Bilan énergétique
par Victorien Renaudineau
L'ensoleillement d'une maison en Languedoc-Roussillon
La terre reçoit quotidiennement un flux important d'énergie solaire. La puissance de ce rayonnement est fonction de plusieurs critèresconditions météorologiques, diffusion atmosphérique (phénomènes de dispersion, de réflexion et d'absorption).
A la distance moyenne du soleil à la terre (environ 150 x 10^6kms), une surface normale au rayonnement solaire (perpendiculaire à ce rayonnement) hors atmosphère reçois environ 1367 W/m². Cet éclairement est appelée constante solaire. D'après le site de l'INES (Institut National de l'Energie Solaire) , l'énergie reçue en fonction du jour de l'année peut être calculée avec la formule suivante :
en W/m², j étant le numéro d'ordre du jour dans l'année (1
pour le 1er janvier)
Le graphique ci-dessous est issue de cette formule.
Montpellier reçoit 1600 Kwh/m².an pour une durée moyenne d'ensoleillement de 2700 heures .
Si on détaille l'ensoleillement sur les mois sur lesquel nous voulons travailler, Montpellier reçoit en moyenne :
Janvier:150 heures
Février:150 heures
Mars:210 heures
Avril:230 heures
Octobre:210 heures
Novembre:150 heures
Décembre:150 heures
Donc un total de 1250 heures d'ensoleillement sur ces 7 mois.
Les besoins en énergie de la maison tournante
Ci-dessous un tableau représentant la puissance en Watt/m3 en fonction de la température souhaitée et du type d'isolation qui doit être jugée par la personne.
| Puissance en Watt/m3 | Norme de calcul EN442 75/65/20 |
||||
| TYPE ISOLATION | 16°C | 18°C | 20°C | 22°C | 24°C |
| excellente | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 |
| bonne | 35 | 60 | 65 | 70 | 65 |
| normale | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 |
| médiocre | 80 | 90 | 100 | 110 | 115 |
Selon l'isolation de la maison, le besoin en énergie pour chauffer la maison varie de 45 à100 watts/m3 pour obtenir une température ambiante de 20°C. Suite à la partie matériaux et coûts de la maison, nous pouvons voir que les matériaux utilisés comme le liège sont de très bons isolants donc nous partons sur le fait que la maison a une isolation excellente.
Suite à la réalisation de la maquette numérique par Lucas, j'ai pu savoir que le volume total d'air à chauffer était de 300m3.
Le calcul pour évaluer la puissance nécessaire à chauffer la maison prend en compte la norme EN 442 qui travaille une T°d'eau départ chaudière à75°et un retour à 65°pour une T°ambiante de 20°soit le régime 75/65/20
Nous avons donc besoin d'une puissance de 13500 watts pour chauffer la pièce.
Le gain d'énergie obtenue grâce àla maison tournante par rapport àune maison traditionnelle
Suite à la réalisation de la maquette numérique par Lucas, j'ai pu savoir que la surface vitrée située sur la face de la maison qui suivra le soleil mesurait 18m², ce qui représente environ 20% de la surface totale de la sphère et qui est la taille idéale pour avoir un bon rendement énergétique tout en évitant les surchauffes.
Après de multiples recherches, j'ai pu constater que le vitrage le plus adaptée était le triple vitrage basse émissivité puisque qu'il offre la plus grande transmission thermique de l'extérieur àl'intérieur de maison.20% de l'énergie solaire reçue est transférée à l'intérieur de la maison grâce à ce triple vitrage (source document bioclimatique Olivier Sidler)
En France, le taux d'ensoleillement et l'amplitude des températures, sur l'année, varient suivant les régions.Comme nous l'avons vu précédemment nous travaillons sur une maison située dans le Languedoc-Roussillon et sur les 7 mois sur lesquels je travaille l'ensoleillement est de 1250 heures ce qui représente 740 Kwh/m²/an.
Donc le calcul pour savoir le gain d'énergie est le suivant:
Donc le gain d'énergie pour une baie vitrée de 18 m² qui suit le soleil tout au long de la journée est :
Ce qui représente un gain de 319 euros si on prend un prix moyen du Kwh de 12 centimes.