Installer des protections solaires mobiles extérieures dans un bâtiment (stores, volets, persiennes, …)
Les volets et stores constituent de véritables atouts pour le confort d’été, surtout lorsqu’ils sont posés à l’extérieur et qu'ils sont bien utilisés. Ces protections solaires sont en effet mobiles, et donc actionnables par les usagers du bâtiment, qui peuvent les ouvrir et fermer selon les besoins. Elles peuvent également être motorisées pour simplifier leur utilisation et automatisées pour s’ouvrir et se fermer selon les conditions météorologiques.
Un élément essentiel pour améliorer le confort d’été
Avec le changement climatique, les vagues de chaleur sont de plus intenses et fréquentes, exposant les bâtiments à une surchauffe lorsque ceux-ci ne sont pas adaptés. Au-delà de créer de l’inconfort, cela peut représenter un risque sanitaire réel pour les occupants.
Réduire les apports solaires doit être l’un des axes prioritaires de l’adaptation des bâtiments aux surchauffes (Ademe, 2023). S’ils ne sont pas protégés, les vitrages peuvent dégrader le confort thermique car ils exposent les occupants au rayonnement solaire direct, diffusent la chaleur emmagasinée par la paroi et l’empêchent de ressortir. Ainsi, une baie vitrée de 2 m² exposée au soleil direct produira environ autant de chaleur qu'un radiateur allumée. Il convient donc de bloquer le rayonnement solaire avant que celui-ci ne pénètre dans le bâtiment.
Points forts
De multiples co-bénéfices
Améliore l’isolation et réduit les besoins de chauffage en hiver
En été et au printemps, fermer les volets et stores aux heures les plus ensoleillées permet de limiter les apports solaires et donc la surchauffe du bâtiment. Leur ouverture la nuit, couplée à celle des baies, permet de rafraîchir naturellement le bâtiment.
En hiver et l’automne, fermer les volets et stores la nuit permet de renforcer l’isolation des fenêtres (et donc de limiter les déperditions de chaleur) tandis que leur ouverture optimisée aux heures les plus ensoleillées permet de bénéficier des apports solaires pour chauffer l’intérieur du bâtiment.
Sur quelles façades installer des protections solaires ?
Les protections solaires mobiles sont essentielles sur les façades est et ouest, qui sont celles qui captent le plus d’apport solaire durant la période estivale. Sur les façades sud, il peut être intéressant d’installer des dispositifs fixes (auvent, brise soleil) afin qu’elles laissent passer le soleil l’hiver qui est plus bas.
Pour les façades exposées nord, les protections solaires ne sont pas utiles pour le confort d’été mais peuvent améliorer l’isolation des fenêtres en hiver et permettre de gérer la luminosité ou de se protéger d’un vis-à-vis.
Quels sont les différents types de protections solaires extérieures ?
Les protections solaires mobiles extérieures sont des systèmes d’occultation des parties vitrées d’un bâtiment, que l’usager peut ouvrir ou fermer. Il en existe différents types.
Les volets roulants
Les volets roulants sont constitués de lames qui descendent depuis un coffre situé au-dessus de la partie vitrée dans lesquelles elles s’enroulent lorsque le volet est relevé. C’est le type de protection solaire le plus répandu dans les logements.
Leur utilisation peut être manuelle (via une manivelle), motorisée (via un interrupteur, une télécommande, une application) ou automatisée (via un système domotique). Une fois fermés, les volets roulants ont pour particularité d’être très hermétiques. C’est particulièrement utile pour isoler - du chaud en journée l’été ou du froid la nuit l’hiver – mais il est aussi important de prendre cela en compte dans la ventilation du logement.
Les volets battants sont constitués de deux parties se rabattant de chaque côté de la fenêtre, sur la façade. Ils peuvent être plein ou posséder quelques ajours pour laisser passer un peu de lumière et d’air. La plupart du temps, ils sont gérés manuellement par l’utilisateur (ce qui nécessite l’ouverture de la fenêtre pour les manipuler) mais ils peuvent être motorisés et automatisés.
Les stores vénitiens, ou brise-soleil orientables (BSO)
Les stores vénitiens sont constitués de lames empilées que l’on peut déployer ou replier de manière verticale (plus rarement horizontale) le long de coulisses ou de câbles tendus sur les côtés. La position des lames est souvent réglable, soit par l’utilisateur soit via un algorithme (si automatisé), ce qui permet de définir la bonne quantité de lumière, de soleil et d’air à faire rentrer dans la pièce.
Les stores en toile se déroulent le long de la vitre, guidés par des coulisses ou des câbles tendus sur les côtés, et s’enroulent dans un coffre lorsqu’ils sont relevés. La toile peut ne pas être totalement opaque, ce qui permet un apport de lumière tout en protégeant du rayonnement solaire. Le matériau, la couleur et la densité du maillage de la toile vont avoir une influence sur le niveau de protection contre la chaleur et le caractère isolant en hiver.
Ces stores, également en toile, sont installés à l’horizontale au-dessus de la fenêtre, grâce à des bras articulés. Ils permettent de conserver une vue sur l’extérieur et de laisser passer complètement l’air. Ils peuvent être combinés avec d'autres protections solaires présentes sur les fenêtres. Comme les stores à enroulement, le matériau, la couleur et la densité du maillage vont déterminer leur performance. Ils peuvent avoir une prise au vent importante en cas d’intempéries.
Les persiennes sont constituées de lames inclinées et se replient latéralement comme des volets battants, ou en accordéon, de chaque côté de l’encadré de la fenêtre. L’espace entre les lames permet de laisser passer l’air et la lumière. Les lames peuvent être fixes ou mobiles, pour laisser passer encore davantage d’air.
Les protections solaires extérieures fixes, type brise soleil en casquette ou auvent. Elles permettent de garder une luminosité importante dans le logement, mais ne sont pas modulables par les occupants.
Les films de protection solaire : ces dispositifs sont à coller sur les vitrages à l’extérieur pour filtrer les rayons du soleil et empêcher une partie des infrarouges de traverser la fenêtre. Ils limitent cependant l’apport de chaleur en hiver et réduisent la luminosité en permanence. Certaines personnes confectionnent elles-mêmes des protections similaires, à l'aide de couvertures de survies scotchées face argentée exposée au soleil sur le vitrage extérieur.
La végétalisation du bâtiment ou de ses alentours : les arbres à feuillage caducs devant les fenêtres permettent de créer de l’ombre l’été sans entraver les rayons du soleil l’hiver, la végétalisation de la façade avec des plantes grimpantes qui poussent seulement durant l’été (type houblon) peut également occulter les baies. La végétation contribue en plus au rafraichissement grâce à l’évapotranspiration.
Les occultations intérieures : une solution possible malgré une efficacité moindre sur la chaleur
Les stores intérieurs et les rideaux protègent d’une partie des apports solaires et de l’éblouissement mais sont moins efficaces que les protections solaires extérieures. En effet, ces solutions ne protègent pas le vitrage de la surchauffe : le rayonnement solaire est atténué à l’intérieur de la pièce mais le vitrage chauffe et réverbère une partie de la chaleur. Ces solutions restent cependant pertinentes lorsqu’il n’est pas possible d’installer des protections solaires extérieures (par exemple dans une zone patrimoniale).
Comment optimiser l’efficacité des protections solaires sur le confort d’été ?
L’importance de la gestion par les usagers
L’efficacité des protections solaires mobiles va dépendre de leur bonne utilisation par les occupants du bâtiment ou une gestion automatisée (optimisée selon les conditions climatiques, la saison et les habitudes des utilisateurs). En effet, pour garantir le confort d’été, les protections solaires doivent être fermées la journée, quand le soleil entre directement par la fenêtre, y compris pendant les périodes d’absence.
Quel que soit le mode de gestion (manuel, motorisé, automatisé), il faut sensibiliser les occupants du bâtiment aux bons « écogestes » (livret de prise en main, tutoriels, etc.)
Des principes à respecter pour garantir leur bon usage et leur bonne efficacité
Maintenir un éclairage naturel même lorsque les protections sont fermées
Pour s’assurer que les occupants s’approprient l’utilisation des protections solaires, il faut que celles-ci soient les moins contraignantes possibles. Dans les bâtiments utilisés la journée (école, bureaux, …), il est essentiel que les protections solaires ne coupent pas toute luminosité extérieure, car cela peut constituer un frein à leur bonne utilisation (sensation de « vivre dans le noir »). Des protections solaires adaptées permettent d’éviter cette problématique et de réduire le besoin d’éclairage artificiel, qui contribue au réchauffement de la pièce. C’est notamment le cas des stores ZIP en toile, des brise-soleil orientables (BSO), ou des stores bannes qui protègent du rayonnement solaire tout en permettant une vue sur l’extérieur.
Assurer la ventilation
La ventilation naturelle d’un bâtiment, notamment nocturne, est un autre paramètre essentiel pour le confort d’été. Les protections solaires doivent laisser circuler l’air lorsque les fenêtres sont ouvertes, soit en étant relevées soit en étant ajourées. Cela permet également d’assurer une qualité de l’air suffisante.
Les protections solaires peuvent également être un atout pour favoriser la ventilation nocturne : lorsqu’elles sont en position ajourée, elles protègent des intrusions, du vis-à-vis et de la luminosité matinale tout en permettant aux occupants d’ouvrir leurs fenêtres la nuit.
Dégager le vitrage en hiver
Les protections solaires doivent pouvoir occulter le vitrage en totalité en été, mais elles doivent pouvoir également dégager le vitrage en hiver, pour maximiser les apports solaires et lumineux pendant cette période et réduire les besoins en chauffage.
Choisir le bon matériau
Les matériaux des protections solaires peuvent avoir un léger impact sur le confort d'été. Le PVC et le bois conduisent par exemple moins la chaleur, tandis que l’aluminium va avoir tendance à s’échauffer au soleil. Pour les stores en toiles, il faut prendre en compte leur résistance aux UV et leur étanchéité. D’autres paramètres rentrent en compte pour choisir le matériau : le lieu d’installation et le taux d’humidité et/ou de salinité, l’esthétique souhaitée du projet, les conditions liées à la prise au vent, l’empreinte carbone du matériau (le bois est moins carboné que l’aluminium ou le PVC par exemple). La couleur elle a moins d’impact encore, mais il est souvent privilégié des couleurs plutôt claires.
La motorisation des protections solaires
La motorisation des protections solaires peut faciliter leur utilisation par les occupants, dans les logements et les bâtiments tertiaires. Elle permet de rendre accessible l’utilisation des protections solaires pour les personnes âgées, à mobilité réduite ou ayant des difficultés à manœuvrer des systèmes manuels.
Tous les types de protections solaires peuvent être motorisés : volets roulants, volets battants, stores, persiennes, etc. La motorisation peut également se faire sur des protections déjà en place. Elle peut être solaire, avec une cellule photovoltaïque installée à l’extérieur qui se recharge avec de la lumière. Cela permet de ne pas avoir à intervenir dans le logement sur les réseaux électriques lors de la motorisation, ce qui simplifie l’intervention pour les copropriétés.
L’automatisation des protections solaires
Des systèmes domotiques existent également aujourd’hui pour automatiser l’ouverture et la fermeture des protections solaires, en fonction de leur exposition au soleil et de la température intérieure. Cela permet également d’optimiser les apports solaires en hiver. Des capteurs sont installés à l’intérieur du logement et sur la façade extérieure.
L’automatisation permet d’optimiser l’utilisation des protections solaires, y compris lorsque l’occupant est absent.
La motorisation et l’automatisation permettent d’optimiser l’efficacité des protections solaires en toutes saisons (été et hiver). L’impact carbone à l’installation est naturellement plus élevé qu’un système manuel (consommations de ressources et d’énergie). Sur l’ensemble de leur cycle de vie, ces modes de gestion permettent toutefois d’éviter davantage d’émissions carbone que ce qu’ils génèrent à l’installation (consommations évitées de chauffage et de refroidissement).
Avec le changement climatique, les établissements scolaires sont de plus en plus vulnérables aux vagues de chaleur. Les bâtiments, souvent anciens, prennent peu en compte le confort d’été, avec parfois de grandes baies vitrées, les élèves sont nombreux dans les salles de classe, et les enfants sont des populations particulièrement à risque. D’ici à 2030, plus de 7 000 écoles maternelles pourraient être exposées à des vagues de chaleur supérieures à 35 °C en France, dont 100% des écoles du territoire parisien (EcoAct, 2023).
Protections solaires à l’école : des solutions à mettre en place rapidement en attendant des rénovations globales
L’exposition des écoles à la chaleur peut avoir des impacts importants sur la santé des enfants : risques de saignement de nez, de malaises, de coups de chaleur. Cela peut également avoir un impact négatif sur l’apprentissage et la concentration, et risque même de faire fermer des établissements ou de perturber la tenue des examens, créant des discontinuités et des inégalités.
Des rénovations globales sont à entreprendre sur beaucoup d’écoles, mais en attendant qu’elles soient réalisées, il est important de mettre en place des solutions plus rapides pour améliorer le confort d’été. Les protections solaires en font donc partie, à associer si possible avec une surventilation nocturne pour refroidir le bâtiment pendant la nuit.
L’exemple des stores motorisés pour les écoles de Poissy
En juin 2024, nous nous sommes entretenus avec Dominique Bulle, Responsable Fluides & Energie sur le patrimoine bâti de la Ville de Poissy.
Dans le cadre de son Plan Canicule, la Ville de Poissy a initié un projet d’adaptation des écoles pour limiter les inconforts d’été sans y installer de la climatisation. Des études de simulation thermiques dynamiques ont été réalisées par le bureau d’études Altarea, afin de déterminer les solutions les plus adéquates. L’objectif était d’atteindre moins de 3% du temps d’occupation à plus de 28°C. La solution devait aussi ne pas demander trop de consommations d’énergie, de maintenance et d’investissement.
Le choix des stores en toile à haute performance
Les enseignants avaient formulé la nécessité d’améliorer les occultations des vitrages, qui étaient jusque-là équipées de stores vénitiens intérieurs à lamelle, souvent cassés, peu pratiques (chacun devait être baissés par une cordelette), et peu efficaces sur la chaleur.
La Ville s’est alors penchée sur la solution de stores à enroulement en toile à haute performance (store ZIP extérieur), qui est apparue comme la plus efficace en termes de qualité et de prix à la suite des simulations thermiques. Elle a commencé par tester la solution sur une première école maternelle en 2020, en réalisant des mesures pour comparer la température extérieure et la température intérieure : 10°C de différence ont été observés. La commune a donc décidé de généraliser cette solution sur ses 15 écoles, sur les façades exposées sud et sud-ouest.
La constitution et la couture de la toile choisie permettent une haute performance pour le confort d’été, tout en garantissant une luminosité et une visibilité à l’intérieur des classes. Les fenêtres des classes peuvent toujours être ouvertes pour assurer la ventilation.
La Ville de Poissy a choisi de motoriser les stores. Ils fonctionnent avec des télécommandes et sont pilotés par les enseignants. Chaque store a une utilisation indépendante. Cela permet aux enseignants de rester maîtres des stores dans leur salle de classe et de baisser ou lever les stores de manière rapide, sans avoir à couper leur enseignement. La motorisation évite aussi que les élèves ne tirent sur les manivelles, ce qui pourrait les endommager.
Les motorisations sélectionnées peuvent permettre une automatisation ultérieure des stores sans nouveaux travaux (via une gestion centralisée à l’échelle du bâtiment), ce qui permettrait de les piloter même pendant les week-ends et les vacances scolaires, afin de les baisser en cas de forte chaleur et de les lever en cas de fortes intempéries (fort vent, tempête).
Des travaux effectués durant les vacances scolaires
Durant 3 ans, la Ville a mené les travaux par phase pendant les vacances scolaires, en intervenant école par école. La pose des stores s’est faite à chaque fois en trois semaines maximum, deux pour les plus petites maternelles, où les travaux ont été réalisés durant les vacances de la toussaint ou les vacances d’hiver. La mise en œuvre nécessite en effet que l’école soit vide, car l’installation électrique pour motoriser les stores implique d’intervenir au sein des classes. Des nacelles sont ensuite nécessaires pour installer les stores en hauteur.
Le coût de l’opération
Chaque store fourni et posé a coûté à la Ville de Poissy environ 1 300 €, soit un coût total de 812 000 € pour les 616 stores installés, en incluant le raccordement électrique pour les moteurs, qui a représenté 22% du coût total.
Par rapport à une climatisation, la Ville estime rentabiliser cette installation au bout de 2 ans : une simulation a permis d’estimer que 300 000 kWh sont évités chaque année en ayant choisi les stores motorisés plutôt que la climatisation pour chaque école.
Les prestataires de l’opération
Simulations thermiques : Alterea
Mise en œuvre : Stores Seas
Stores Zip : Shenker Sotres
Toiles : Mermet, gamme External Screen Classic
Moteurs et commandes murales : Somfy
Retours utilisateurs-rices
La totalité des écoles de Poissy équipée de stores motorisés
Aujourd’hui, les 15 écoles de la ville ont été équipées de ces stores motorisés en toile à haute performance gris clair. Tous les élèves de Poissy sont ainsi concernés, soit 4 000 enfants. Une petite maintenance est nécessaire, mais moins importante que pour les anciens stores vénitiens intérieurs, qui ont été retirés.
Une instrumentation qui permet d’évaluer l’efficacité des stores
Plusieurs campagnes de mesures ont été effectuées, en 2020, 2021, 2022 et 2023. Elles ont permis de confirmer les 10°C d’écart entre la température extérieure et intérieure pour les salles équipées des stores, et leur efficacité en comparaison aux salles non équipées. Par exemple, le 31 juillet 2020, dans la première école équipée, il faisait 38°C à l’extérieur, 32°C dans une classe non équipée et 26,9°C dans une classe équipée des stores : une différence donc de plus de 5°C entre une salle avec des stores fermées et une salle sans !
La Ville est donc satisfaite de cette efficacité, qui permet sans climatisation d’avoir cette sensation de frais par rapport à l'extérieur lorsque l’on rentre dans une salle de classe.
Co-bénéfices
Co-bénéfices environnementaux :
Sobriété
Transition énergétique : limite les déperditions thermiques en hiver la nuit
Co-bénéfices autres :
Confort en ajustant l’apport de lumière naturelle (pour dormir ou ne pas être ébloui)
Préservation de l’intimité
Protection contre les effractions
Atténuation des nuisances sonores
Coûts
Un coût très variable selon l'option choisie
Le coût d’une protection solaire extérieure va dépendre de son type, du matériau choisi (l’aluminium, le bois ou des toiles techniques coûtent souvent plus cher), de la motorisation et de l’automatisation ou non du dispositif.
En incluant la pose, on peut compter :
Pour un volet roulant, entre 250 € et 850 €.
Pour des volets battants ou des persiennes, entre 200 € et 900 €.
L’installation d’une protection solaire motorisée va revenir entre 300 € et 1 300 € par unité, selon le type de solution installée et le type de bâtiment.
Les aides financières pour les protections solaires
Dans le Grand Paris, l’installation de protections solaires extérieures dans le cadre de la rénovation globale de bâtiments publics peut être financé par :
A l’échelle nationale, pour le tertiaire public, les collectivités peuvent mobiliser leFonds vert.
Pour les bâtiments scolaires, le Programme EduRenov (Banque des Territoires) accompagne les collectivités pour des prestations d'ingénierie. Le programme permet aussi d’obtenir des prêts bonifiés et de profiter de l’expertise des partenaires.
Côté particulier, il existe 3 aides :
Ma prime renov: protections solaires extérieures dans le cadre d’une rénovation performante et volets roulants isolants pour l’hiver dans le Parcours geste par geste.
Ma prime adapt:motorisation et automatisation pour les personnes âgées ou en situation de handicap.
CEE: volets roulants isolants (résistance thermique de plus de 0,22 m².K/W).
Complexité et contexte de mise en oeuvre
Anticiper l’autorisation d’urbanisme et les exigences patrimoniales locales
L’installation ou le changement de protections solaires est soumis à autorisation d’urbanisme selon les règles locales, ainsi qu’à des exigences de protection du patrimoine dans certains secteurs.
D’une part, les règles locales d’urbanisme peuvent l’autoriser ou non, mais aussi l’inciter, voire l’obliger. Un dossier de demande d’autorisation sera déposé en Mairie et étudié par les services locaux.
D’autre part, les secteurs de protection patrimoniale s’appliquent généralement aux abords de Monuments Historiques ou dans un site remarquable. Ces secteurs sont consultables sur l’Atlas des patrimoines du Ministère de la Culture. Dans ces secteurs, le dossier de demande d’autorisation sera étudié en plus par les services départementaux des Architectes des Bâtiments de France. Leur avis ne s’imposera à la Mairie que dans le cas d’une covisibilité depuis l’espace public entre le Monument Historique et le bâtiment, ou si cette conformité d’avis est prévue au règlement du site remarquable. Outre le règlement en cas de site remarquable, des guides peuvent exister, et l’ABF de secteur peut être consulté en amont pour connaitre ses exigences et ses conseils.
Le dossier de demande d’autorisation pourra utilement comporter des précisions sur l’aspect esthétique et technique des protections, et des justifications en cas de modification de l’existant. Il est possible de se voir opposé un refus mais en général, la variété des types de protection peut permettre de trouver une solution en cohérence avec l’esthétique de la façade.
Associer et informer les usagers
Sauf dans le cas de protections solaires automatisées, ce sont les usagers qui ont la charge de gérer l’ouverture et la fermeture des protections solaires. Il est donc recommandé de transmettre des consignes d’utilisation aux usagers, voire de les associer à la concertation du choix des protections solaires. Dans le cas d’une école, il peut être intéressant d’afficher les consignes dans les salles de classe afin qu’elles soient visibles et pérennes malgré les changements d’équipes pédagogiques au fil des années.
Assurer la sécurité incendie
Dans le cas de protections solaires motorisées, il convient de garder au moins une vitre non motorisée ou équipée également d’un système manuel pour prévenir le blocage de toutes les protections en cas d’incendie, qui entraine une coupure d’électricité, ce qui pourrait empêcher la bonne évacuation des occupants.
Pour les bâtiments scolaires, les pastilles rouges sur les fenêtres indiquant aux pompiers les points d’entrée dans le bâtiment doivent être reproduites sur les protections solaires.
Prestataire(s)
Somfy
Motorisation des protections solaires
Somfy est une entreprise française spécialisée dans la motorisation et l'automatisation des ouvertures de la maison. Elle fabrique notamment des moteurs et des systèmes de contrôle pour les volets roulants, les stores, les portes et les fenêtres. L'entreprise propose également des solutions connectées de pilotage du logement.
