Placer un climatiseur ou une protection solaire ?

Introduction

Si les apports solaires sont à l’origine de la surchauffe, il faut se demander, avant de climatiser si le placement de protections solaires sur les baies vitrées ne permettrait pas de résoudre le problème de façon plus économe.

Voici les résultats d’une simulation du comportement d’un bureau standard. On y a comparé les coûts d’achat et d’exploitation d’un climatiseur et d’un store extérieur.

Hypothèses de travail

Il s’agit d’un bureau de 30 m² de surface au sol, orienté au sud.
Une température de confort y est maintenue été comme hiver par un système de climatisation.

Consignes de température intérieure
en hiver en période d’occupation 20°C
en période d’inoccupation 15°C
en été en période d’occupation 25°C
en période d’inoccupation 30°C

Horaires de fonctionnement de l’installation de climatisation
occupation de 8 à 18h en semaine (260 jours par an)
ralenti de 17 à 7h en semaine et 24 h sur 24 les week-ends

Apports internes en période d’occupation
cas 1 : apports limités
  • 2 personnes (2 x 70 W)
  • 2 lampes individuelles (2 x 18 W)
  • éclairage général de 13 W/m² (390 W)
cas 2 : apports moyens
  • 2 personnes (2 x 70W)
  • 2 lampes individuelles (2 x 18 W)
  • 2 ordinateurs (2 x 160 W)
  • éclairage général de 13 W/m² (390 W)

Résultats de la simulation

Cas 2 (apports internes moyens)
Consommations en climatisation durant une année
surface du vitrage

[m²]

 présence d’une protection solaire
(1)		 consommation en froid
(2)[kWh/an]		 température maximum atteinte sans climatisation
(3)[°C]		 coût d’exploitation
(4)[€/an]		 potentiel d’économie

[€/an]
4 non 456 33,5 52,5 38,8
oui 119 28,4 13,7
6 non 650 35,8 74,75 58,8
oui 139 28,8 16
8 non 826 38 95 77,2
oui 155 29,2 17,8
10 non 985 40,1 113,3 94
oui 168 29,6 19,3

(1) les protections solaires sont des protections extérieures mobiles. Leur déploiement intervient de mars à octobre lorsque le rayonnement solaire traversant le vitrage dépasse 100 W/m².

(2) l’efficacité frigorifique du climatiseur est estimée à 2,5.

(3) en juin.

(4) à 0,11 €/kWh.

Conclusions

Lorsque les gains internes ne sont pas trop importants (cas 1), on peut considérer que la surchauffe est principalement due aux apports solaires. Dans ce cas, en admettant un très léger inconfort (température intérieure maximum de 26°C lorsqu’il fait 32°C à l’extérieur), on peut envisager le placement de protections solaires sur les fenêtres et l’absence d’un climatiseur.

Pour illustrer ceci, comparons les coûts des deux solutions pour une fenêtre de 6 m² :

Solution

 Coût d’investissement Coût d’exploitation Coût total sur 10 ans (3)
Protection solaire extérieure en toile 750 €
(1)		 0 €/an 750 €
Climatiseur de fenêtre de 3 kW 875 €
(2)		 44,05 €/an 1315,5 €

(1) le coût d’une protection solaire est estimé à 125 €/m² (attention ce coût est indicatif et peut varier fortement en fonction de la taille de la protection et de son degré d’automatisation).

2) le climatiseur de fenêtre est couramment le système le moins cher. En fonction de l’emplacement des éléments en fonction du confort recherché, des liaisons électriques et frigorifiques le coût d’investissement de la climatisation peut augmenter rapidement (on atteint rapidement 2500 €).

3) hors entretien.

Lorsqu’une partie importante de la surchauffe est due aux apports internes (cas 2), le placement de protections solaires seules ne permettra pas d’atteindre le confort voulu. Cependant, celles-ci diminueront souvent les besoins en froid et leur surcoût pourra être rentabilisé en moins de 10 ans (diminution de la puissance installée du climatiseur et des consommations). Par exemple, pour une fenêtre de 6 m² :

Solution

 Coût d’investissement Coût d’exploitation Coût total sur 10 ans (3)
Protection solaire extérieure en toile et climatiseur de fenêtre de 1,5 kW 1 250 € 1,7 €/an 1267 €
Climatiseur de fenêtre de 3 kW, sans protection solaire 875 € 44,05 €/an 1 315,5 €

Lorsque chaque personne dispose d’un ordinateur, le placement de protections solaires seules ne permettra pas d’atteindre le confort voulu. Cependant, celles-ci diminueront souvent les besoins en froid et leur surcoût pourra être rentabilisé en moins de 10 ans (diminution de la puissance installée du climatiseur et des consommations). Pour maîtriser la température intérieure sans climatisation, il faudra en plus adopter une politique active de ventilation : le free cooling.