Le mur Trombe ou mur Trombe-Michel capteur de calories solaires
Sommaire
Le mur Trombe (principe)
Le mur Trombe ou mur Trombe-Michel, est un mur capteur de calories gratuites apportées par le rayonnement solaire. Il a été conçu par le chimiste Félix Trombe et l'architecte Jacques Michel. Son installation doit être liée à la région et son climat : les zones froides, mais ensoleillées sont particulièrement adaptées.
Le principe du mur Trombe a été imaginé dans la maison du chimiste Félix Trombe à Odeillo (Pyrénées-Orientales) en 1962. Cet inventeur est à l'origine des fours et centrales solaires est connu comme système de chauffage solaire en hiver ne compromettant pas le confort thermique en été. Il s’agit d’une variante des murs capteurs accumulateurs.
Le mur Trombe (schéma)
Il permet de chauffer gratuitement l'air d'une pièce, simplement en utilisant les calories provenant de l'énergie solaire, car la chaleur se diffuse par 4 modes différents.
Le mur capteur Trombe comporte des ouvertures qui permettent un échange entre l’air de la pièce et l’air contenu entre le vitrage et le mur. Lorsque le rayonnement solaire frappe le mur trombe, l’air froid intérieur se réchauffe en circulant entre le mur et le vitrage (voir schéma).
Lorsque l’ensoleillement est insuffisant, l’air se refroidit. Des clapets obturateurs sont installés sur les ouvertures et en absence de soleil, ils ont maintenus fermés.
Le chauffage se fait donc de 2 manières différentes :
- Par convection, grâce à la circulation d’air.
- Par rayonnement, grâce au déphasage du mur.
Ci-dessous, principe de fonctionnement d'un mur Trombe. Schéma ACQUALYS-Picbleu ®
L'énergie solaire passive
Elle permet de tirer parti du rayonnement solaire par une architecture adaptée, permettant de limiter les besoins d’éclairage et de chauffage, tout en contribuant à la production du confort d’été. L’énergie solaire passive est utilisée pour le chauffage, le refroidissement d’un bâtiment et pour sa capacité à maximiser l’éclairage naturel les caractéristiques architecturales d’un bâtiment, comme son orientation et son emplacement, pour canaliser l’énergie thermique.
Son principe est simple :
Le mur Trombe est composé d'un bloc de matière à forte inertie (béton, pierre, etc.) qui accumule le rayonnement solaire du jour et le restitue pendant la nuit. Un double vitrage est placé devant cette paroi pour créer un effet de serre pour chauffer l'air.
- L'absorption du mur stockeur peut être améliorée en utilisant des matériaux sombres ou en le peignant en noir.
- Ce mur peut aussi être percé d'ouvertures pour permettre la circulation de l'air chaud.
- Des technologies de pointe comme des doubles ou triples vitrages à faible émissivité thermique peuvent augmenter le rendement thermique du mur. On peut rendre active cette technologie passive par l'ajout de ventilation motorisé sur les clapets de circulation d'air.
- Un Américain Edward Morse breveta le concept en 1881 (US patents 246626), mais ce brevet a été ignoré. Les premiers chocs pétroliers ont réhabilité ce principe peu consommateur d'énergie.
Le mur trombe est une solution très intéressante permettant de réduire significativement les besoins de chauffage. (Apport de calories en moyenne équivalant à 50 kWh/m2/an).
La disposition des pièces principales de la maison doit être conçue afin de bénéficier d’un ensoleillement optimal. Les ouvertures (fenêtres, véranda, baie vitrée) des pièces à vivre devraient être principalement orientées vers le Sud. Il est conseillé d’orienter les pièces comme la buanderie ou le garage du côté nord puisque cette orientation est assez déficitaire et réservée à la lumière des ateliers des peintres.
3 configurations principales dominent l’architecture solaire passive :
- Système à gains directs par les vitrages
- Système à mur Trombe.
- Système couplant les 2 précédents (exemple une serre accolée à une maçonnerie).
Données chiffrées (exemples)
- Capacité d'accumulation : jusqu’à 500-600 Wh/m²/jour.
- Économie annuelle : entre 300 et 700 kWh selon surface et climat.
- Temps de retour sur investissement : souvent inférieur à 10 ans, surtout en auto-construction.
Avantages et inconvénients
Points positifs
- Aucune consommation d’énergie : solution 100 % passive.
- Entretien minimal, fonctionnement autonome.
- Bon complément à un chauffage classique en mi-saison.
- Réduction possible de 30 à 50 % des besoins de chauffage, selon l’implantation et l’isolation globale du bâtiment.
Limites et précautions
- Nécessite une orientation plein sud et un bon ensoleillement hivernal.
- Peut entraîner une surchauffe estivale si non protégée (volet, débord de toit, brise-soleil).
- Peu efficace dans les zones peu ensoleillées ou très humides.
- Moins pertinent dans les constructions neuves très isolées (type RT 2012 ou RE2020).
Certains bâtiments ont mis en œuvre le mur Trombe, comme la médiathèque Théodore-Monod à Betton ou le gymnase de l'Europe à Brest, ils illustrent l'efficacité réelle de cette technique.
Comparaison avec d’autres solutions solaires passives
Ce tableau liste tous les moyens pour exploiter la chaleur radiative du soleil différente des panneaux photovoltaïques qui transforment les photons solaires en courant continu.
Solution passive | Coût | Entretien | Efficacité thermique | Autonomie |
Mur Trombe | Faible | Très faible | Bonne à moyenne | Totale |
Serre bioclimatique | Variable | Faible | Très bonne | Bonne |
Baies vitrées au sud | Faible | Faible | Moyenne | Moyenne |
Plus élevé | Moyen | Très bonne | Moyenne |
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