La plus ancienne et certainement la plus importante, quoique discrète, utilisation de l'énergie solaire consiste à bénéficier de l'apport direct du rayonnement solaire, c'est-à-dire l'énergie solaire passive.

Pour qu'un bâtiment bénéficie au mieux des rayons du Soleil, on doit tenir compte de l'énergie solaire lors de la conception architecturale (façades doubles, orienté vers le Sud, surfaces vitrées, etc.).

L'isolation thermique joue un rôle important pour optimiser la proportion de l'apport solaire passif dans le chauffage et l'éclairage d'un bâtiment.

Dans une maison solaire passive, l'apport solaire passif permet de faire des économies d'énergie importantes.

Dans les bâtiments dont la conception est dite bioclimatique, l'énergie solaire passive permet aussi de chauffer tout ou partie d'un bâtiment pour un coût proportionnel quasi nul.

Maison bioclimatique Lorraine:

Les apports solaires représentent l’énergie entrante par l’ensoleillement direct via les
vitrages par transmission surfacique des parois chaudes en contact avec l’extérieur.

Les apports solaires servent de base de calcul pour établir un bilan frigorique et calculer
une puissance de machine frigorique ou de climatiseur. Dans ce cas, les apports internes
tels que l’occupation et autres charges internes doivent être pris en compte.

Mur trombe :

Le mur trombe est également un système travaillant sur les apports solaires.
Ce dispositif tire parti, par effet de serre, de l'énergie gratuite du soleil. Idéalement, le mur trombe
est un mur plein de couleur sombre, exposé au sud, devant lequel on dispose un vitrage. Ce vitrage
piège la chaleur du soleil qui se propage et s'accumule dans la maçonnerie. La restitution, à l'intérieur
de l'habitation, se fait de manière douce, continue et étalée dans le temps.

Dans cette conguration, le mur est couramment appelé mur capteur. Le percement,
dans la maçonnerie accumulatrice, d'ouvertures basse et haute permettant à l'air préchauffé
d'être envoyé dans l'espace intérieur, transforme ce mur capteur en mur Trombe.

Hauteur du Soleil :

En hiver, le Soleil ne monte qu'à 20° au-dessus de l'horizon. Il éclaire en lumière rasante et chauffe
beaucoup moins le sol qu'en été où il monte à 66° (angles donnés pour une latitude moyenne en France
de 47°).

Un faisceau de lumière de 1 m² de section doit chauffer 1,1 m² s'il éclaire comme le Soleil de midi
du solstice d'été (66° au dessus de l'horizon). Par contre, s'il éclaire en lumière rasante comme le soleil du
solstice d'hiver à midi (20° au dessus de l'horizon), il doit chauffer 3 m² : le sol reçoit donc beaucoup
moins d'énergie au m² et il fait plus froid.

Au solstice d'été, un même faisceau de lumière doit chauffer une surface au sol représentée en
rouge beaucoup plus petite qu'au solstice d'hiver. Il chauffe donc davantage au solstice d'été qu'au
solstice d'hiver.

La variation de la hauteur du Soleil est le principal facteur responsable des diérences de température
entre l'hiver et l'été.

Orientation :

L’énergie du soleil pénètre à l’intérieur des pièces par les fenêtres, et est absorbée par les éléments
constitutifs de l’habitat, puis libérée sous forme de chaleur.
Pour assurer un bon éclairage des pièces ainsi que des déperditions minimales de chaleur en hiver, un bon
ratio de surface de parois vitrées (et celui imposé par la RT 2012) est de 1/6, soit 17% de la surface habitable.

L’aménagement des pièces est donc si possible à prévoir en fonction de ces caractéristiques:

-Les pièces à vivre doivent être claires, panoramiques, chaudes en hiver et fraîches en été.

-Les vitrages placés au sud capteront en hiver plus d’énergie par le soleil qu’ils n’en feront perdre.

-Les chambres doivent de préférence être orientées à l’est pour profiter du lever du soleil mais rester
fraîches en fin de journée.

-Toutes les pièces où il n’est pas nécessaire d’avoir une température constante de 19 °C (entrée, salle de
bain, garage, celliers, buanderie…) sont de préférence disposées sur les façades froides de la maison,
afin de jouer le rôle de « tampon » ou de « sas » avec les pièces principales et permettre de réduire les
déperditions de chauffage. Les ouvertures doivent être réduites au minimum.

Une idée trop communément admise est qu’il faut éviter les fenêtres au sud pour réduire les
apports solaire en été: au contraire, d’avril à août, une surface verticale orientée plein sud recevra moins
d’énergie qu’une surface orientée à l’est ou l’ouest.

Vérandas :

La majorité vérandas actuellement se tourne vers l'aluminium, grâce à ses propriétés physiques
qui permettent de construire des armatures isolantes (grâce au procédé de rupture de pont thermique),
avec une faible dilatation thermique, avec des possibilités de coloration sur le long terme et une quasi-
absence d'entretien. Les autres matériaux utilisés sont le PVC (à utiliser seulement pour les petites
structures en raison de son coecient de dilatation), le bois qui reste malgré tout une alternative à l'aluminium
et qui permet l'utilisation d'une couverture plus isolante que les couvertures utilisées pour les
vérandas en aluminium. Les vérandas en bois ont de plus l’avantage de coûter moins cher que les vérandas
en aluminium.

La disposition de votre véranda par rapport à votre maison est un point essentiel, qui peut être imaginée
dans diérents plans.
Pensez toutefois à orienter votre véranda vers le Sud, pour tirer profit au maximum des rayons du soleil.