Définition

Le mur Trombe est un système de chauffage simple, mais ingénieux qui utilise l’énergie solaire. Il s’agit donc d’un mur plein, la plupart du temps en béton, idéalement exposé au sud pour profiter au maximum des rayons du soleil de la journée. Sur la face extérieure de ce mur, le plus souvent de couleur sombre, on va placer un vitrage. Entre les deux, se loge une couche d’air. Pendant la journée, la lumière du soleil va facilement traverser le verre puis être absorbée par le mur. Les infrarouges réémis par le mur ne pourront pas retraverser le verre et resteront coincés dans la couche d’air présente entre la vitre et le mur. De cette manière, l’air chaud s’accumule avant d’être diffusé dans la maison pour la chauffer.

L’histoire du mur Trombe

Considéré comme le premier mur solaire, le mur Trombe a été développé par l’ingénieur français Félix Trombe, d’où son nom. L’idée originale est néanmoins le fruit des recherches de Edward S. Morse, un naturaliste américain qui la breveta en 1881. Oublié jusqu’à la fin des années 50, le concept sera repris par l’ingénieur français. Après quelques années de travaux, une première version du procédé est utilisée pour première fois en 1962 sur la propre maison de l’ingénieur à Odeillo dans les Pyrénées-Orientales. Cette première « maison passive » est équipée de baies rayonnantes en aluminium et d’écrans en polyéthylène. Ce premier essai permit de climatiser passivement une pièce de 3 mètres sur 3 et d’obtenir des températures inférieures de 10 à 20 °C à celles régnant à l’extérieur. Sur la base de cette première tentative, Félix Trombe continuera ensuite à faire évoluer le concept.

Au milieu des années 70, avec l’aide de l’architecte Jacques Michel, le concept est testé sur une résidence hôtelière située à Font-Romeu-Odeillo-Via dans les Pyrénées-Orientales. La façade et la toiture de « l’Immeuble des maisons solaires Trombe-Michel » sont d’ailleurs inscrites aux Monuments historiques depuis mai 2011.

À l’époque, le système n’a pas eu de véritable écho chez les spécialistes du chaud et du froid. Pourtant, il pourrait revenir sur le devant de la scène avec le succès des maisons passives, bioclimatiques ou à énergie positive et à faible empreinte carbone.

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Principe de fonctionnement du mur Trombe

Répondant à certaines exigences de construction, le mur Trombe est capable de restituer la chaleur accumulée durant la journée.

Comment fonctionne un mur Trombe ?

Un mur Trombe, c’est un double vitrage extérieur installé sur un mur en béton, en brique ou en pierre à forte inertie. Certaines déclinaisons du mur Trombe utilisent quant à elles le bois ou encore le métal. Pendant la journée, les rayons du soleil viennent chauffer une lame d’air située dans l’espace qui réside entre les deux. En haut et en bas de la paroi, des ouvertures rendent possible la circulation de l’air. Durant la nuit, l’air chaud est distribué dans le bâti par les ouvertures placées en haut. Une fois rafraîchi, l’air ressort par les orifices inférieurs. Si une période sans soleil est observée, les échanges d’air peuvent s’inverser et ainsi refroidir la pièce. Pour éviter ce problème, des clapets sont installés sur les ouvertures pour interrompre la circulation de l’air en cas de besoin.

Comment est conçu un mur trombe ?

L’efficacité d’un mur trombe tient au respect d’un certain nombre de normes de conception. Il est composé de la manière suivante en partant de l’extérieur vers l’intérieur :

  • 1. Le vitrage Premier élément constitutif du mur Trombe, la vitre doit permettre le passage de la chaleur du soleil sans en freiner la circulation. Utiliser des doubles vitrages à faible émissivité permettra d’augmenter significativement l’efficacité du mur. Pour garder l’énergie calorifique à l’intérieur du bâtiment pendant la nuit, l’installation de volets roulants est fortement conseillée ;
  • 2. L’espace entre le mur et le vitrage L’espace entre le mur et le vitrage est aussi déterminant. C’est dans cet espace que l’air chauffe et que le phénomène d’effet de serre se crée. Une distance minimum de 10 cm doit être observée pour un système efficace et la moyenne tourne autour d’une quinzaine de centimètres ;
  • 3. Le mur, l’autre élément décisif Le mur est l’autre élément constitutif essentiel du mur Trombe. Sa fonction étant d’emmagasiner le plus de chaleur possible pour ensuite en restituer le plus possible, il est de préférence plein et sombre. La pierre et le béton sont privilégiés, mais on évite l’utilisation de parpaings creux. L’épaisseur du mur doit être envisagée en fonction du matériau utilisé et du temps d’ensoleillement dont il est possible de bénéficier en hiver. Par exemple dans une zone où la durée moyenne d’ensoleillement efficace ne dépasse pas 5 heures, un mur trop épais risquerait de ne pas se réchauffer suffisamment en profondeur et rediffuserait ainsi peu de chaleur. La construction d’un mur trop fin entraînerait, quant à elle, des déperditions thermiques trop importantes qui ne seraient pas compensées par l’apport solaire. L’épaisseur correcte pour un mur fabriqué dans un matériau comme le béton se situe entre 20 à 30 cm. La hauteur du mur est moins élevée que celle de la surface vitrée. De cette manière, il est possible de faire apparaître des prises d’air en haut et en bas du mur. Autre point important : le mur Trombe ne doit pas être pourvu d’isolant que ce soit à l’extérieur ou à l’intérieur ;

Le rôle de la couleur

Il est entendu qu’un mur Trombe doit être de couleur foncée. Mais attention, toutes ne se valent pas. Ainsi un mur peint en noir bénéficie un coefficient d’absorption solaire de 0,95. Une teinte bleu foncé sera également efficace, mais avec un coefficient d’absorption moins élevé d’environ 0,85.

  • 4. Les clapets Le rôle des clapets situés en haut en bas du mur plein est décisif dans le fonctionnement d’un mur Trombe. C’est grâce à ces ouvertures hautes et basses que l’air peut réaliser un cycle et passer de froid à chaud. Lorsque l’ensoleillement n’est pas suffisant, fermer ces derniers évite que la chaleur ne s’échappe de la maison en hiver. En été, leur fermeture limite le passage de la chaleur de l’extérieur vers l’intérieur. Aux moments les plus chauds de la période estivale, il est aussi possible en ouvrant seulement le clapet placé en partie supérieure de laisser l’air chaud intérieur s’évacuer. Pour un usage plus optimal, il est possible d’automatiser le système d’ouverture/fermeture des clapets en fonction d’indications livrées par des sondes de températures. À noter que, pour plus d’efficacité, la surface des clapets doit être quasiment la même en haut et en bas.

La situation géographique : un critère essentiel à l’efficacité du mur Trombe

Pour tirer le meilleur parti du mur Trombe, il est indispensable de prendre en compte certaines données géographique et climatique. Ce type de construction ne pourra, en effet, pas être installée dans toutes les régions de France avec la même efficacité.

Ainsi le mur Trombe sera pleinement efficace dans des régions connaissant une forte amplitude entre les températures diurnes et nocturnes. Le concept a ainsi toute sa place dans des régions comme la Provence ou des zones de montagnes bénéficiant d’un ensoleillement optimal.

L’altitude est un autre facteur d’efficacité. Plus l’habitation sera en altitude, plus important sera le rendement d’un mur Trombe.

L’importance de l’orientation du mur

Il est judicieux de l’orienter de telle façon qu’il reçoive un maximum d’ensoleillement en hiver. Le mur plus souvent installé à la verticale, c’est donc construit plein sud qu’il sera le plus efficace à cette saison. Une tolérance de 15° vers l’est ou l’ouest peut tout de même être accordée.

Mur Trombe : tirer parti des saisons

De plus en plus utilisé en architecture bioclimatique, il est possible d’adapter l’usage du mur Trombe aux différentes saisons.

En hiver pour chauffer l’intérieur

L’hiver, le mur Trombe a pour fonction de chauffer l’air extérieur. Le concept utilise pour cela le principe du thermosiphon, ou thermocirculation. L’air emprisonné entre la surface vitrée et la paroi maçonnée va grimper en température par effet de serre. L’air chaud moins dense et donc plus léger va alors monter provoquant de fait l’aspiration, au niveau des ouvertures présentes en bas de paroi, d’air plus frais venant de l’intérieur. L’air chaud sera quant à lui diffusé au sein de la maison par une ouverture située en haut de la paroi.

Pour passer d’une technique de chauffage passive, c’est-à-dire sans utilisation d’équipement de chauffage, à une technique « active », il est possible d’associer à ce système une ventilation motorisée silencieuse. Les clapets peuvent ainsi en fonction des besoins en chauffage, du niveau d’ensoleillement, du moment de la journée, être ouverts ou fermés de façon mécanique voir automatique si ces derniers sont reliés à des capteurs.

Le clapet pour la nuit

De nuit, un clapet bouche l’ouverture supérieure placée en haut du mur, pour ne pas qu’un phénomène inverse ne se déclenche. L’air chaud, au niveau de plafond, refroidirait au contact de la fenêtre, et pénétrerait dans la pièce par l’orifice bas.

En été pour rafraîchir la maison

Si le mur Trombe permet de chauffer l’intérieur en hiver, il peut également rafraîchir l’atmosphère d’un bâtiment en été lorsqu’il est équipé de vannes de circulation d’air. Pour cela, l’entrée d’air située en bas du capteur doit être branchée à une prise d’air placée en haut de la maison. L’air chaud sera ensuite immédiatement évacué à l’extérieur et l’air frais cumulé la nuit pourra, toujours grâce au phénomène de thermosiphon, entrer dans le logement.

Il peut être aussi envisagé d’introduire de l’air frais grâce à un puits canadien, un conduit enterré dans lequel circule l’air extérieur avant d’être diffusé dans la maison. En été le sol rafraîchit l’air entrant, en hiver il le réchauffe. L’utilisation d’un ventilateur ne serait alors pas nécessaire puisque le volume d’air frais aspiré serait égal au chauffage du capteur Trombe.

Une technique qui permet une ventilation naturelle

La présence de deux sorties haute et basse favorise également la circulation naturelle de l’air sans mécanique. Dans les pièces d’eau comme les toilettes, la salle de bains, la cuisine, une Ventilation mécanique contrôlée (VMC) devra tout de même être installée pour évacuer l’air vicié.

Les déclinaisons du mur trombe

Au fil des années et en fonction de l’évolution des besoins, des variantes du mur Trombe ont vu le jour.

Demi-hauteur des murs Trombe

Le mur Trombe est au maximum de son efficacité lorsqu’il est plein. Mais voilà, cet état de fait limite les possibilités d’apport de lumière naturelle au sein d’une pièce. C’est pourquoi a été mis au point le mur Trombe dit à « demi-hauteur ». Ce mur construit à la hauteur désirée par les propriétaires des lieux présente certes une zone d’absorption solaire réduite, mais propose un apport de lumière direct et une zone de gain de chaleur plus importants.

Fonctionnant sur le même principe qu’un mur de pleine hauteur, il est, le plus souvent, réalisé à environ 1 m, 1,50 m de la surface intérieure de la fenêtre. De cette manière, il est possible d’installer des rideaux ou des stores afin de limiter la perte de chaleur les nuits d’hiver et les entrées de chaleur en été.

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Le mur absorbant

Ce type de mur est composé de 3 éléments :

  • un vitrage ;
  • un élément absorbant en bois (constitué d’une lame en bois avec une structure lamellaire horizontale) ;
  • un mur isolant.

L’énergie du soleil fonctionne ici comme un isolant naturel en hiver. Pour cela, les rayons du soleil passent à travers le vitrage puis pénètrent dans la structure lamellaire. Le bois engrange alors la chaleur et réchauffe lentement le mur. La chaleur atteindra l’intérieur du bâtiment au bout de quelques heures et aura pendant ce temps isolé le mur.

Le capteur à air solaire

Dans cette variante, la surface vitrée qui est intégrée à la façade reçoit et collecte le rayonnement solaire. Pour limiter les perturbations parfois liées aux vent et courant d’air, il arrive que ce vitrage soit perforé.

Emmagasiné dans ce capteur ou dans les combles du bâti, l’air chaud subit ensuite une filtration. Une ventilation mécanique par insufflation le répartira ensuite dans l’habitation. Selon l’utilisation souhaitée, l’air collecté peut être préalablement rafraîchi ou réchauffé.

Le coût de ce type de construction varie en fonction de la taille du mur, mais aussi des matériaux et des technologies complémentaires mises en œuvre. Il faut tout de même compter sur un budget moyen de 2 000 €.

Le mur solaire

Ici, plus de surface vitrée, mais un revêtement métallique perforé mis en place à quelques centimètres du mur du bâtiment, et un ventilateur. La paroi métallique est chauffée par les rayons du soleil et une dépression est créée par les ventilateurs dans la cavité d’air. Aspiré dans la partie supérieure du mur, l’air chaud est ensuite ventilé dans le bâti grâce au système de chauffage. Cette technique est plus particulièrement adaptée à de grands bâtiments et volumes.

Avantages et inconvénients

Comme tout système de chauffage, le mur Trombe présente son lot d’avantages et d’inconvénients.

Une construction écologique qui permet de réaliser des économies

Les avantages du mur Trombe sont nombreux, parmi eux :

  • le mur Trombe permet de réaliser des économies sur ses factures énergétiques ;
  • système de chauffage écologique, le mur Trombe utilise le soleil, une source d’énergie renouvelable et propre pour son fonctionnement. Il ne produit qui plus est aucun gaz toxique ou à effets de serre ;
  • le mur Trombe n’est soumis à aucune réglementation ;
  • simple d’utilisation, le mur Trombe ne nécessite pas, à moins de faire le choix de l’automatisation, l’installation de capteurs thermiques ;
  • les risques de pannes sont minimes.

Ce qu’on peut reprocher au mur Trombe

Le mur Trombe a aussi ses inconvénients :

  • il faut bien l’avouer un mur Trombe n’est pas très esthétique notamment du fait de sa couleur sombre difficile à intégrer dans une construction globale ;
  • les contraintes liées à son exposition au sud et à un ensoleillement régulier ne facilitent pas son intégration dans un projet de construction ;
  • le mur Trombe exempt d’ouverture peut priver l’intérieur d’un logement d’un apport de lumière naturelle ;
  • le nettoyage du vitrage est compliqué. Cela est d’autant plus vrai pour la partie intérieure qui nécessite de démonter la vitre ;
  • un mur Trombe peut difficilement pourvoir aux besoins en chauffage d’un logement. Dès lors, il est donc nécessaire de compléter son utilisation avec un autre mode de chauffage notamment pendant l’hiver ;
  • bien que construction écologique permettant de réduire les dépenses énergétiques d’un foyer, la construction d’un mur Trombe n’ouvre droit à aucune aide financière.

Le coût d’un mur Trombe

La technique étant encore peu répandue en France, l’estimation du coût de ce type d’ouvrage est difficile à faire. On peut néanmoins facilement statuer sur le fait qu’un mur Trombe coûtera logiquement plus cher qu’un mur classique pour les raisons suivantes :

  • une étude de faisabilité est indispensable avant tout projet ;
  • les ouvertures doivent être réalisées sur mesure ;
  • du fait de l’importance des surfaces, le coût du vitrage est aussi supérieur à un projet classique ;
  • les professionnels pouvant intervenir sur ce genre de projet étant rares, les tarifs ont tendance à être élevés.

Faire des économies en changeant de fournisseur

Le principe du mur Trombe est donc une manière écologique de réaliser des économies sur ses factures énergétiques tout en faisant appel à une énergie verte pour se chauffer. Pourtant ce type de projet se montre assez onéreux à mettre en œuvre.

Mais saviez-vous que vous pourriez également faire un geste pour la planète et pour votre portefeuille en changeant par exemple de fournisseur énergétique ?

L’ouverture du marché de l’énergie en 2007 permet, en effet, d’opter pour le fournisseur d’énergie de son choix. En faisant jouer la concurrence, chacun peut ainsi désormais bénéficier de contrats plus avantageux offrant des réductions sur le prix du kWh et/ou de l’abonnement.

De plus en plus souvent, les fournisseurs d’électricité proposent des offres d’électricité « verte ». C’est-à-dire que ces fournisseurs s’engagent à ce qu’une quantité d’électricité d’origine renouvelable équivalente à celle consommée par le client soit injectée sur le réseau de distribution. Pour cela, ils doivent être inscrits au registre national des Garanties d’origine (GO). Certains fournisseurs promettent même, en plus des Garanties d’origine, de se fournir en électricité verte à partir de leurs propres sites de production ou d’acheter directement de l’électricité verte à des producteurs locaux.

En plus, changer de fournisseur d’énergie est une démarche simple, rapide et gratuite. Tout ce que vous avez à faire, c’est de comparer les différentes offres de fournisseurs et d’opter pour celle qui convient le mieux à votre mode de consommation. À ce propos, n’hésitez d’ailleurs pas à consulter notre comparateur d’énergie.

Lorsque vous aurez fait votre choix, laissez votre nouveau fournisseur se charger du reste. Il résiliera pour vous votre ancien contrat sans que vous ayez à vivre de coupure de gaz ou d’électricité. Sans engagement, ces contrats peuvent être résiliés à tout moment. Vous pouvez donc, à tout instant, souscrire à nouveau un contrat auprès de votre ancien fournisseur ou d’un autre fournisseur alternatif.

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