L'été 2022 a été le plus chaud jamais enregistré en Europe, avec des températures records. Ces pics de chaleur répétés, et de plus en plus intenses ont un impact non négligeable à la fois sur notre santé, notre productivité, et notre confort.

Qu’est ce qui fait qu’un logement devient inconfortable l'été ?

Une meilleure compréhension des sources de chaleur et les facteurs qui les amplifient permet de mieux aborder les solutions envisageables et les gestes d’amélioration.

L’inconfort thermique estival est dû à des apports de chaleurs qui perturbent l’équilibre thermique de la pièce en augmentant sa température. Les calculs de bilan thermique, que ce soit pour l'été et l’hiver, sont effectués de la même manière : en comparant les apports avec les déperditions thermiques. La différence de température entre la température extérieure et la température intérieure génère les déperditions thermiques l'hiver, et représente un apport thermique l'été par rapport à une certaine température de confort.

Apports internes

Ce sont les sources de chaleur à l’intérieur du logement, dues à la présence et aux activités des occupants. Elles dépendent donc fortement des usages et des comportements, ce qui potentiellement peut faciliter la réduction de ces apports.

Apports humains

Le corps humain est une source de chaleur dans le logement. Il émet une chaleur sensible pour maintenir sa température (en transformant les calories de la nourriture en chaleur) mais aussi, à travers la respiration et transpiration, de la chaleur latente par condensation de la vapeur d'eau produite par notre corps. La puissance thermique du corps au repos est environ de 100 Watt par personne, mais cette valeur peut atteindre 1000 W, par exemple lors d'une activité physique importante, ce qui équivaut à la puissance d’un radiateur électrique.

Apports éclairages

Les luminaires sont également une source de chaleur dans le logement, que ce soit par rayonnement, mais aussi par convection et conduction au niveau du luminaire en lui-même. Les quantités de chaleurs dépendent de l'efficacité des lampes, mais aussi de leur spectre d'émission. Plus la fraction d'infrarouge dans le spectre d'émission est grande dans le rayonnement, plus l'apport de chaleur dû au rayonnement sera important.

A titre d'exemple, les lampes à incandescence émettent un rayonnement à 75% de la puissance de la lampe dans l'infrarouge. Ce qui veut dire que les trois quarts de leur consommation prennent part au chauffage plutôt qu’à l’éclairage. 

Les lampes LED émettent quant à elles majoritairement dans la partie visible du spectre, dégageant moins de chaleur. Leur rendement est aussi bien meilleur.

Apports machines

Tout courant électrique dégage de la chaleur par effet Joule (la puissance dégagée est proportionnel au carré de l'intensité du courant). Les équipements informatiques et électriques sont donc une troisième source de chaleur non négligeable.

C’est particulièrement le cas dans les bâtiments tertiaires, en raison du grand nombre d'équipements informatiques (écrans, imprimantes, serveurs...). C’est également le cas dans le logement en particulier avec les équipements électroménagers (équipements de cuisine, réfrigérateur, télévision, sèche-linge...).

Apports solaires

Si les apports solaires sont recherchés en hiver comme contributeurs gratuits au chauffage d’un bâtiment, ils deviennent en été une cause majeure d’inconfort. Le rayonnement solaire transporte de la chaleur qui pénètre dans le bâtiment tant par les parois vitrées que les parois opaques.

Plusieurs facteurs sont à prendre en compte concernant cet apport dans le logement.

Parois vitrées 

Les surfaces vitrées, sans protection solaire, peuvent ainsi être facteur d’une élévation significative de la température intérieure si les locaux sont pleinement exposés au soleil. Pour les vitrages, l’orientation des ouvertures joue un rôle significatif, ainsi que leur surface, et leur position par rapport à d’éventuels obstacles. Le facteur solaire du vitrage est également important. Ce dernier caractérise la quantité totale d'énergie que laisse passer un vitrage par rapport à l'énergie solaire incidente.

Paroi opaque 

Le rayonnement solaire à un effet sur la montée en température de la paroi opaque. Pour cela, on s’intéresse au coefficient de réflexion de la paroi qui caractérise la quantité de chaleur que le mur va absorber. La nature des matériaux qui le compose peut avoir un effet sur l’impact du rayonnement, mais il est également intéressant de souligner l’effet de leur couleur : plus un matériau tend vers une couleur claire (jusqu’à blanche), plus il réfléchit le rayonnement solaire direct, et moins il stocke d’énergie sous forme de chaleur. Ceci est dû aux propriétés de réflectivité et d’émissivité des matériaux utilisés qui réfléchissent le rayonnement solaire vers l’atmosphère.

Déperditions thermiques

Un écart de température entre l’intérieur et l’extérieur crée un flux de chaleur traversant la paroi du logement, l’hiver comme l’été. Ce flux dépend donc uniquement de ces deux températures. Pour les déperditions, deux facteurs influent la montée en température :

• Le coefficient de transmission surfacique  qui dépend de l’enveloppe du bâtiment, et caractérise sa capacité à résister au flux de chaleur ;
• L'inertie thermique qui dépend des parois lourdes du bâtiment et caractérise leur aptitude à stocker et restituer la chaleur.