Mur Trombe

À l'origine, le concept est fondé sur un mur plein, par exemple de béton ou de pierre, de couleur sombre (mat), exposé au sud (dans l'hémisphère nord), devant lequel on dispose un vitrage. Ce vitrage piège la chaleur du soleil (effet de serre) qui s'accumule et diffuse dans la maçonnerie. La restitution, à l'intérieur de l'habitation, se fait de manière douce, continue et étalée dans le temps. Dans cette configuration, le mur est couramment appelé « mur capteur ». La création d'ouvertures basse et haute dans la maçonnerie accumulatrice permet la circulation naturelle d'un flux d'air. Il s'agit de l'air intérieur au bâtiment qui entre dans le mur par l'ouverture basse, se réchauffe dans l'espace existant entre la maçonnerie et le vitrage puis revient dans l'espace intérieur. Dans cette configuration, le composant devient un "mur Trombe". Par sa conception, il permet une récupération assez rapide d'une partie des apports solaires reçus en façade par l'intermédiaire du flux d'air. Une autre partie des apports solaires captés, traversera la maçonnerie avec un délai plus ou moins important selon son épaisseur et sa nature (béton, pierre, terre crue, ....) (environ 5 heures pour 15 cm de parpaings pleins en béton). Ceci permet donc d'étaler dans le temps les apports solaires reçus en journée et d'en profiter en soirée, après le coucher du soleil.

Pour améliorer ses performances il est nécessaire d'utiliser en couverture extérieure des vitrages performants comme un double-vitrage à faible émissivité. Les menuiseries ainsi disposées doivent être parfaitement étanches à l'air et aptes à supporter les dilatations qui peuvent survenir en cas de fort ensoleillement. La protection des vitrages, à l'aide d'un volet roulant par exemple, est aussi souhaitable afin de diminuer les déperditions nocturnes et de limiter les surchauffes estivales.

Enfin il est nécessaire de prévoir le cas du refroidissement extérieur du mur qui engendrerait une circulation inversée du flux d'air et un refroidissement non désiré du local à chauffer. Une trappe à l’ouïe basse, ou mieux un simple volet souple peut permettre d'empêcher ce thermosiphon inverse.

En outre, il est possible de rendre active cette technique passive par l’ajout d'une ventilation motorisée.

Une des applications du mur Trombe se trouve à Font-Romeu-Odeillo-Via dans les Pyrénées-Orientales avec l'immeuble des maisons solaires Trombe-Michel.

La médiathèque Théodore-Monod a été réalisée à Betton (35) par les architectes Patrice Liard et Christine Tanguy en 2007 : "La façade sud en charpente bois et lamellé-collé est équipée d'un vitrage peu émissif à lames d'argon recouvrant une serre plantée devant un mur en terre crue" de 45 cm. L'ombre d'un pare-soleil couvre le mur d'avril à octobre afin d'éviter la surchauffe estivale. « C'est un projet simple, qui répondait à notre volonté de concevoir un bâtiment bioclimatique performant. Le résultat est élégant et vieillit sans dommage ». Le mur assure une économie de 25 % des besoins énergétiques.

Le gymnase de l'Europe, à Brest (29), est un bâtiment basse consommation de 1 686 m² conçu par DDL Architectes en 2013. « Notre idée était d'apporter des calories à la VMC double flux du bâtiment en créant un mur Trombe au sud », Le mur Trombe est "composé d'une paroi en polycarbonate, d'un vide d'air et d'un mur béton de 40 cm"[2].

Le mur Trombe est avant tout un système de chauffage ou de climatisation solaire par circulation d'air. Le principe de fonctionnement est simple. Il repose d'une part sur l'effet de serre (capteur vitré), et d'autre part sur le thermosiphon ou la thermo-circulation (l'air chaud monte).

Pour être fonctionnel, le mur Trombe ne doit pas avoir d'isolant à l'intérieur. Sinon, son fonctionnement change et l'énergie récupérée est alors purement convective avec une efficacité moindre.

Cependant en comparaison avec un mur isolé aux normes thermiques françaises actuelles (RT2012), l'efficacité thermique globale du mur Trombe avec un simple vitrage (Ug 5,8) est inférieure à celle d'un mur isolé. Lorsque l'on utilise un double vitrage classique (Ug 2,8) l'efficacité thermique des deux systèmes est équivalente (mais le mur Trombe coûte alors plus cher).

Une étude réalisée "sur un bâtiment conforme à la RT2012 confirme une économie annuelle de 20 % en période de chauffe". "Le rendement est évalué à 150 kWh/m² en zone climatique H1 (nord/est)"[2].

En 2012, pour que l'investissement supplémentaire requis par le mur Trombe soit compensé par le gain énergétique fourni par celui-ci, il faut utiliser un vitrage dont les performances thermiques sont élevées (Ug inférieure à 1,1). Il faut également prévoir un système d'ombrage ou couverture de la vitre en été pour éviter une surchauffe.

L'utilisation de capteurs solaires thermiques est souvent une solution plus appropriée et plus flexible, mais plus chère et plus complexe.