier à certaines de ces difficultés exposées ci-dessus en intégrant à des constructions à simple enveloppe différent type de cap
teurs solaires dans le but de tenter d'obtenir un meilleur équilibre énergé- tique.

Les systèmes les plus répandus et les plus fiables peuvent se classer en trois catégories.

Le mur masse qui capte le rayonnement traversant une paroi vitrée opaque aux infra-rouges réémies par le mur. Le flux thermique traverse la paroi avec un affaiblissement des températures et un déphasage dans le temps. Quand la distance de la vitre à la paroi extérieure est de l'ordre de quelques centimètres le rendement est assez faible car l'isolation de la paroi extérieure par un volet isotherme performant1 fiable1 est presque impossible. Ce système augmente les déséquilibres de température entre la façade ensoleillée l'hiver et les autres. De plus sa généralisation sur toute la façade ensoleillée l'hiver est coûteuse, d'une esthétique contestable et conduit à orienter le percement vers l'Est, l'Ouest et le Nord ce qui augmente les déperditions.

Le Mur Masse avec thermocirculation de type "Trombe" permet d'augmenter le rendement mais en augmentant la température de l'air intérieur,ce système augmente les deperditions par renouvellement d'un air plus chaud et les écarts de température de l'air entre la période ensoleillée ou non. Il peut donc y avoir surchauffe pendant l'ensoleillement. Comme dans le premier cas, la généralisation d'un tel système sur la façade ensoleillée l'hiver conduit aux mêmes erreurs thermiques et esthétiques.

Dans le cas de systèmes de type Serre (Wright ou Morgan), les apports se font directement à travers de larges baies vitrées, le rayonnement frappe directement l'intérieur de l'enveloppe de la construction. Si l'on recherche la récupération maximum sur toute la façade ensoleillée l'hiver le flux solaire très important apporte des élévations très fortes de températures à l'in térieur. L'inconfort est certain de même que les déperditions par les baies vitrées. Ces déperditions persistent une fois l'ensoleillement disparu soit les 9/10 du temps au mois de décembre dans certains climats. Là encore l'impossibilité de monter de véritable volets isothermes dont les caractéristiques voisinent l'isolation du reste de l'enveloppe amène un rendement très faible au système.

Le meilleur compromis qui soit dans les systèmes capteurs généralisés sur ia façade ensoleillée est obtenu par alternance de murs-masse et de baies vitrées afin d'avoir des apports différés pendant l'ensoleillement et des pertes réduites pendant la période de non ensoleillement. Le rendement cependant reste faible en l'absence d'isolation sur la façade la plus chaude en dehors des heures d'ensoleillement.

Enfin ces systèmes imposent un volume intérieur unique et renforcent les écarts de températures entre les façades Sud et Nord
Ces systemes solaires ont donc un rendement moyen à cause des pertes et un confort inégal. En les montant sur une enveloppe unique non performante on ne va pas techniquement vers l'équilibre énergétique sans parler des inconforts d'été qui rendent ces habitations particulièrement chaudes. En l'absence de conception globale de l'enveloppe le système est vite périmé et à rénover.

L'habitat dit bio-climatique avec une serre Sud, un sas d'entrée et un tampon Nord ne permet que partiellement de résoudre les limites de l'enveloppe unique et de sa dégradation par l'action combinée du vent, de la pluie et du soleil.

On peut citer à titre documentaire dans de telles applications à capteurs le Brevet nO 2267531 du 12 avril 1974 de G. et J. M. Alexandroff (ANVAR) où l'air chaud passe par le volume habitable avec un stockage non réparti sur l'ensemble de l'enveloppe sans création d'une "double enveloppeà fonctions différenciées. Il en est de même du Brevet nO 2291460 du 18 novembre 1974 de Roche Michel où l'air chaud caloporteur passe par le volume habitable avec un stockage non réparti sur toute l'enveloppe mais concentré dans des zones précises, le reste de l'enveloppe restant classique Dans les deux cas seul le soleil est pris en compte dans les facteurs climatiques. Le principe de la double enveloppe à fonctions ;différenciées n' est pas appliqué.

La présente invention a en conséquence pour but principal de fournir une construction d'un type nouveau qui réponde aux attentes des utilisateurs et de la collectivité sur les économies d'énergie, le confort, la pérennité, le mode de vie des occupants et l'architecture.

L'invention vise notamment à l'obtention du maximum d'économie d'énergie dans le coût énergétique des techniques de constructionwdans l'obtention naturelle du confort d'hiver et la suppression de tout système de chauffage central classique et dans l'économie d'énergie réalisée dans la durée de vie fortement accrue de la construction.

Un deuxième objet de cette nouvelle conception porte sur la création d'un confort hygro-thermique d'hiver de grande qualité dans le chauffage du volume habitable par rayonnement à basse température de toute la surface de l'enveloppe et par sa très grande perméabilité à la vapeur d'eau afin d'obtenir des écarts très faibles de température dans le temps et dans l'espace du volume habitable quelle qu'en soit l'orientation et une diminution des variations d'un taux d'humidité de l'air dans l'enveloppe habitable. En été le système vise à apporter une climatisation naturelle dans le volume habitable sans ventilation excessive et courants d'air. Le système consiste donc à promouvoir une habitation naturellement chaude en hiver et fraîche en été.

Un troisième but de cette invention est d'apporter à l'occupant une construction pérenne qui ne soit pas rapidement démodée par la diminution des caractéristiques mécanophysiques de l'enveloppe ou par l'evolution de la réglementation sur les points principaux tels que le confort hygrothermique phonique ou la résistance au feu en rendant accessibles les matériaux fragiles pour con trôle, entretien et modification éventuelle localisée et en fixant dès la cons truction des caractéristiques très au-dessus des règlements actuels et adaptables éventuellement au confort de chacun
Enfin l'invention porte notamment sur l'amélioration de la qualité par les matériaux, la fiabilité de leur mise en oeuvre et la richesse des possibilités volumetriques tant extérieurs qu'intérieurs,et aussi, sur l'amélioration de la qualité de la vie des occupants par la diversité et l1agrément des espaces nouveaux offerts. Le système vise enfin une plus grande liberté urbanistique/ dans un mode d'habitat particulièrement économe en énergie offerte, par la possimilité d'orientations différentes de celle de l'ensoleillement d'hiver. L'amélioration de ces trois points permet la réalisation des constructions facilement intégrées régionalement aux diverses contraintes humaines, géographiques, climatiques, economiques dans un site urbain et diffus.

La construction selon l'invention est caracterisee par une "double en veloppe de de formes éventuellement différentes, reposant en conti- nuité sur le sol et englobant à l'intérieur le volume habitable dans lequel on recherche un grand confort naturel d'hiver et d'été. La "double enveloppe" est constituée à l'extérieur d'une enveloppe appelée "enveloppe extérieure" et à l'intérieur d'une enveloppe appelée "enveloppe intérieure". Elles sont séparées dans l'espace, horizontalement et verticalement par des espaces dits "espaces intermédiaires" pour certains desquels on recherche un confort réduit et intermitent.La forme de l'enveloppe intérieure englobant le volume habitable se rapproche le plus possible de la demi-sphère ou d'un volume ayant une surface d'échange thermique très faible pour le volume intérieur afin de limiter les déperditions.

On crée ainsi une dissociation fonctionnelle entre t17 enveloppe extérieure" et 'l'enveloppe intérieure". Ces deux enveloppes, ne subissant pas les memes contraintes climatiques et n'ayant pas à procurer la même qualité de confort dans les espaces englobés, seront traitées différemment au niveau des matériaux et des montages employés.

On supprime tous les ponts thermiques entre les deux enveloppes exceptées certaines liaisons locales au niveau de chaînages ou poutres reliant ponctuellement les deux enveloppes.

L'enveloppe extérieure est une enceinte close, elle subit directement sur son parement extérieur le choc climatique ; vent, pluie, neige, soleil et peut offrir un confort diurne, réduit dans certains espaces intermédiaires les mieux orientés. Elle sera donc réalisée différemment suivant les orientations. Dans la direction de l'ensoleillement d'hiver, soit le Sud pour l'hémisphère Nord, elle est lar:ement vitrée par vitrage ordinaire ; on peut aussi créer des décrochements de façades Est et Ouest orientés vers le Sud. L'ensemble de ces surfaces vitrées assurent la plus large pénétration de l'ensoleillement direct d'hiver dans les espaces intermédiaires et réchauffe le sol.

En été, la géométrie différente de l'ensoleillement apporte une ombre portée générale de l'enveloppe extérieure sur l'enveloppe intérieure avec ventuellement l'emploi de brises soleil localisées pour des portes vitrées mal orientées. Cette enveloppe extérieure est en plus largement vitrée dans la direction des vues principales et des accès. Toutes les parties vitrées de l'en- veloppe extérieure utilisent un vitrage ordinaire.

L'enveloppe extérieure est opaque en dehors de ces surfaces, on utilise alors de préférence des matériaux semi-isolants tels que le bois ou une maçonnerie d'éléments creux enduite extérieurement ayant une grande perméabilité à la vapeur d'eau et une porosité extérieure réduite. Au niveau de la couverture, le matériaux est quelconque mais de préférence à petits modules assurant une ventilation semi-contrôlée du système porteur ; on élimine tout matériaux constituant un film étanche soit en couverture ou en support de celle-ci. La géo métrie des toitures exterieures assure un éloignement le plus direct possible de l'eau pluviale vers la périphérie de l'enveloppe extérieure où elles sont évacuées.

En dehors des surfaces vitrées, l'enveloppe extérieure comporte une migration libre de la vapeur d'eau et l'évaporation directe sur les deux parements d'une humidification éventuelle due à la pluie.

Les menuiseries ouvrantes ne comporteront pas de joints d'étanchéité déformables mais des chambres de décompression. Elles auront une perméabilité de deux suivant les règles du Document Technique Unifié "Th-G 77".

On classe les espaces intermédiaires 7 en trois catégories
7a- les serres actives ou passives, les sas d'entrée ; 7b- les espaces permettant une activité diurne temporaire (ateliers divers, jeux, gymnastique) ; 7c- Les espaces annexes : garages divers (voiture, vélo, remorque, planche à voile), arrière cuisine, cellier, rangements divers (outils de jardin, mobilier de jardin), annexes techniques (circuits divers,canalisations,chauffe-eau,congélateur.

On organise ces espaces preférentïellement en fonction des orientations cardinales et des liaisons avec le volume habitable. Les espaces 7a et 7b sont tournés vers l'ensoleillement hiver, Les espaces 7c sont mis en tampon du volume habitable et des espaces 7b. On peut aussi inclure les espaces 7b dans 7a.

Toutes les circulations à partir du volume habitable vers les annexes sont intégrées dans les espaces intermédiaires et protégées des intempéries.

La température dans ces espaces clos est plus élevée qu'à l'extérieur grâce à la semi-isolation de l'enveloppe extérieure et à l'ensoleillement direct pénétrant dans ces espaces. On réduit ainsi les déperditions à travers l'enveloppe intérieure et on lui assure un milieu ambiant d'une grande qualité par absence de convection, d'infiltrations d'air humide. ou sec et froid. On prendra alors pour la réalisation de l'envelopppe intérieure des matériaux très perméables à la vapeur d'eau.

On regroupe dans ces espaces intermédiaires tous les matériaux fragiles tels que les isolants, les systèmes charpentés, les volets isothermes, les circuits et canalisations. Les montages permettent le contrôle le plus direct possigle, l'entretien et les modifications éventuelles. Ce même milieu protégé des intempéries et la grande perméabilité à la vapeur d'eau permettent la suppression de la ventilation mécanique contrôlée, la suppression des menuiseries étanches à joints déformables, l'isolation de grande épaisseur et d'épaisseur variable en fonction des orientations, le logement et la manoeuvre des volets isothermes et les échangeurs de chaleur.

Ces espaces 2 et 3 sont livrés éventuellement bruts à l'intérieur sans cloisonnement avec de préférence un sol en terre compacte très respirant pour un aménagement individualisé ultérieur et la pose des isolants après un premier séchage des maçonneries intérieures.

Suivant un autre mode de réalisation préférée lçenveloppe intérieure est caractérisée par une très grande perméabilité à la vapeur d'eau de tous les ma tériaux entrant dans la réalisation ; on limite les dosages élevés de liants hy drauliquesaux chalnages,poutres et on utilise le plus possible des liants aériens dans les remplissages ; de même on supprime les pare-vapeur ou les films étanches.

Cette enveloppe est constituée du côté du parement intérieur du volume habitable par une maçonnerie pleine pour les parois verticales de 15 cm d'epais- seur minimum et par une dalle lourde mais utilisant de préférence des corps cireux sous les combles prennent appuis sur la périphérie des murs par des chaînages en continuité. Le volume habitable se trouve donc enfermé dans une enveloppe lourde maçonnée descendant jusqu'aux fondations. Les seules interruptions dans la continuité de cette enveloppe ont lieu pour les percements de portes, fenêtres et trémie d'escalier. Dans le cas dthabitation sur plusieurs niveaux, la ou les dalles intermédiaires auront les mêmes caractéristiques.

Les parois verticales tournées vers l'ensoleillement d'hiver sontréalisées par une alternance de baies vitrées fixes ou mobiles et de trumeaux pleins, la surface des pleins étant préférentiellement légèrement supérieure à celle des vides
Du côté des espaces intermédiaires, l'enveloppe intérieure reçoit un isolant très perméable de préférence sous forme de panneaux ayant une forte épaisseur. Cet isolant est mobile sur toute la surface Sud, les baies vitrées et les portes pleines.

Un échangeur de chaleur à air s Vinsère, soit entre l'isolant et le mur ou la dalle, soit dans les vides de maçonnerie quand ils existent notamment dans les dalles horizontales avec l'utilisation de corps creux 9 dans ce dernier cas on relie les vides à travers les chaînages au niveau des liaisons avec les murs par l'incorporation de tuyau PVC ou autre dans les coffrages avant la coulée des dalles de compression.

Préférentiellement on couple les échangeurs horizontaux et verticaux en faisant déboucher les premiers dans les deuxièmes à travers les chaînages péri phériques par réservation de trou d'un diamètre approprié en face de chaque compartiment vide d'un corps creux. A partir des serres Sud ou de capteur à air, on fait ainsi circuler l'air chaud répartie uniformemment à travers tous les vides de la dalle supérieure orientés préférentiellement perpendiculairement à la fa çade Sud, l'air redescend ensuite le long de l'échangeur de la façade Nord de l'enveloppe intérieure, puis revient dans le sol sous la dalle du rez-de-chaussée pour déboucher plus frais dans le bas des serres. On porte l'attention sur l'é- tanchéité à l'air au niveau des coupiages entre deux surfaces d'échangeurs pour éviter les fuites.On réalise ainsi une thermocirculation en circuit ferme.

L'air chaud réchauffe l'enveloppe sans traverser le volume habitable.

Dans un premier montage, la circulation de l'air chaud dans cette boucle peut être alimenté par une thermocirculation naturelle pendant les heures d'enso- leillement. Pour cela, une vitre formant une lame d'air de quelques centimètres est posée devant tous les murs pleins et les baies vitrées fixes de la serres ou des serres. La lame d'air devant les murs pleins s'échauffe par conduction et effet de serre entre la vitre et le parement du mur de couleur sombre ou très foncé ; devant les baies on interpose dans la lame un store à lames orientables absorbandes sur une face et escamotable qui échauffe la lame d'air. La lame d'air s'élève sur toute la façade et en pénétrant dans l'échangeur de la dalle supérieure ce qui amorce la thermocirculation générale.

Un autre dispositif permet une thermocirculation forcée. Pour cela on supprime cette vitre devant les murs pleins et les baies fixes. Un ventilateur relié à un thermostat différentiel capte l'air chaud dans le haut de la serre pendant l'ensoleillement et l'envoie de préférence dans trois répartiteurs (1 Sud, 1 Est,l Ouest) qui égalisent l'air uniformément dans tous les trous des échangeur
Sud,Est et Ouest.

A partir du premier répartiteur, l'air chaud traverse alors comme dans le cas précédent, l'échangeur de la dalle horizontale supérieure puis la paroi Nord, le sol sous la dalle du rez-de-chaussée pour venir déboucher dans le bas de la serre et ainsi de suite. L'air chaud envoyé dans les repartiteurs Est et Ouest pénètre dans les échangeurs dont les circuits peuvent être horizontaux ou verti- caux ou enfin une combinaison des deux; le choix est fait en fonction de la surface et des percements éventuels, au retour,l'air est rélnjeté dans le bas de la serre Sud. il est préférable d'ajouter un échangeur de chaleur pour chaque dalle intermédiaire supplémentaire ; on peut l'alimenter indépendamment ou le coupler aux autres.

D'autres couplages sont possibles suivante type de la morphologie de la construction, dans ce cas on cherchera toujours à irriger,à partir de l'air chaud provenant de serres Sud ou de capteurs à air, la surface maximum non ensoleillée directement de l'enveloppe intérieure . On choisit le circuit le plus simple afin d'égaliser et d'abaisser le plus possible les températures de stockage pour un rayonnement uniforme des parois de l'enveloppe habitable.

Afin de diminuer encore les déséquilibres possibles de température entre les facades ensoleillées l'hiver et les autres on utilisera une épaisseur variable des isolants des parois verticales en augmentant cette épaisseur dans les directions des vents froids. Enfin la face interne de l'isolant du côté maçon- nerie pourra recevoir un film antirayonnement à condition qu'il est une perméa bilité à la vapeur d'eau homogène avec le reste de la paroi : maçonnerie, échan
geur et isolant.

Un montage préféré de l'échangeur dans les parois verticales consiste à décoller l'isolant du mur de quelques centimètres par un système d'écarteurs de
type chevrons qui créent des vides compartimentés et cloisonnés de largeur simple (2 ou 3 par mètre), de section rectangulaire de préférence et orientés ver
ticalement ou horizontalement ou par une combinaison des deux suivant le circuit
global envisagé de l'air chaud.

Une autre caractéristique de l'isolant est sa mobilité générale sur toute
la surface ensoleillée l'hiver et devant toutes les baies vitrées sous la forme
de volets isothermes articulés dans les espaces intermédiaires. L'isolant est par contre intégré dans l'ême des portes pleines ou plaqué en parement. Sur la
surface de l'enveloppe intérieure située dans les serres ensoleillées l'hiver,
l'isolation mobile existe aussi bien devant les murs masse que devant les parties
vitrées.Cette isolation, constituée de panneaux rigides de dimensions corres
pondantes aux parties pleines ou vitrées ou refendues pour faciliter la manoeuvre
est fixee sur le parement extérieur du mur sur un ensemble quadrillé et charpenté
de préférence dans le même plan que les ouvertures ou immédiatement en avant, et
permettant le maintient des panneaux ou l'accrochage des systèmes d'articulation ou de coulissement. La mobilité peut donc être assurée par des articulations horizontales ou verticales ou par coulissement ou encore par déplacement vers une annexe proche pour rangement. En position fermée, l'ajustage des panneaux isothermes ne doit pas permettre l'infiltration d'air et de convection entre l'isolant et la paroi intérieure. Ces volets isothermes peuvent recevoir des revêtements decoratifs legers sur deux faces ou rayonnant sur une face, avec un encadrement protecteur bois, aluminium ou plastique. Le système permet d'adapter la dynamique de la façade à celle du climat. On assure l'isolation sur toute la facade par journée ensoleillée ou les nuits d'été.

La façade est entièrement captante dans le premier cas ou rayonnante dans le deuxième. On peut aussi conserver l'isolant uniquement devant les murs masses les
jours d'hiver sans soleil et même réduire la surface des baies pour augmenter la
résistance thermique globale, ce même cas convient aussi le jour d'été par très
forte chaleur. Enfin pendant les nuits d'hiver, l'isolation est entièrement re
fermée. Toute l'enveloppe intérieure lourde en maçonnerie englobant le volume habitable se trouve donc très fortement isolée en continuité sur toute sa surface
par l'extérieur mais avec une respiration réelle de toute cette enveloppe. Cette
isolation descend le long des parois verticales dans le sol jusqu'aux fondations
en changeant de qualité si besoin est.

Suivant un mode de réalisation préfére, les menuiseries de l'enveloppe
intérieure se caractérisent par une absence de joints déformables pour l'étan- chéité des ouvrants et leur remplacement par des chambres de décompression incluses dans le profil des montants et traverses du dormant et de l'ouvrant et un ajustage fin entre les deux. Elles seront réalisées en bois de préférence sans risque à cause du milieu très protégé des intempéries. On pourra même utiliser des résineux.

Suivant une autre caractéristique de l'enveloppe lourde intérieure on pré
férera pour sa réalisation, dans le cas où l > on recherche un très grand confort hygrothermique, utiliser de la terre et des liants aériens pour les
parois verticales en dehors des chaînages ou poutres qui resteront en béton
armé mais que l'on incorporera dans l'épaisseur de la paroi. On recherchera a
lors à ce que la perméabilité de toute la surface de l'enveloppe permette la mi
gration d'une quantité de vapeur d'eau supérieure à celle émise par les occupantes,
sans tenir compte des émissions dans les pièces humides qui seront évacuées di
rectement par conduits individuels et air pulsé pendant le temps de l'émission.

Cette disposition et la précédente entraînent la suppression de tout système de ventilation mécanique contrôlée ; la perméabilité contrôlée de tous les ouvrants
de l'enveloppe intérieure assure un taux réduit de renouvellement d'un air pré
chauffé dans les serres nécessaire à I'oxygénation du volume habitable.

Dans une dernière caractéristiques majeure, on recherchera un équilibre
entre besoins apports pour les deux mois difficiles de l'hiver moyen. La capaci
té thermique de l'enveloppe englobe tous les murs masses, les dalles bétons ainsi que la partie du sol située sous la dalle du rez-de-chaussée et isolée latéralement us- qu'aux fondations. Cette capacité thermique permet de stocker les apports gra
tuits récupérables pendant la durée moyenne de jours consécutifs ensoleillés du climat type moyen caractérisant le lieu. On détermine alors la résistance thermique moyenne de l'enveloppe intérieure de telle marnière que les déperditions à
travers celle-ci pendant cette période ensoleillée, augmentée des déperditions pendant la période consécutive moyenne sans soleil, soient équilibrés par les apports gratuits précédents.

L'avantage premier de l'invention réside dans les économies d'énergie faites à trois niveaux. Premièrement à la construction par la possibilité d'emploi de matériaux très économes en énergie, grâce à la fiabilité des nouvelles techniques employées, on peut citer ainsi le bois et la terre au détriment de l'aluminium et du béton en remplissage ce qui en fait une technique très inté ressante pour la collectivité.

Deuxièmement la diminution des besoins énergétiques de chauffage en hiver est très forte, cette économie est d'autant plus importante quand le climat deviens froid et sec.

Troisièmement la longévité d'une telle construction est fortement accrue grâce à la fiabilité des systèmes et au confort offert par les espaces nouveaux ; il n'est plus nécessaire de pratiquer des réhabilitations régulières comme on le fait sur des enveloppes simples, on peut alors avantageusement reporter l'effort sur une réhabilitation par double enveloppe du bâti à enveloppe unique ce qui représente encore des économies d'énergie pour la collecti- vité et la conservation du patrimoine pour le propriétaire.

Ces trois points forts d'économie d'énergie font que la solution constructive est particulièrement intéressante pour- l'occupant propriétaire et la collectivité.

La bonne adaptation de l'enveloppe à la dynamique des climats séquen ciel s apporte un confort hygrothermique sans communes mesures avec une construction à simple enveloppe. L'absence de zones froides que sont les ponts thermiques sur l'enveloppe intérieure supprime les risques de moisissures et de condensation.La diminution de l'écart entre les températures d'équilibre des parois ensoleillées et les autres, grâce à l'échangeur et aux épaisseurs variables et adaptables de lVisolation en fonction des orientations et des fonctions recherchées dans les divers espaces, augmente la qualité de confort; à cela s'ajoute la très grande perméabilité de ltenveloppe à la vapeur d'eau et un chauffage en hiver du volume habitable par rayonnement à basse température de l'enveloppe habitable L'été la dynamique de l'enveloppe extérieure et des espaces intermédiaires maintient un très grand confort.Le système apporte donc un très grand confort d'une habitation chaude en hiver et fraîche en été
Un autre avantage de 1' invention réside dans la réalisation d'un habitat ayant une grande pêrennité,par le haut niveau des diverses caractéristiques au-dessus des minima réglementaires au moment de la construction, par le maintient dans le temps de ces qualités et par l'adaptation possible des dites caracteristiues à moindre coût plusieurs d'années après la date de construction.

La double enveloppe respirante conçue suivant les présentes caractéristiques offre à la construction des qualités exceptionnelles par le confort naturel hygro- thermique offert aussi bien en hiver qu'en été, par le confort accoustique dans le volume habitable face aux bruits aériens extérieurs et par la sécurité incendie dans ce volume des parois en maçonnerie et par le rejet des isolants dans les espaces intermédiaires. t
La double enveloppe respirante conçue suivant l'invention maintien dans le temps ses qualités et offre un vieillissement très lent par des montages simples, fonctionnels, fiables et accessibles dans ses points les plus fragiles. Les maçonneries des parois et dalles sur les deux enveloppes respirent et restent saines.

Les systèmes charpentés sont dans des espaces ventilés à un taux d'hu midité faible et à l'abri de grandes variations de cette humidité. Le bois conserve toute sa valeur. il en est de même des isolants dont la respiration libre et l'absence d'infiltration d'air sec ou humide maintient ses caractéristiques. Le contrôle visuel simple et permanent lié à la possibilité d > interven- tion localisée immédiate dès l'apparition d'un problème et l'entretien courant, facilité dans les espaces intermédiaires1 des matériaux fragiles bois et isolants font que la durée de vie est grandement augmentée. il en est de même des menuiseries bois de l'enveloppe intérieure qui débarrassée des joints périssables et abritées des intempéries retrouvent une très grande longévité avec un entretien minimum.

Enfin la possibilité d'adaptation et de modification permanente des caractéristiques sont un avantage supplémentaire.

Tous ces points forts apportent à toute construction suivant l'invention une longévité exceptionnelle.

La conception apporte une grande amélioration dans le mode de vie des habitants,toutes les circulations entre le volume habitable et les dépendances sont protégées l'hiver; ils bénéficient d'une augmentation importante des surfaces et du volume global dont les fonctions et l'aménagement sont déterminées par l'occupant. La diversité des espaces intermédiaires, la richesse des matériaux visibles en parement et la souplesse volumétrique de la double enveloppe apporte une amélioration architecturale. Enfin les possibilités d'articulation et d'éloignement des volumes habitables par les espaces annexes liés à la pos sibilité d'orientations différentes de Sud apportent de nouvelles perspectives urbanistiques et une amélioration du cadre de vie par le rôle social de ces nouveaux espaces annexes.

Sur le plan financier le système est dès plus intéressant puisque le cot de construction est inférieur à un système à isolation extérieure de qualité et il offre en plus une très grande économie de chauffage et des espaces nou veaux. Le faible coût d'entretien et de rénovation apporte une plus-valu2 certain dans la commercialisation d'un tel habitat.

Pour conclure,la construction à double enveloppe suivant l'invention apporte un progrès certain par ses avantages sur le plan des économies d'énergie, sur le confort d'hiver et d'eté, sur les espaces nouveaux sur la fiabilité des techniques et sur le coût de revient global plus faible.

Ce nouveau système est donc très intéressant pour tous les utilisateurs et les décideurs dans les pays aux ressources énergétiques et financières limi tées.

D'autres caractéristiques de l'invention sont mises en évidence dans la description qui suit et les dessins annexés. Ces dessins et la description ne sont pas limitatifs et sont donnés à titre indicatifs.

Les figures 1 et 2 représentent un plan et une coupe schématiques de la morphologie d'une construction à double enveloppe.

Les figures 3 et 4 montrent l'organisation des espaces intermédiaires en fonction de l'ensoleillement hiver, des accès et des vues intérieures et le traitement différent des enveloppes intérieures et extérieures en fonction de l'orientation ou de la non orientation vers l'ensoleillement d'hiver.

La figure 5 explicite la morphologie de l'enveloppe intérieure en foncrion des orientation climatiques.

La figure 6 précise le percement et son organisation spaciale sur les enveloppes intérieures et extérieures et dans les espaces intermédiaires.

La figure 7 est une coupe verticale partielle dans une construction à double enveloppe centrée sur un espace intermédiaire non orienté vers l'enso- leillement d'hiver.

La figure 8 définit les principes fonctionnels et les systèmes constructifs de l'isolation mobile sur une façade orientée vers l'ensoleillement d'hiver précisant la dynamique de la façade et son adéquation entre le climat extérieur et le confort recherché dans le volume intérieur habitable obtenue par l'isolation mobile.

Les figures 9, 10, 11, 12, 13 précisent les choix constructifs sur l'isolation mobile en coupe horizontale et verticale et en axonométrie.

Les figures 14a et 14b précisent les choix constructifs pour lsobtention d'une perméabilité contrôlée des menuiseries, par des coupes dans l'encadrement
des menuiseries des deux enveloppes 4 et 5 séparées par les espaces 7.

Les figures 15a, 15b, 15c, 1Sd précisent les montages et la constitution des échangeurs de chaleur des parois verticales de l'enveloppe intérieure à l'aide de coupes horizontales partielles.

Les figures 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f précisent les montages et la constitution des échangeurs de chaleur des dalles hautes basses et intermé- diaires de l'enveloppe intérieure en utilisant des coupes verticales partielles.

La silure 17 est une coupe verticale dans une dalle intermédiaire lourde possédant un échangeur de chaleur.

La figure 18 est une coupe verticale dans un espace intermédiaire Ouest montrant L'echangeur de chaleur sur la paroi en maçonnerie de l'enveloppe in extérieure, l'isolation fixe est enlevée pour la clarté de la lecture.

Les figures 19 et 20 sont des coupes verticales Nord-Sud d'une construction à double enveloppe précisant le couplage des échangeurs de chaleur avec la façade captante pour l'obtention d'une thermocirculation naturelle d'hiver et d'été tout autour du volume habitable et dans l'enveloppe intérieure. La figure 19 est réalise dans une partie pleine du mur intérieur Sud, la figure 20 est réalisée dans une partie vitrée Sud de l'enveloppe interieure.

Les figures 21 et 22 sont deux coupes verticales Nord-Sud d'une construction à double enveloppe précisant le couplage des échangeurs de chaleur de l'en- veloppe intérieure avec la façade captante en vue de l'obtention d'une thermocirculation forcée d'hiver et d'été sur toute l'enveloppe intérieure. La figure 21 est une coupe faite dans une partie pleine du mur interieur Sud, la figure 22 est une coupe faite dans une partie vitrée de l'enveloppe intérieure Sud.

On peut ainsi mieux comprendre la "double enveloppe" a partir de la figure 1 qui représente le plan schématique sans cloisonnement d'une habitation individuelle orientée Sud dans la direction de l'ensoleillement d'hiver 3 vers le bas de la feuille, en 2 la courbe enveloppe des vents froids Nord-Est pendant les mois d'hiver dont la fréquence moyenne en mars est de 34 % par exemple à St-Nazaire (Côte Sud de la Bretagne, Ouest de la France) ce qui représente des déperditions et des infiltrations d'air très importante pour une habitation classique à simple enveloppe, en 1 la courbe enveloppe des vents humides océaniques pendant les mois d'hiver dont la fréquence dépasse les 60 Z pour le même site pris en exemple, la totalité des vents secs et humides dépasse en fréquence 96 Z en hiver sur la Côte Sud de la Bretagne à 3 h de l'après~midi dont les deux tiers sont des vents moyens ou forts. Le couplage vent, pluie, soleil représente une agression très forte de l'enveloppe et réduit fortement la fiabilité et la perennité d'une enveloppe simple isolée par l'extérieur.

Dans le cas de l'invention, une première enveloppe dite "enveloppe extérieure" 4 est une enceinte close respirante, elle reçoit le choc climatique vent, pluie, soleil, neige, cette enveloppe extérieure 4 entoure une deuxième "enveloppe intérieure" 5 respirante fermée qui elle-meme englobe le volume intérieur habitable 6 dont on ne précise pas le cloisonnementJdans l'espace situé entre l'enveloppe extérieure 4 et l'enveloppe intérieure 5 se regroupent des espaces dit "espaces intermédiaires" 7 dont les dimensions intérieures permettent toujours un accès aisé à l'occupant pour une utilisation diverse. L'ensemble 4,5,7 constitue la "double enveloppe".

La figure 2 est une coupe verticale Nord-Sud dans une construction à doublt enveloppe orienté Sud vers l'ensoleillement d'hiver 39 l'enveloppe extérieure 4 est une enceinte close respirante qui englobe, les espaces intermédiaires 7, l'enveloppe intérieure 5, la double enveloppe 4,5,7, englobe le volume intérieur habitable 6.

Sur les figures 1 et 2, l'enveloppe extérieure 4 apporte un confort diurne reduit et intermittant dans les espaces intermédiaires 7, l'ensemble de la double enveloppe 4,5,7 procure un confort de qualité dans l'espace intérieur habitable6.

L'enveloppe intérieure 5, comprend elle-même trois parties du côté des espaces intermédiaires 7, un isolant fixe 9 ou mobile 8, du côté du volume habitable 6, une paroi en maçonnerie lourde 10 et situé entre les deux ou incorporé à la maçonnerie 10, un échangeur de chaleur Il sur toute la surface de l'enveloppe intérieure 5 non orientée vers l'ensoleillement d'hiver on insuffle l'air chaud capté dans les serres 7a ou dans des capteurs à air extérieur, dans l'échangeur de chaleur qui réchauffe l'ensemble de la surface 10 maçonnée de l'enveloppe intérieure 5 qui rayonne à basse température vers le volume habitable intérieur 6, l'été le système peut être utilisée pour augmenter la fraîcheur in térieurQ. L'épaisseur des isolants fixes 9 ou mobiles 8 n'est pas limitée par la tenue mécanique due aux charges et surcharges diverses.

Les figures 3 et 4 montrent le traitement différent de l'enveloppe extérieure 4 et de l'enveloppe intérieure 5 suivant l'orientation climatique. Dans la direction de l'ensoleillement d'hiver 3, l'enveloppe extérieure est vitrée 4a et laisse pénétrer l'ensoleillement d'hiver dans les espaces intermédiaires 7b
Est et Ouest tournés vers l'ensoleillement d'hiver et 7a orienté au Sud. Dans les autres orientations l'enveloppe extérieure 4 est vitrée 4a pour un accès 49 ou pour une vue intérieure 60b non orienté vers l'ensoleillement d'hiver 3.

L'enveloppe intérieure 5 est partiellement vitrée 5a dans la direction de l'en- soleillement d'hiver 3, pour une vue 60b ou éventuellement l'accès 49. Le soleil d'hiver 3 pénètre donc largement dans le volume habitable 6 à travers l'enveloppe extérieure 4a et 1'enveloppe intérieure 5a. Dans les autres directions l'enveloppe extérieure est opaque pour les murs 4b et la toiture 4c, il en est de même de l'enveloppe intérieure 5b. Dans les directions non oienées vers l'ensoleillement d'hiver 3, se regroupent les espaces intermédiaires 7c dont l'enveloppe extérieure est opaque principalement 4b et les espaces 7'dont ltenveloppe extérieure est principalement vitrée 4a.L'enveloppe extérieure opaque 4b est réalisée pré férentiellement en matériaux alvéolaires semi-isolantset respirants, elle apporte un confort .noyez diurne dans les espaces 7b ou pénètre l'ensoleillement 3. Dans tous les espaces intermédiaires 7, 7a, 7b, 7c, 7' coupes de la convection duenu vent, des infiltrations d'air, de l'humidité, la tenaperature est superieure à la température extérieure ce qui réduit les déperditions et améliore le bilan thermique.

Les deux enveloppes 4 et 5 reposent sur le sol 42 préférentiellement par un soubassement continu 43 reposant sur des fondations extérieures 46 et intérieures 46', un drainage éventuel 13 assure un sol sec 47 sous les espaces intermédiaires et 47' sous l'espace intérieur habitable.

Un sol en terre compactée 32 sépare la dalle basse du rez-de-chaussée 10d du sol 47' complété éventuellement par un drain surfacique horizontal 40, un changeur de chaleur 11c traverse le sol en terre compactée 32. Dans la coupe verticale de la figure 4 un balcon 71 correspondant au ler étage est situé dans l'espace intermédiaire 7a, dans les espaces intermédiaires 7c et 7d, l'enveloppe intérieure opaque 5b comprend l'isolant fixe 9, le mur maçonné 10, l'échangeur de chaleur 11, l'enveloppe intérieure 5a comprend l'isolation mobile 8, le mur maçonné lourd 10 dans lequel se regroupe le percement principal 50.

La figure 5 précise encore le traitement différent dans la réalisation de l'enveloppe intérieure 5 suivant l'orientation. Dans la direction du soleil d'hiver 3 l'enveloppe intérieure 5a est réalisé par une alternance de murs pleins 53 et de partie vitrée 54, l'isolation mobile 8a devant les baies vitrées 54 et 8b devant les murs pleins 53, dans les autres directions non ensoleillées l'hiver, l'enveloppe intérieure 5b comprend l'isolation 9, le mur maçonné intérieur 10 et l'échangeur de chaleur 11.

La figure 6 caractérise les dispositifs de percement sur l'enveloppe in térieure 5, 5a, 5b, sur l'enveloppe extérieure 4, 4a, 4b et dans les espaces intermédiaires 7, 7a, 7b, 7c, 7'. Le percement principal 50 est regroupé dans la direction du soleil hiver 3, il est clos par des baies fixes ou mobiles 50a et permet des vues 60a à partir du volume intérieur 6 et à travers l'espace intermédiaire 7a et l'enveloppe extérieure vitrée 4a.Pour des vues dans des orientations différentes 60b, une porte vitrée 50b est couplée avec un volet isotherme 50:b articulé dans l'espace intermédiaire 7', quand le volet isotherme 50'b ëst ou- vert la vue 60b se fait à travers la porte vitrée 50b et l'enveloppe extérieure vitrée 4a ; la nuit la fermeture du volet isotherme 50'b assure la continuité de de l'isolation 9. La porte vitrée 50b assure un accès vers-l'extérieur à travers l'espace intermédiaire 7' et la porte extérieure vitrée 50'. L'accès à partir du volume intérieur habitable 6 vers les annexes 7b ou 7c est réalisé par des portes isothermes 50c. La circulation à l'intérieur des espaces intermédiaires se fait par des portes intérieures 50d.Un cloisonnement fixe ou mobile 58 separe les espaces intermédiaires 7a et 7D. L'ensemble du percement 50, 50a, 50b, 50'b, 50c, 50d, 511,50, 51 assure des circulations internes à l'abri des intemperies dans les espaces intermédiaires 7 à partir du volume habitable 6.

Le percement sur l'enveloppe extérieure 4, 4a, 4b est réalisé par des portes vitrées ou non 50' et par des fenêtres 48, enfin l'accès principal 49 se fait à travers une porte 51' sur l'enveloppe extérieure 4 puis après la traversée de l'espace intermédiaire 7' à travers la porte 51 couplée à un volet isotherme 50'b. L'ensemble des portes et des baies vitrées 50a, 50b et 51 permet les vues générales 60 vers les espaces extérieures à partir du volume intérieur habitable 6
Les dimensions des espaces intermédiaires 7'et 7a ont des espaces 7 en général seront toujours suffisantes pour que les portes 50', 51' de l'enveloppe exté
rieure 4, 4a, et celles 50a, 50b, 50c, 51 situées sur l'enveloppe intérieure 5,
5a, 5b puissent être manoeuvrées séparemment.En été, ltenveloppe extérieure 4,
4a, 4b, 4c reçoit un flux solaire très important, la ventilation des espaces in
termédiaires 7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7' par les ouvertures 50', 51', 48, 50d élimine
cet apport thermique vers l'extérieur, de plus l'ombre portée des surfaces 4b,
-'c, 71, maintient la majeure partie de la surface de l'enveloppe intérieure à
l'ombre, il en est de même des murs pleins 53 protégés par l'isolation 8b, les
meilleures conditions de milieu protégé sont réunies pour que l'enveloppe inté
rieure 5 apporte un confort de qualité dans le volume habitable 6. On réalise
ainsi un habitat naturellement frais en été qu'on pourra encore améliorer en u-
tilisant la nuit l'échangeur de chaleur 11.

Dans les espaces intermédiaires 7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7' aménageables éven
tuellement ultérieurement, se regroupent toutes les fonctions qui n'existent pas
ou sont très réduites dans une construction à simple enveloppe et qui ont été dé
crites précédemment. On les organise vers le soleil d'hiver 3 dans le cas de ser
res ou de lieux d'activité 7b et dans les autres directions pour les annexes 7c
et les sas d'entrée 7'. Les espaces 7c et 7t servent alors de tampon thermique
pour le volume intérieur habitable 6 mais aussi pour les espaces intermédiaires d'activite7b.

Comme l'indiquent les figures 1, 2, 3, 4, 5, 6, l'enveloppe intérieure 5
est situee dans un milieu sec à l'abri des intermpéries 1 et 2 et de convections
importantes dans les espaces intermédiaires 7, on utilise pour sa réalisation
des materiaux très perméables à la vapeur d'eau sans risque d'humidification ou
d'infiltration que ce soit pour les isolants 9 ou la maçonnerie 10.

La figure 7 représente une coupe verticale partielle Est-Ouest dans une
construction à double enveloppe centrée sur les espaces intermédiaires Ouest 7c, 7b, 7d et le volume habitable 6 adjacent. L'enveloppe exterieure 4 s'appuie sur la
fondation 46, le mur de soubassement plein 43, la paroi verticale 4b est réalisée
en maçonnerie alvéolaire semi-isolante, la toiture 4c s'appuie sur un support
charpente 52 directement accessible à partir des espaces 7b, 7c, 7d pour un con
trolle direct ou un entretien. Ces espaces intermédiaires 7b, 7c et de toiture
7d sont directement orientés vers les intempéries : vent, pluie (voir 1, 2 figure
I) et vers le soleil d'été.La toiture 7c éloigne l'eau de pluie de l'espace ha
bitable 6 et intermédaire 7, elle est canalisée et évacuée en 61, un drain 13
éventuel ceinture l'enveloppe extérieure 4 et abaisse la nappe phréatique complé
te par un drain surfacique horizontal 40. Cette enveloppe 4, 4b, 4c et le sol 47
des espaces intermediaires ont une grande perméabilité à la vapeur d'eau 29 et
maintiennent en hiver un air calme dans l'ensemble des espaces 7, 7b, 7c, 7d.

L'été l'ensemble des dispositifs de ventilation 50', 48 Sud evacue le flux ther mique solaire arrivant sur 4, 4a, b, 4c, 4d par la ventilation des espaces intermédiaires 7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7 (voir figure 6).

L'enveloppe intérieure 5b se situe dans un milieu d'air calme et permet l'emploi pour sa réalisation de matériaux très perméable à la vapeur d'eau 29 ce qui assure une respiration totale des deux enveloppes et élimine toute humidification possible des parois au niveau des isolants 9 ou de la maçonnerie 10.Dans sa partie enterrée 47, 47' l'enveloppe intérieure S se compose, d'une fondation 46' d'un mur de soubassement en maçonnerie pleine 43 et d'un isolant rigide 9c du côté extérieur, dans la partie supérieure verticale, un mur intérieur en ma çonnerie pleine 1Oa du côté habitable 6, d'un isolant 9a du côté des espaces intermédiaires 7b, 7c et d'un échangeur de chaleur 1la, inséré entre le mur 10a et l'isolant 9a, et alimenté par un répartiteur 38b de flux de chaleur 69b, le retour du circuit se faisant par le collecteur 70.L'enveloppe intérieure 5b située sous l'espace intermédiaire 7d se compose d'une dalle pleine en maçonnerie 10b, d'un côté du volume habitable 6, d'un isolant 9b du côté de l'espace intermediair sous toiture 7'd et d'un échangeur de chaleur 11a situé entre l'isolant 9b et la dalle lOb. Au niveau du sol du rez-de-chaussée, une dalle maçonnée 10d repose sur un sol en terre compactée 32 dans lequel est posé un échangeur de chaleur lic, ré alisé par des conduits perforés 24' de type drain dans lequel circule un air chan 23 ou 23' en hiver au frais en été.

Entre le rez-de-chaussee et l'étage une dalle intermédiaire 10c en maçon- nerie de béton armé et corps creux reçoit un échangeur de chaleur 11h dans les vides de la dalle.

Les liaisons entre les surfaces horizontales lOa, 10b, 10c ou 10d et verticales lOb de la maçonnerie se font par des chaînages 10f, le volume habitable 6 est donc enfermé dans une enveloppe intérieure lourde maçonnée 10 qui rayonne 65 sa chaleur l'hiver ou sa fraîcheur l'été vers le volume habitable 6.

Cette enveloppe intérieure maçonnée lourde 10 et respirante 29 est isolée par l'extérieur par des isolants verticaux 9c, 9a et horizontaux 9b qui se rejoignent sur une continuité de ceinture 9d étanche à l'air qui supprime tout pont thermique.

La figure 8 est un tableau composé d'un ensemble de dix-huit figures élémentaires expliquant le fonctionnement dynamique de la surface 5a de l'enveloppe intérieure (voir figure 5) en réponse à la dynamique du climat. Ce tableau est constitué de six lignes 14, 15, 16, 17, 18, ]9 et trois colonnes 20, 21, 22, chaque figure élémentaire est repérée par son numéro de ligne et de colonne ; la figure 8-16-21 appartient à la ligne 16 et la colonne 21.

La ligne 14 regroupe trois figures 8-14-20, 8-14-21, 3-14-22, constituées de deux coupes verticales chacunes faites l'une sur la partie pleine 53 du mur de l'enveloppe intérieure 5a et l'autre sur la partie vitrée 54 de cette même surface de l'enveloppe intérieure 5a située entre l'espace intermédiaire 7a et l'es- pace habitable 6.

La figure 8-14-20 précise le montage d'isolant mobile articulé horizontalement 8' pour toutes les figures de la colonne 20. La figure 18-14-21 précise le montage d'isolant mobile articulé verticalement 8" pour toutes les figures de la colonne 21, enfin la figure 18-14-22 précise l'emploi d'isolants mobiles aut.es 8"' pouvant être totalement indépendants et déplaçables pour rangement dans un espace intermédiaire 7 différent.

Les 15 figures des lignes 15 à 19 sont des coupes horizontales dans l'enveloppe intérieure 5a tournée vers le soleil d'hiver 3 formée dune alternance de maçonnerie pleine 53,10 et de baies vitrées fixes ou mobiles 54 devant lesquels sont disposés des panneaux isolants mobiles 8b devant les parties pleines et 8a devant les surfaces vitrées, ces panneaux se positionnent sur un support charpenté 62 (voir figure 8-15-21 et 8-15-22). Ces murs pleins 53,10 et les baies vitrees 54 de l'enveloppe intérieure 5a (voir figure 5) se situent entre le volume habitable 6 et l'espace intermédiaire 7a de type serre tourné vers le soleil d'hiver 3.

La ne 15 représente une journée ensoleillée d'hiver, la façade est entièrement captante, l'isolant mobile 8'a, 8'b est relevé (figure 8-15-20), l'iso lanc mobile 8" est ouvert (figure 8-15-21), l'isolant mobile déplaçable 8"' est enlevé sur toute la façade et laisse le support charpenté apparent (voir figure 8-15-22).

La Ligne 16 represente une journée pluvieuse d'hiver 7'isolation 8'b, 8"b, 8"'b est maintenu devant le mur 53, elle est enlevée devant les baies vitrées 54 (figures 8-16-20, 8-16-21, 8-16-22).

La ligne 17, figures 8-17-20, 8-17-21, 8-17-22, représente une nuit d'hiver, tous les panneaux isolants 8', 8", 8'X' sont disposés devant les murs 53 et les baies vitrées 54 assurant une isolation continue.

La ligne 18, figure 8-]8-20, 8-18-21, 8-18-22, représente une journée d'étoc ensoleillée, les murs 53 sont isolés 8b, les baies vitrées 54 non pas d'i- solant.

La ligne 19, figures 8-19-20, 8-19-21, 8-19-22, représente une nuit d'été
Les isolants mobiles 8'a sont disposés devant les baies 54, les murs 53 non isoles rayonne vers l'extérieur ; à la figure 8-19-21, tous les isolants 8" sont enlevés, à la figure 8-19-22, seuls les isolants 8"'a sont posés devant les baies vitrées 54.

L'ensemble de ces dispositifs assure une adéquation entre la dynamique climatique et la dynamique de l'enveloppe et apporte confort et économie d'énergie en hiver et en été.

La figure 9 précise le dispositif d'isolation mobile 8' dont le fonctionnement est assuré par une articulation horizontale.

La figure 10 précise un dispositif d'isolation mobile articulé verticalement 8".

La figure 11 représente deux coupes dans un isolant mobile 8 constitué de panneaux isolant rigides recevant un revêtement 8d et éventuellement un encadrement rigide 8c, sur une face le revêtement 8d' peut être rayonnant pour les infra-rouges. Ces panneaux peuvent s'articuler horizontalement 8' (voir figure 9) ou verticalement 8" (voir figure 10) ou être indépendants et déplaçables 8"' pour rangement dans un espace intermédiaire annexe 7.

La figure 12 est une coupe horizontale dans une porte vitrée 50a, 50b ou 5 située entre l'intérieur habitable 6 et un espace intermédiaire 7. Cette porte reçoit une double vitre 28. Elle est montée dans un mur plein 10a et à travers l'isolation fixe verticale 9a, l'échangeur de chaleur lia est réalisé par écartement de l'isolant 9a du mur 10a à l'aide ici d'un système écarteur charpenté 30
Un film respirant réflecteur 55 du rayonnement grande longueur d'onde est fixé contre l'isolant, du côté de l'espace intermédiaire 7, une protection démontable 56 permet le contrôle de l'isolant. Dans l'échangeur de chaleur lia circule l'air chaud 23, 23' l'hiver au frais l'été. Les nuits d'hiver, un volet isotherme 50'b, dont l'âme 25 est un isolant rigide, assure une continuité de l'isolation au niveau de la porte.

La figure 13 est identique à la figure 12 à l'exception de la porte 50c qui est opaque et donc l'amie est un isolant rigide 25, cette porte en position fermée assure la continuité de l'isolation 9a.

Les figures (14a et 14b) précisent le dispositif de renouvellement de l'air du volume habitable. La très grande perméabilité à la vapeur d'eau des enveloppes 4 et 5 élimine toute humides dans les parois et tout risque de moisissures ce qui réduit le taux de renouvellement de l'air uniquement pour la respiration des occupants. Ce renouvellement de l'air se fait par une perméabilité contrôlée au niveau des- couples des ouvertures 50' ou Si' sur l'enveloppe est couplé à une ouverture 50a, 50b, 50c, 51 exécutée dans l'enveloppe intérieure 5, les deux ouvertures étant séparées par un espace Intermédiaire 7 servant de sas d décompression. La perméabilité réduite et contrôlée est assurée par ltexistance sur chaque porte d'une chambre de décompression 45 executée sur l'ouvrant 44b et le dormant 44a des portes extérieures 50', 51' et des portes Intérieures 50a, 50b, 50c, 51 et des volets isothermes SO'b.L'air extérieur se détend dans une chambre 45 d'une porte extérieure 50' ou 51' puis subit une deuxième détente plus importante dans le sas de décompression qu'est l'espace intermédiaire 7, la pression très réduite sur les profils 44a et 44b d'une porte intérieure 50a, 50b, 50e 51 et la traversée de la deuxième chambre de décompression 45 assure un renouvel
lement d'air très réduit et permettant pour le volume habitable en hiver sans
avoir recours à une ventilation mécanique contrôlée et à des joints d'étanchéité
déformables et perrissables pour les menuiseries.

La figure 15 regroupe quatre figures partielles 15a, 15b, 15c7 15d qui
sont des coupes horizontales partielles dans l'enveloppe intérieure opaque 5b
situé entre l'espace habitable 6 et intermédiaire 7. L'air chaud 23 ou plus frais
23' circule dans l'échangeur lia et transmet la chaleur à la maçonnerie 10a qui
chauffe le volume habitable 6 par rayonnement basse température 65. L'isolant 9,
9' peut éventuellement recevoir un film respirant rayonnant les infra-rouges 55
et une protection mécanique demontable 56. Sur la figure 15aa l'échangeur lia
est réalisé par un écarteur 30 charpenté fixé au mur 10, la fixation 57 démon
table de l'isolation se fait dans l'écarteur.Sur la figure 15b, le système d'é
carteur 30 est identique au précédent mais l'isolation est renforcée 9' utilisant
toujours une fixation mécanique démontable 57. Cette épaisseur renforcée peut
entre fixée à la construction ou après pour augmenter la résistance thermique de
l'enveloppe 5b ou encore localement sur l'enveloppe 5b pour corriger un diffé
rentiel de température entre deux pièces. Sur la figure 15c l'écarteur 30' est
incorporé à l'isolant 9, enfin sur la figure 15d l'écarteur 30" est constitué par
des plots isolés.

La figure 16 comprend six figures élémentaires : 16a, 16b, 16c, 16d, 16e,
l6f, qui représentent des coupes verticales partielles sur des échangeurs 11 ré-
alises dans des dalles maçonnées. Les figures 16a et 16b, sont des coupes dans
une dalle situé entre un espace intermédiaire sous toiture 7d et espace habi
table 6, sur la dalle pleine lOb est posé en ensemble d'écarteur charpenté 30 sur
lesquels se pose l'isolant 9b et éventuellement un parquet démontable 64 grâce
à une fixation adaptée 57, un film rayonnant 55 est posé sur la face intérieure
de l'isolant 9b.Le vide créé par l'écarteur 30 constitue l'échangeur de chaleur
lia dans lequel circule en hiver un air plus ou moins chaud 23, 23' qui réchauffe
la dalle lOb, à son tour cette dalle 10b réchauffe le volume habitable 6 par
rayonnerilent 65. L'été on climatise l'enveloppe 10b par de l'air frais. Sur la
figure ]6b i'échangeur de chaleur 11h est intégré dans les éléments creux des
dalles maçonnees 10b, l'isolant 9b repose alors directement sur la dalle 10b avec
eventuellement un film rayonnant intermédiaire 55.

Les figures 16c et 16d sont des coupes verticales sur une dalle pleine in
termédiaire entre deux niveau habitables 6 inférieur et supérieur. Dans la figure
16c, l'échangeur de chaleur 11e utilise les vides créés par l'écarteur 30 de type lambourdes charpentées supportant un plancher 65. Dans la figure 16d l'échangeur
lld utilise les vides créés par un support écàrteur 30" d'un faux plafond 63. Ces
deux montages sont à utiliser préférentiellement pour la réhabilitation de cons truction anciennes.

Les figures 16e et 16f sont des coupes sur une dalle de rez-de-chaussée.

La figure 16e définit un plancher maçonné îOc utilisant des corps creux dont les vides constituent l'échangeur de chaleur 11b; la figure 16f définit une dalle pleine maçonnée lOd recevant un revêtement éventuel 31, s'appuyant sur une terre compactée 32 dans lequel est incorporée des conduits perforés 24 de type drain, ces conduits constituent l'échangeur de chaleur 11c de la dalle basse dans lesquels circule un air plus ou moins chaud 23, 23'.

La figure 17 représente la coupe d'un plancher en béton armé et corps creux 10c avec échangeur llb incorporé dans les vides des corps creux. Cette dalle 10c se situe entre deux niveaux habitables 6 d'un immeuble à double enveloppe comprenant deux espaces intermédiaires, 7a du côté de l'ensoleillement d'hiver 3 clos par l'enveloppe extérieure 7a et formant serrre 37, et 7 de l'autre côté. La dalle Oc prend appui sur un mur plein 53 du côté du soleil 3 et un mur plein 10e opposé au soleil d'hiver 3.L'air chaud 23 est capté dans la serre 37 par un ventilateur 39 qui l'insuffle dans un répartiteur 38 situé sous un balcon 71, le répartiteur envoie l'air chaud dans le tuyau 24 noyé dans le chaînage 10f, il débouche alors dans les vides des corps creux qui constituent l'échangeur de chaleur 11b, l'air chaud 23 traverse alors le chaînage 10f intérieur pour déboucher dans la deuxième partie de la dalle 10c dont les vides constituent un deuxième échangeur 11b, I'air chaud 23 traverse enfin le chaînage 10f du mur 10e opposé au soleil d'hiver par un conduit 24 à la sortie duquel, il rencontre un flux d'air chaud descendant 23 qui ltentraine dans un flux général de thermocirculation 68 dans l'échangeur vertical Ila situé entre l'isolant 9,9' et le mur 10,10e.

la dalle lOt rayonne alors 65 vers les deux volumes habitables 6 la chaleur en hiver ou la fraîcheur en été.

La figure 18 est une coupe verticale Nord-Sud dans un espace intermédiaire 7 Ouest, les espaces intermédiaires 7 situés en arrière du plan de coupe entoure le volume habitable. L'isolation fixe 9 est enlevée pour montrer l'échangeur de chaleur île réalisé par des écarteurs 30 charpentes fixes sur le mur 10a dans lequel est ouvert une porte 50c. Le flux d'air chaud 69b provenant de la serre 37 situé du côté du soleil d'hiver 3 arrive par le conduit 35 traverse le répartiteur 38b qui insuffle un air chaud 23 dans l'échangeur lia, cet air libère de la chaleur au mur lova puis débouche plus frais 23' dans un collecteur 70 qui le renvoie dans le bas de la serre 37 par le conduit 36. rn système identique existe sur la façade Ouest non orientée vers l'ensoleillement d'hiver
Les figures 19 et 20 sont deux coupes verticales Nord-Sud dans une construction à double enveloppe 4, 5, 7 entourant un volume habitable intérieur 6.

Les espaces intermédiaires 7c au Nord, 7d sous toiture et 7a au Sud de type serre 37 englobe l'enveloppe intérieure 5. Dans la figure 19, le plan de coupe passe par un trumeau plein 53 du côté serre alors que ie plan de coupe dans la figure 20 passe par les baies vitrées fixes ou mobiles 54 situées entre l'espace habitable 6 et intermédiaire 7a dans une construction où les échangeurs Il sont dif- férement constitués. Sur la figure 19, une vitre 34 est posée dans la serre 37 devant le mur 53 créant une lame d'air chaud 26 pendant l'ensoleillement 3 d'hiver.

Ce système constitue un capteur à air 67b à l'intérieur duquel s'amorce une ther mocirculation naturelle 66a, l'ouverture manuelle ou non du volet 41 permet à l'air chaud 26 de pénétrer dans l'échangeur de chaleur llb incorporé à la dalle haute 10b, il traverse cette dalle redescend 66a entre le mur Nord 10e et l'isolant 9a et revient 66b dans l'échangeur 11h de la dalle basse 10d, l'air chaud ayant libéré de la chaleur revient plus frais 23' pour pénétrer à nouveau dans le bas de capteur 67b. Pendant le fonctionnement l'isolant 8'b est relevé. Les nuits le volet 41 est fermé, l'isolant 8b' est abaissé devant le mur 53.

L'été l'isolant 8'b reste devant le mur 53 pendant la journée et le volet 41 est fermé. La nuit, l'isolant 8'b est relevé et le volet 41 est ouvert, le mur 53 rayonne alors vers la serre 37, la lame d'air se refroidit, il se crée alors une thermocrculation en sens inverse 66a opposee à la premiere 66b. Cette thermocirculation naturelle refroidit l'enveloppe de l'habitation.

Sur la figure 20, une vitre 34 est disposée à quelques centimètres en avant de la baie vitrée 54, dans la lame d'air ainsi créée est déplié un store à lames orientables 27 dont la face tournée vers l'ensoleillement d'hiver est absorbante, cet ensemble constitue un capteur solaire à air 67a dans lequel se cree une thermocirculation naturelle 66a d'air chaud qui s'élève, l'ouverture du volet 41 conduit la lame d'air chaud 26 dans l'échangeur lia situé entre la dalle haute 1Ob et l'isolant 9h, il traverse cet échangeur 66a puis redescend 66a entre le mur Nord 10e et l' soldant 9a dans l'échangeur Ila et revient dans l'échangeur lic incorporé au sol 32, sous la dalle basse 10d dans le sens 66a, l'air a alors libéré une partie de sa chaleur et arrive plus frais 23' dans le bas du capteur à air 67a ou la thermocirculation se poursuit pendant la durée de l'ensoleille ment. Les possibilités variés de réglage du store 27 accélère ou non la thermocirculation et parallèlement entraine une plus ou moins grande pénétration de l'ensoleillement d'hiver 3 dans le volume habitable.

Comme dans le cas précédent l'isolant 8'a eGt relevé pendant lsensoleil- lement d'hiver. En dehors de l'ensoleillement d'hiver le volet 41 est fermé et la nuit l'isolant 8'a est abaissé devant-la vitre. L'été pendant la journee l'isolant est relevé, le volet 41 est fermé et le store abaissé 27 laisse pénetrer une lumière réduite, la nuit le store abaissé couplé avec l'ouverture du volet 41 rayonne vers l'extérieur ce qui crée une thermocirculation d'air frais en sens inverse 66b qui refroidit l'enveloppe intérieure 5.

Les figures 21 et 22 sont deux coupes verticales Nord-Sud identiques aux figures 19 et 20 mais caractérisant cette fois une thermocirculation forcée 68 dans les échangeurs,de chaleur 11 de l'enveloppe 5. Sur la figure 21, le plan de coupe passe par un mur plein 53 situé entre la serre 37 et l'habitation 6, dans le figure 22 le plan de coupe passe par une baie vitrée 54 et les échangeurs horizontaux 11 sont différents.En hiver, pendant l'ensoleillement, l'isolant mobile 8'a et 8'b devant la baie 54 et le mur 53 est relevé dans le haut de la serre 37, l'air chaud s'élève dans la serre 37, il est capté par un ventilateur 39 qui envoie un flux principal 69a dans le répartiteur 38a et deux flux secondaires 69b, un Est et un Ouest, dans les conduits 35 qui alimente les échangeurs
Est et Ouest (voir figure 18), le flux principal 69a pénètre dans l'échangeur 11a situé entre la dalle haute lOb et l'isolant 9b pour la figure 21, ce flux crée une thermocirculation forcée 68 qui rejoint l'échangeur lia situé entre le mur
Nord 10e et l'isolant 9a, elle descend 68 et rejoint l'échangeur 11e situé sous la dalle basse 10d pour déboucher plus frais 23' dans le bas de la serre avec le retour 23' des échangeurs Est et Ouest par les conduits 36 (voir figure 18).

Sur la figure 22, dont la coupe verticale passe par une baie vitrée 54, la thermocirculation 68 exécute une boucle identique à celle de la figure 21 mais elle traverse la dalle supérieure 10b à l'intérieur dans l'échangeur 11h et revient dans la dalle inférieure 10d en la traversant aussi à I1 intérieur par l'é- changeur 11b.

La thermocirculation 68 d'air chaud 23 pendant l'hiver, réchauffe les dalles 10b, 10d, le sol 32 et le mur Nord 10e, le mur 53 est chauffée directement par l'ensoleillement 3, le volume intérieur habitable 6 est donc entièrement en globé par la partie maçonnée lourde 10 de l'enveloppe intérieure qui réchauffe par rayonnement 65 le volume habitable. La nuit l'isolant 8'b et 8'a est abaissé.

Pendant les nuits d'été, l'isolant 8'b est relevé, le mur 53 et le sol de la serre 37 rayonne vers le ciel, leur température baisse ainsi que l'air dans la serre 37, on peut alors faire fonctionner la thermocirculation 68 avec cet air frais et refroidir si besoin est l'enveloppe intérieure lourde 10 pour rafraîchir le volume habitable 6.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes d'éxécution ci-dessu décrits et représentés pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre des revendications annexées.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS

   1- Construction, notamment pour habitation caractérisée en ce qu'elle comporte deux enveloppes concentrique (4-5) fermées, constituées par une enveloppe extérieure (4) et une enveloppe interieure (5), de formes éventuellement différentes et reposant sur le sol (47,47') par une liaison préférentiellement continue (43), Ces deux enveloppes (4-5) sont séparées par des espaces intermédiaires (7) verticalement et horizontalement ; l'enveloppe intérieure (5) englobe totalement le volume habitable (6) constitué au moins d'une cellule d'habitation, l'en- semble formé par, l'enveloppe extérieure (4), les espaces intermédiaires (7) et l'enveloppe intérieure (5) étant appelé "double enveloppe".
2. 2-- Construction, selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'en- veloppe extérieure (4) constitue une enceinte fermée très perméable à la vapeur d'eau, dont la morphologie générale éloigne le plus directement possible et par gravité les eaux pluviales du volume habitable (6) et des espaces extérieurs (7) pour être recueillies et évacuées sur la périphérie (61) de l'enveloppe extérieure (4), un drainage éventuel (13) pouvant être exécuté au niveau des fondations (46,46') assurant un sol sec (47,47') pour les espaces intermédiaires (7) et le volume habitable (6), de plus la perméabilité à l'air très réduite mais permanente notamment au niveau des toitures de l'enveloppe extérieure (4), protège des intempéries, les espaces intermédiaires (7), l'enveloppe intérieure (5) et le volume habitable (6), tout en coupant les infiltrations d'air dans les isolants (8 9j de l'enveloppe intérieure (5) grâce aux chambres de décompression que sont les espaces intermédiaires (7) et en assurant avec la perméabilité con trôlée des portes extérieures (50') une ventilation minimale et permanente des espaces extérieurs (7).
3. 3- Construction, selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisee par un traitement différent de l'enveloppe exterieure (4) en fonction des orientations et du type de semi-confort recherché dans chaque type d'espace intermédiaire (7a, 7b, 7c, 7d) en prévoyant d'une part des surfaces vitrées importantes (4a) de type serre dans la direction de l'ensoleillement d'hiver pour le captage des apports gratuits dans les espaces intermédiaires (7a) et le percement principal (50) de l'enveloppe intérieure (5a) apportant la lumière et la vue (6osa) dans le volume habitable (6) mais aussi dans d'autres directions comme pour une entrée (49) vitrage extérieur (4a) ou pour la vue et la lumière (60b) à travers la baie vitrée (50b), l'espace intermédiaire (7s) ferme par un vitrage de type serre (4a), enfin en surdimensionnant le vitrage des espaces intermédiaires (7h) et (7d) sur la surface de l'enveloppe extérieure (4) tournée vers le soleil d'hiver (4.) entrainant le réchauffement temporaire de ces espaces en hiver par effet de serre, d'autre part, en assurant l'opacité de l'enveloppe extérieure (7) sur sa surface (4bj non orientée vers l'ensoleillement d'hiver, cette opacité étant alors réalisée de préférence en maçonnerie utilisant des éléments creux semi-isolants ou en beis, elle maintient n hiver un confort moyen diurne et apporte en été une ombre portée sur la surface (55) de l'enveloppe extérieure (5), conjugée avec une ventilation des espaces extérieurs (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7') permise par les ouvertures (50') de l'enveloppe extérieure (4) et (50d ) dans les espaces extérieurs (7), le couplage de l'ombre portée et de la ventilation des espaces extérieurs (7) maintient l'enveloppe intérieure (5) dans un milieu excellent pour l'obtention d'un confort d'été de grande qualité dans le volume habitable (6).
4. 4- Construction, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les espaces intermédiaires (7) se subdivisent en trois catégories ; les espaces de transition ou d'accès de type serre active (7a) ou passive (7') suivant l'orientation, situes entre le percement principal (50) de l'envelop pe interieure et la surface vitrée (4e) de l'enveloppe extérieure (4) pour le premier type, les espaces d'activités diverses (7b) qui nécessitent un semi-confort temporaire diurne et les espaces annexes divers (7c), l'ensemble de ces espaces (7a, 7b, 7c) s'organisent en fonction de l'orientation géographique : les espaces (7a) et (7b) s'orientant prioritairement vers l'ensoleillement d'hiver (3) les espaces (7c) servant de tampons thermiques aux espaces (7b) et au volume habitable (6), un cloisonnement (58) étant prévu entre les espaces (7a) et (7b), y compris dans le cas où ces espaces intermédiaires (7) sont livrés bruts sans aménagement, ces espaces intermédiaires (7) étant de dimensions suffisantes pour que la circulation à partir d'un espace extérieur vers le volume habitable ou invar sement impose toujours l'ouverture non simultannées de deux portes (51' et(51') ou (50) et (50').
5. 5- Construction, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'enveloppe intérieure (5), très perméable à la vapeur d'eau, est constituée par trois parties

   - du côté du volume habitable (6), une maçonnerie pleine (10) englobe celui-ci verticalement (10a) jusqu'aux fondations (4Ó et horizontalement (10b) à l'exception du percement des ouvertures (50, 50a, 5Ob, 51), cette coque maçonnée lourde (10) rayonne à basse température (65) les apports gratuits sur tout ie volume habitable (6),

   - du côté des espaces Intermédiaires (7), une isolation fixe (9) ou mobile (8) qui en position fermée, enferme à l'intérieur et d'une manière continue, l'ensemble de la partie en maçonnerie pleine 10) de l'enveloppe intérieure (5),

   - enfin, un échangeur de chaleur à air (11), Inséré, soit entre la maçonnerie (10) et l'isolation (8-9), soit dans les vides des dalles (i lb) en béton, soit enfin dans le sol (11c); dans ces échangeurs à air circule un air chaud (23) provenant de serres (7a) ou de capteurs à air divers extérieurs à la constructrion ou partiellement intégrés.
6. 6- Construction, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée par un traitement différent de l'enveloppe intérieure (5) en fonction de l'orientation cardinale en réalisant

   - d'une part pour la surface verticale orientée vers l'ensoleillement d'hi- ver (5a) et entièrement située à l'intérieur de la serre Sud de espace intermédiaire (7a), une alternance de trumeaux pleins (53) en maçonnerie et de baies vitrées (54) fixes ou mobiles de surfaces sensiblement équilibrées constituant le percement principal (50) du volume intérieur habitable (6), recevant sur l'en- semble de la surface (5a) et du côté de l'espace intermédiaire (7a) une isolation mobile (8) formée de panneaux isolants rigides dont la surface est ajustée à chaque partie pleines (53) ou vitrée (54) formant panneaux isothermes mobiles (d23 devant les baies vitrées et (8b) devant les trumeaux pleins ; ces panneaux isothermes (8a) et (8b) peuvent etre manoeuvrés indépendamment les uns des autres dans la serre (7a) et permettant, soit l'isolation totale et continue de la fa d (Sa), soit l'absorption du rayonnement solaire par cette façade (5a) en enlevant: l'isolation (8), soi enfin l'isolation des parties pleines (53) seulement par les panneaus (3b) par temps couverts l'hiver ou très ensoleillé l'été,

   - d'autre part pour la surface verticale opaque (5b) de l'enveloppe inté- rieure (5), non orientée vers l'ensoleillement d'hiver, en montant du côté des espaces intermédiaires (7) un isolant fixe (9, 9a, 9b, 9c) très perméable à la vapeur d'eau recovant éventuellement un film réfléchissant (55) très respirant et une protection mécanique (56), qui englobe par l'extérieur et dans les espaces intermédiaires (7) l'ensemble de la partie en maçonnerie pleine (10) de l'enveloppe intérieure (5) avec une continuité (9d) dans la jonction des parties verticales (9a) et horizontales (9b), cet isolant descend dans le sol (9c) jusqu'à la fondation (46) en changeant éventuellement de nature, on augmente éven

   tuellement l'épaisseur de l'isolant (9') dans la direction des vents froids.

   d'autre part enfin en couplant aux portes vitrées (50b) de l'enveloppe intérieure (5) un volet isotherme (50b') dans l'âme duquel est incorporé un isotherm (50) de résistance thermique au moins égale à deux de telle sorte que pen dant les @uits d'hiver, la fermeture des volets isothermes (50b') et des portes (50@) ajoutée à la fermeture de tous les systèmes de l'isolation mobile (8a) et (8b) @r@orce une isolation continue et respirante de tout le volume habitable (6) et partie @ourde maçonnée (10) de l'enveloppe intérieure (59.

   ment pour les portes plaines (50c) de l'enveloppe intérieure (5) un isolant (21) de résistance thermique au moins égale à deux,

   d'autre part encore en incorporant dans l'âme ou en plaquant en pare
7. 7- Construction, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que pour la réalisation et le fonctionnement de l'isolation mobile (8, 8a, 8b) on emploie un type d'isolant rigide formant panneaux (8), recevant éventuellement un encadrement (8c) et un traitement réfléchissant (8d') sur le parement intérieur du côté du volume intérieur, ces panneaux isothermes sont préférentiellement articulés horizontalement (8') ou verticalement (8") ou encore déplacés vers une annexe (7), ces panneaux (8, 8a, 8b) se fixent préférentiellement sur la maçonnerie (10) de l'enveloppe intérieure (5a) par l'intermédiaire de supports charpentes (62) fixes, en position fermée l'ajustage des panneaux isothermes mobiles (8, 8a, 8b) sur les supports (62) assure une continuité de l'isolation et une absence d'infiltration d'air, l'ensemble des dispositifs de manoeuvre de l'isolation mobile (3) permet à la façade ensoleillée d'hiver (5a) d'être soit entièrement captante (15) en hiver avec l'isolation mobile (8) en tièrement enlevée, soit entièrement isolée 17) les nuits d'hiver, soit encore semi-isolée (16) et (18) en laissant seulement les baies vitrées (54) non isolees pendant le jour d'hiver sans soleil ou le our d'été ensoleillée, soit enfin partiellement ou entièrement rayonnante (19) les nuits d'été.
8. 8- Construction, selon l'une quelconque des revendication 1 à 7, caractérisée en ce que les échangeurs de chaleur 11) couvre préférentiellement la to talité, de la surface maçonnée (10) de l'enveloppe intérieure (5) de la surface du sol (32) du rez-de-chaussée de éventuellement des dalles intermédiaires (10c) existantes, ces échangeurs de chaleur (11) ont construits en réalisant

   - d'une part pour les parois verticales (10b) de la surface de l'enveloppe interieure (5b) située dans le:: espaces ib, 7c, 7') et pour les dalles plainer (10b) située sous les espaces 7d), uo cartement de quelques centimètres l'isolant (9) et de la maçonnerie (10) à l'aide d'un écarteur incorporé ponctuellement ou linéairement à l'isolant (30'), ou en utilisant des plots indépendant (30") mais préférentiellement par un système chevronné (30) fixé à la maçonnerie (10) qui créé au moins au vide d'air (11a) correspondant à toute une face de l'enveloppe intérieure (3@) @@imi@@ d'un côté par la caçonnerie (10) et de l'autre par l'isolant (9,9') très perméable à la vapeur d'eau et très faiblement perméable à l'air, dans lequel circule l'air chaud (25) prevenant des serres (7a) ou des capteurs à air, la chaleur est transférées à la maçonnerie (10) puis rayonnée à basse température (65) vers le volume habitable (6),

   - d'autre part pour les dalle en béton (10) utilisant des éléments creux portés par des poutrelles préfabriqué en assurant le couplage des vides axiatants (11b) des corps creux par des @er@uits (24) de dismètre approprié mis en réservation avant le coulage des chaînages (10f), l'air chaud (23) provenant des serres (7a) ou des capteurs à air et erla@t dans ces vides (11b) er échangeant la chaleur avec la dalle (10c) pour être ravonnée (65) par cette dalle (10c) vers

   le volume habitable (6),

   - d'aurre part encore en noyant dans le sol compacté (32) situé sous la dalle basse (31) des conduits perforés (24'), d'un diamètre et entraxe appropries, dans lesquels circulent l'air chaud (23), la chaleur est transférée au sol (32) puis à la dalle (31) et enfin rayonnée (65) dans le volume habitable (6),

   - d'autre part enfin, en utilisant ou en créant les vides échangeurs (lad) entre une dalle pleine (10c) et un faux plafond (63) ou les vides (île) entre une dalle pleine (10c) et un parquet (64), de telle sorte que l'ensemble des échangeurs (11) transfère la chaleur sur une surface maximale de la maçonnerie (10) de l'enveloppe intérieure (5), des dalles intermédiaires (10c) et du sol (32).
9. 9- Construction, selon l'une quelconque des revendication 1 à 8 caracté- risée par l'existance d'une thermocirculation naturelle d'hiver (66a) et d'été (66b) en réalisant

   - d'une part, après enlèvement de la totalité de l'isolation mobile (8a, 3b), un captuer à air (67b) constitue par un vitrage (34) fixe sur un support charpenté (69) à quelques centimètres du parement extérieur des murs (53) dont

   Te coefficient d'absorption est élevé, la vitre (34) fe support (62) et le mr

   (53) constituent une lame d'air (26) dans la partie supérieure de laquelle débouche l'échangeur (I la) ou (1 lb) de la dalle supérieure (lOb), et dans la partie inférieure de laquelle, débouche l'échangeur (1 le) ou (llb) de la dalle infé- rseure, on réalise un autre type de capteur à air (67a) en fixant à quelques centimètres en avant des baies vitrées fixes du percement (54) de la surface ensoleillée d'hiver (Sa) de l'enveloppe intérieure (5) et du côté des serres (7a) un vitrage (34) sur le support (62) fize au dormant de La haie (54), ce qui cree -ne lame d'air (26) dans laquelle débouchent en partie haute les échangeurs (11a) ou (11b) et dans la partie basse, les échangeurs (1 le) ou (11b), on incorpore dans

   cette lame d'air (26) un store à lames orientables (27) dont une face est absor

   bante, le rayonnement solaire réchauffe par l'intermédiaire du mur (53) la lame d'air (26) du capteur à air (67b) et par l'intermédiaire du store réglabe (27)

   la lame d'air (26) du capteur (67a), l'air chaud (23) s'élève dans le haut de la lame d'air (26) pénètre et traverse l'échangeur (lia) ou (11b) de la dalle haute

   (lOb) en libérant de la chaleur puis redescend dans l'échangeur (lla)du mur (10e) opposé à la paroi(Sa,53,54)en libérant encore une certaine quantité de chaleur au

   mur (ive) jusqu'au point le plus bas où débouche l'échangeur (1 le) ou (ils) de la dalle basse (iOd), il traverse alors complètement cet échangeur en libérant encore de la chaleur et revient dans le bas de la lame d'air (26) où il est à nouveau réchauff ( (23) ce qui crée une thermocirculation naturelle permanente (66a) qui réchauffe la maçonnerie (10;; de l'enveloppe intérieure (5) qui à son tour réchauf- fe sar rayonnement (65) le volume habitable (6), en l'absence d'ensoleillement un volet (41) obstrue le haut de la lame d'air (26),

   - d'autre part, pendant les nuits d'été, une thermocirculation (66b), en enlevant l'isolation mobile (8, 8a, 8b) et en ouvrant le volet (41), le rayonnement du mur (53), et du store (27) vers la serre (7a) refroidit la lame d'air (86) qui cette fois entraine un mouvement de l'air frais vers le bas et l'existance d'une thermocirculation (66b) en sens opposé à celle (66a), on obtient dans ce cas un refroidissement de la maçonnerie (10) de l'enveloppe intérieure (5).
10. 10- Construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par l'existance d'une thermocirculation forcée (68) entre les serres (37, 7a) et l'ensemble des échangeurs (11) de l'enveloppe intérieure (5) , en réal- sant

    - d'une part pour la thermocircuiation d'hiver (68), pendant les heures d'ensoleillement l'enlèvement de l'isolation mobile (8, 8a, 8b), une partie du rayonnement solaire frappe directement le parement extérieur des murs (53) dont le coefficient d'absorption est élevé, une autre partie pénètre dans le volume intérieur habitable (6) par les baies vitrées (54) fixes ou mobiles, l'effet de serre réchauffe l'air de la serre (7a, 37) qui s'élève vers le haut (23), on réalise alors, le couplage préférentiel suivant, un ventilateur (39) capte l'air chaud (23) dans le haut de la serre (37), à la sortie de celui-ci le flux de chaleur (69) constitué par l'air chaud (23) est divisé en trois : un premier flux principal (69a) traverse le répartiteur (38a) qui le divise et injecte dans l'échangeur (11a ou 11b) de la dalle supérieure maçonnée (10b) puis descend dans l'échangeur (1ic) ou (1 lb) de la dalle basse et débouche ensuite moins chaud (23') dans le bas de la serre (37, 7a) où il est à nouveau récahuffé (23) et réinsufflé (69a) dans le répartiteur (38a) ce qui constitue une thermocirculation forcée (68) ; un deuxième et troisième flux secondaire (69b) dair chaud (23) sont dirigés par les conduits (35) vers les répartiteurs (38b) des façades Est et Ouest de l'enveloppe intérieure (5b), à la sortie des répartiteurs (38b), l'air chaud (23) pénètre dans les échangeurs (11a) et réchauffe la paroi (10a) puis debouche moins chaud (23') dans le collecteur (70) qui le dirige dans le bas de la serre

    Sud (37) par le conduit (36), où il se remélange et se réchauffe (23) pour réalimenter la thermocirculation forcée (68) , dans le cas de l'exisrance d'une dalle intermédiaire (10c) supplémentaire avec échangeur (11b), on connecte préférence tiellement cet échangeur (1 lb) à un répartiteur ;;38) disposé avantageusement sous un balcon (71) situé dans la serre (37) de l'espace intermédiaire (7a), un ventilateur (39) capte l'air chaud (23) et l'injecte dans l'échangeur (!Ibj, le tra verse et rejoint la thermocirculation génerale (68) dans l'échangeur (I!a) du mur (10e) de la façade arrière opposeç > les trois thermocirculationsforcées(68) existant dans les échangeurs (11) de l'enveloppe intérieure cumulée éventuelle

    ment à celle de la dalle intérieure (10c) quand elle existe, assurent le trans

    fort de chaleur à partir des espaces ensoleillés l'hiver (7a) et pendant les

    heures d'ensoleillement vers toute l'enveloppe lourde maçonnée intérieure (10)

    et le sol (32) où elle est stockée puis rayonnée (65) vers le volume habitable (6)

    le ou les ventilateurs (39) sont reliés à un thermocouple différentiel qui coupe

    la marche quand la température dans la serre (37) est insuffisante,

    - d'autre part pour la thermocirculation forcée d'été (68) pendant les

    nuits fraîches d'été ltenlèvement de l'isolation mobile (8, 8a, 8b) pour favoriser

    le rayonnement de la façade intérieure (5a) vers l'espace (7a) et en captant

    dans le haut de la serre (37, 7a) par le ventilateur (39) l'air frais procuré par

    le rayonnement de l'enveloppe extérieure vitrée (7a) et en l'injectant de la meme

    maire que pour la thermocîrculation forcée (68) d'hiver dans l'ensemble des é

    changeurs (11) de l'enveloppe intérieure (5), on refroidit ainsi toute la surface

    de l'enveloppe intérieure (5) et le sol (32) ce qui apporte une climatisation na

    'surelle au volume habitable intérieur (6).

    à travers 'enveloppe intérieure (5).

    l'élimination totale de la vapeur d'eau produite par les occupants par migration

    lants (9) plus perméables que la maçonnerie (10), cette disposition apportant

    l'emploi de ciment aux seuls éléments porteurs mais aussi en employant des iso

    pirants tels que la terre notamment pour l'enveloppe intérieure (5), en réservant

    est obtenue en employant préférentiellement des matériaux et des liants très res

    intermédiaires (7) et du sol (32-47') du volume habitable (6), cette perméabilité

    très élevée à la vapeur d'eau (29) y compris au niveau du sol (47) des espaces

    térisée en ce que les deux enveloppes (4) et (5) ont une perméabIlité générale
11. 11- Construction, selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, carac
12. 12- Construction, selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, carac

    térisée en ce que l'ensemble des menuiseries ouvrantes (50', 51') de l'enveloppe

    extérieure (4) et des menuiseries ouvrantes (50a,SOb,50'b,50c,S1) de enveloppe

    intérieure (5) possédant des chambres de décompression (45), de formes quelcon

    ques, incluses dans le profil des dormant (44a) et des ouvrants (44b) ajustés

    pour d'une part assurer une perméabilité plus réduite pour les ouvrants (50a, 50b, 50'b,50c,51)de l'enveloppe intérieure(5) et d'autre part assurer le taux réduit de

    renouvellement de l'air du volume habitable (6) par le couplage des portes exté

    rieures (50', 51') , et des portes intérieures (50a, 50b, 50'b, 50c, 51) et des

    sas de décompression que sont les espaces intermédiaires (7).
13. 13- Construction, selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, carac

    térisée en ce que l'on dispose dans les espaces intermédiaires (7), les matériaux

    fragiles que sont les isolants (8, 9) et les systèmes charpentés (52, 62) de telle manière qu'on est un accès direct (52, 62) ou une fixation démontable (57) en sorte

    que pour ces matériaux on puise soit avoir un contrôle visuel direct (52) et

    procéder à un entretien éventuel soit déposer par les Eixations démontables (57)

    l'isolation (9) en tout ou partie et procéder à un contrôle entrainant éventuel

    lement un entretien puis un remontage soit enfin modifier les épaisseurs d'iso-

    lation (9-9').
14. 14- Construction, selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, carac

    térisée par l'existance d'un échangeur général de chaleur à air (11) entre la

    maçonnerie (10) et l'isolant (9), ou incorporé dans les vides de la maçonnerie

    (1 lb) sans existance de volumes intermédiaires sur tout ou partie autour du vo

    lume habitable, l'enveloppe extérieure (4) rejoint alors l'isolant (9) de l'enve

    loppe intérieure.
15. 15- Construction, selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, carac

    térisée en ce que dans le cas de constructions ancIennes à réhabiliter, l'envelop

    pe existance maçonnée constitue la partie lourde (10) de l'enveloppe intérieure

    (5 on construit alors, une enveloppe extérieure (4, 4a, 4b) qui crée des espaces

    intermédiaires (7, 7a, 7b, 7', 7d) en tout ou partie, les échangeurs (11) autour

    de la maçonnerie existante (10) et l'isolation (9, 8), l'ensemble constituant

    alors une construction à "double enveloppe".