1. Université Ferhat Abbas – Sétif –Université Ferhat Abbas – Sétif –
Département d’ArchitectureDépartement d’Architecture
AtelierAtelier 22ee
AnnéeAnnée
Groupe: 5Groupe: 5
Le Confort en ArchitectureLe Confort en Architecture
Présenté par: Mr. AbdessemiaPrésenté par: Mr. Abdessemia
Mr. Ali KhodjaMr. Ali Khodja

2. IntroductionIntroduction
Le confort: C’est le bien-être matériel résultant des commodités
de ce dont on dispose. (Larousse)
Il peut être perçu comme un état d’équilibre entre l’être humain
et le milieu dans lequel il se trouve à un moment donné. Il crée
ainsi un état de bien être propice à l’activité du moment.
L’inconfort au contraire est un état de déséquilibre entre l’être
humain et son milieu, donnant lieu à des états de tension et de
souffrance.
Le confort se divise en deux :
- Confort physique.
- Confort psychique.

3. Le confort physiqueLe confort physique
C’est tout ce qui est relatif au confort du corps humain.
- Sur le plan thermique
- Sur le plan visuel ou lumineux
-Sur le plan acoustique
Confort thermiqueConfort thermique
Le corps humain
produit de la chaleur
par combustion des
aliments.

4. L’homme a la propriété de maintenir leur température à une
valeur à peu près constante quelles que soient les conditions
atmosphériques et l’activité physique.
Le confort thermique : état d’équilibre entre la chaleur produite
à l’intérieur du corps et la chaleur cédée à l’environnement.
Mode de transfert de chaleur
La convection : transmission de la chaleur de la surface du
corps à l’air ambiant.
La conduction : par les pieds en contact avec le sol.
Le rayonnement : de la surface du corps vers toutes les parois
qui l’entourent.
L’évaporation : sudation, évaporation de l’eau à la surface de la
peau.

5. Paramètres du confort thermique
En termes de climat, un bâtiment doit offrir une réponse à la
chaleur, au froid, au rayonnement et aux autres forces.
- Température de l’air : influence la convection entre le corps et l’air.
- Température des parois : intervient dans les échanges de chaleur par
rayonnement.
- Humidité ou Transfert de chaleur sous forme latente : évaporation
d’eau. Si l’air est saturé (humide), il ne permet pas l’évaporation.
- La combinaison de la température et de l’humidité donne naissance
à la chaleur sèche et humide et au froid sec et humide.
- Vent : s’il doit être favorisé ou non.
- Pluie : a un rapport avec le climat parce qu’il est nécessaire de se
protéger de la pluie tout en préservant la ventilation.
- Rayonnement et lumière : désirés ou non et s’il faut les favoriser ou
non.

6. Chaleur Séche (Climat désertique)
Les régions chaudes et sèches sont caractérisées
par de fortes températures diurnes (jour) et par
des températures nocturnes (nuit) basses. Il faut
retarder l’entrée de la chaleur aussi longtemps
que possible afin qu’elle atteigne tard l’intérieur.
On utilise des matériaux de forte capacité
calorifique comme la terre, la pierre,
absorbant la chaleur durant la journée et
la restituant pendant la nuit.
La vitesse du flux de chaleur est de 4cm/h.
L’épaisseur du matériau crée un
« effet de déphasage ».Une partie de la chaleur
absorbée pendant le jour chauffe la masse des murs et des toitures
et ce n’est que le reste qui est transmis à l’intérieur.

7. Le rapport entre la chaleur absorbée et la chaleur stockée dans le
matériau dépend de la « capacité calorifique de l’enveloppe ».
Le flux de chaleur transmis à l’intérieur du bâtiment diminue lorsque la
capacité calorifique de sa structure augmente.
On utilise une structure géométrique compacte qui fournit une surface
minimum exposée à la chaleur extérieure. ceci en serrant les maisons les
unes contre les autres, ce qui fournit de l’ombre et réduit la surface
exposée au soleil.
On évite de créer de la chaleur en
écartant la cuisine en dehors de
la maison.
On réduit le nombre et la taille des fenêtres.
On peint les maisons en blanc ou d’une autre
couleur claire pour réfléchir un maximum
de chaleur rayonnante.

8. Chaleur Humide (Climat équatorial)
Climat caractérisé par de fortes pluies, une grande humidité, des
températures relativement modérées avec de faibles écarts journaliers
ou saisonniers et un rayonnement intense.
Il faut un maximum d’ombre et un minimum de capacité thermique. Il
n’est pas intéressant d’emmagasiner
de la chaleur.Une chaleur humide exige
des bâtiments ouverts, à faible capacité
thermique avec une ventilation
maximum, donc une structure longue et
étroite et des formes très séparées avec
les murs les plus minces possibles.

9. Dans ces maisons c’est le toit qui est l’élément dominant. C’est un
énorme parasol imperméable ayant une pente raide pour permettre aux
pluies de s’écouler, opaque au rayonnement solaire et d’une masse
minimum pour éviter l’accumulation de la chaleur et sa restitution
ultérieure. De larges auvents protègent
contre la pluie et le soleil
et permettent aussi la
ventilation quand il pleut.
Le plancher est surélevé non
seulement pour une
meilleure exposition aux
vents, pour se protéger des
inondations et pour se
défendre des gros insectes
et des animaux.

10. Froid Sec
Les mêmes principes de la chaleur sèche s’appliquent, excepté que la
source de chaleur est maintenant à l’intérieur au lieu d’être à
l’extérieur, et son s’efforce d’empêcher la chaleur de se propager vers
l’extérieur. Chauffer l’habitation le mieux possible avec de grands
éléments de chauffage que l’on trouve au milieu de la maison, afin
d’utiliser la chaleur de la cuisine, celle des hommes et parfois celles des
animaux. On évite les déperditions de chaleur en
utilisant un plan massif, une surface
minimum exposée à l’extérieur, des
matériaux lourds et isolants en empêchant
les courants d’air. On s’arrange pour que la
neige, qui est un bon isolant, forme
d’épaisses couches sur les toits. Il faut
capter le plus possible de rayonnement solaire
et pour cela on utilise des couleurs sombres.

11. L’igloo des Esquimaux : La nécessité de venir à bout du froid et et
des vents violents fait qu’il est construit en neige sèche. On essaye
d’offrir au vent la moindre résistance et d’obtenir un volume
maximum avec un minimum de surface. L’hémisphère de l’igloo
réalise cela parfaitement et est chauffée par une lampe à huile, une
source de chaleur radiante que l’hémisphère aide à faire converger au
centre. Dans l’igloo le sol est surélevé au-dessus du tunnel d’entrée.
Ceci élimine les courants d’air et comme l’air chaud monte et que
l’air froid descend, les habitations sont dans une zone plus chaude.

12. Humidité
L’humidité dans les bâtiments constitue à la fois un danger potentiel pour
la santé et le confort et une source de dommages esthétiques et matériels.
Température et humidité opèrent ensemble en ce qui concerne le confort.
Quand l’humidité est forte on ne peut pas la réduire sans des moyens
mécaniques et on utilise la ventilation pour permettre au corps de perdre la
chaleur. Quand l’humidité est faible on peut utiliser l’eau et la végétation
pour l’accroître et certains procédés d’humidification qui sont souvent un
écoulement d’eau sur des nattes d’herbes placées dans les fenêtres.
La vapeur est véhiculée et distribuée par les vents.
La capacité de l’air à contenir de la vapeur d’eau augmente avec sa
température. L’humidité affecte le comportement de nombreux matériaux
de construction et leur cadence de détérioration.

13. Parmi les dommages esthétiques, on peut citer la détérioration de la
couleur et le détachement de la peinture. Des murs humides peuvent
aussi offrir un champ favorable aux champignons et provoquer des
odeurs désagréables.
Transpiration : se déclenche lorsque la perte de chaleur sèche par
convection et rayonnement, plus la perte par perspiration insensible,
deviennent inférieures à la production de chaleur.
La transpiration est étroitement associée à la surface de la peau qui est
recouverte d’humidité. Lorsque la capacité évaporative de l’air est
beaucoup plus grande que le taux de sécrétion de la sueur, celle-ci
s’évapore aussitôt qu’elle émerge des pores de la peau, sans former de
couche liquide sur sa surface.
Lorsque le taux de sécrétion augmente, ou lorsque la capacité
évaporative de l’air décroît, les gouttes de sueur apparaissent.
L’augmentation de la vitesse d’air compense les effets de l’humidité.

14. Vent (mouvement de l’air)
Le vent est lui aussi lié à la température. La vitesse du vent, l’humidité
et la température entrent toutes trois dans le concept de température
réelle que l’on utilise pour mesurer le confort. Quand il fait froid ou
très sec, le vent est en général indésirable. Quand il fait chaud et
humide, le vent est favorisé.
Les maisons se situe dans des creux
de sorte que le mur Nord a la hauteur
d’un rez-de-chaussée et il est
aveugle ou possède très peu d’ouvertures,
tandis que le mur Sud a un étage et
possède de nombreuses fenêtres protégées
par des volets car s’il y a peu d’arbres pour donner de l’ombre.

15. Des perches spéciales, qui étaient
plantées devant la maison et qui
briseraient la force du vent.
La vitesse de l’air affecte le corps
humain de deux façons différentes.
- Selon que le vent est froid ou
chaud, elle détermine l’échange de
chaleur convective du corps (donc elle
chauffe ou refroidit)
- Elle affecte la capacité évaporative
de l’air et par conséquent permet
l’évaporation de la sueur
Une augmentation de la vitesse de l’air produit toujours un effet de
refroidissement, qui augmente lorsque la température de l’air est
abaissée.

16. Condensation
L’air à toute température n’a qu’une capacité limitée en vapeur d’eau.
La vapeur requise pour saturer l’air (limite de saturation) augmente avec
la température.
Lorsqu’une masse d’air non saturée est refroidie, la température à
laquelle la vapeur d’eau se condense est appelée « point de rosée ». Un
refroidissement au-delà du point de rosée abaisse la limite de saturation
et l’excès de vapeur se condense en eau.
Lorsque l’air non saturé entre en contact avec une surface à une
température inférieure au point de rosée, l’air directement au contact
avec la surface se condense sur la surface.
Les cuisines et les salles de bains sont les principaux centres de
production de vapeur d’eau. La condensation se produit souvent derrière
les lits et les meubles, là où le mur est isolé de l’ambiance thermique
réchauffée par l’air intérieur.

17. Rayonnement et lumière
Le rayonnement et la lumière sont en général
indésirables dans les régions chaudes, et on
utilise des moyens variés pour les éviter.
Dans les régions froides, en hiver, on
recherche la lumière et le rayonnement
et bien que les grandes ouvertures puissent
créer des problèmes de froid et de pertes
de chaleur.
Dans les régions chaudes et sèches, on évite
de différentes manières le rayonnement direct
du soleil. On utilise des ouvertures peu nombreuses et petites des
volets les larges auvents. Les auvents peuvent être dessinés de
manière à laisser entrer le soleil d’hiver, bas sur l’horizon, tout en
excluant le soleil d’été qui est plus haut.

18. Le rayonnement du sol peut être une source majeure d’éblouissement
et de chaleur là où la végétation ne couvre pas ce sol. Pour éviter cela
on place les ouvertures en hauteur ou des
arcades autour de la maison, ainsi que la
végétation et l’eau autour de la maison.
Le rayonnement solaire total (insolation)
arrivant sur une surface se diviser en trois
composants :
- Rayonnement direct du soleil.
- Rayonnement diffusé par le ciel.
-Rayonnement réfléchi par l’environnement :
on l’évite par le changement de la couleur, de
texture ou d’orientation, on peut impliquer le
changement du type de matériau dont une
surface est composée, par exemple en plantant de la végétation sur la
surface du sol environnante.

19. Le Confort à l’intérieur
L’enveloppe d’un bâtiment sépare l’espace
intérieur de l’environnement extérieur et
par là même modifie ou supprime les effets
directs des paramètres climatiques tels que
la température ambiante extérieure,
l’humidité, le vent, le rayonnement solaire,
la pluie, la neige, etc.
Pendant l’hiver, le bâtiment perd de la
chaleur vers l’extérieur par transmission à
travers les parois extérieures et le sol. Il en
perd également par ventilation parce qu’il
y a entrée d’air froid et sortie d’air chaud.

20. Pendant l’été, il gagne au contraire de la chaleur par transmission du
milieu extérieur. La température de l’air extérieur étant en général
supérieure à celle des locaux. Sous l’effet du rayonnement solaire, il
gagne aussi des quantités de chaleur, par transmission à partir de l’air
extérieur. L’équipement thermique des locaux a pour but essentiel de
remplacer la chaleur perdue par les locaux en hiver vers l’extérieur et
d’absorber celle gagnée en été.
Température de l’air : à elle seule, elle ne suffit pas à assurer le
confort. Dans des locaux de séjour, en hiver de 18° à 22°C et en été de
22° à 26°C. Dans des locaux où les utilisateurs ne séjournent
qu’occasionnellement (bâtiments administratifs), en été il faut une
température de l’air située à mi-distance entre 20° et la température
extérieure. En d’autres temps, lorsque la température extérieure est de
40°C, il est déconseillé de faire descendre la température de l’air
intérieur en deçà de 30°. Cela engendrerait un écart de température
trop important entraînant ainsi un choc thermique.

21. Température des parois ou température moyenne radiante (TMR)
La température des parois agit sur celle de l’intérieur par convection et
rayonnement. Il ne suffit pas de chauffer l’air intérieur alors que la
température des parois est basse. Cela aura comme effet la
condensation sur les surfaces des murs internes.
Humidité de l’air
Les échanges de chaleur diminuent lorsque l’humidité s’élève. Pour
une température de 20° à 22°C, les taux d’humidité tolérés sont de
entre 35% et 70%.
Mouvements et vitesse de l’air (Vent)
La transmission de la chaleur par convection, l’intensité du transfert
est proportionnelle à la vitesse du fluide en mouvement.
Aux températures de 20° à 22°C, on considère comme maximales des
vitesses de 0.15 à 0.25 m/s. Au-dessus d’une vitesse de 0.25 m/s on
sort de la zone de confort et il y a présence de courants d’air.

22. Ensoleillement
L’enveloppe d’une construction est soumise alternativement à un
échauffement pendant le jour et à un refroidissement pendant la nuit.
La grandeur de la température d’une surface externe dépend de sa
couleur et de son orientation.
Couleur extérieure du bâtiment
La nature et la couleur de la surface externe déterminent la quantité de
rayonnement solaire absorbée, la quantité de chaleur perdue par
rayonnement vers l’espace pendant la nuit.
On peut constater qu’avec une couleur extérieure sombre, la
température de surface externe monte jusqu’à 32° au-dessus du
maximum ambiant, alors que l’augmentation pour des surfaces
blanchies à la chaux n’est que de 1°C.
Surfaces badigeonnées neuves 10-15%, Peinture à l’huile blanche 20-30%
Marbre blanc 40-50%, Gris moyen 60-70%, brique, béton 70-75%, Noir brillant 80-
85%, Noir mat 90-95%.

23. Lorsque la couleur de surface est claire, l’absorption est faible et la
température de l’air ambiant a un effet thermique plus important que le
rayonnement incident, alors qu’avec des couleurs externes sombres, c’est
l’influence de l’éclairement qui est prépondérante.
Orientation et ses effets sur les ambiances intérieures
L’orientation d’une pièce est la direction vers laquelle est dirigée
sa façade extérieure. Le choix de l’orientation est soumis à de
nombreuses considérations, telles que la vue dans différentes
directions, la position du bâtiment par rapport aux voies, la
topographie du site, la position des sources de nuisances et la
nature du climat.

24. Orientation et ses effets sur les ambiances intérieures
L’orientation des bâtiments affecte l’ambiance intérieure de deux
manières, par la régulation de l’influence de deux facteurs
climatiques distincts :
- Le rayonnement solaire et ses effets d’échauffement sur les murs
et les pièces orientées selon différentes directions.
- Les problèmes de ventilation en rapport avec la direction des
vents dominants et l’orientation de la construction.
Il est possible pour ajuster la conception d’un bâtiment, de
modifier les effets de l’orientation à la fois sur les conditions de
ventilation et de température.
Dès le lever du soleil le prototype à fenêtre orientale connaît une
très forte augmentation de température, 13°C en quatre heures,
contre 5°C à l’extérieur dans le même intervalle.

25. Le maximum à l’intérieur est de 6°C supérieur à celui de
l’extérieur. Du côté ouest, l’augmentation de température est
modérée jusqu’à midi, mais son exposition au rayonnement direct
l’après-midi, elle croît de manière accélérée jusqu’à un maximum
de près de 11°C au-dessus du niveau extérieur.
Pour les orientations Nord et Sud, les régimes d’échauffement sont
semblables, à part le milieu de la journée (10h et 16h) où la
température est plus élevée dans le prototype exposé au Sud.
Quant au maximum, il se situe à 3.5°C au-dessus de celui de
l’extérieur.
L’effet de Serre
La propriété unique des verres est la transparence différentielle aux
rayonnements de courte et de grande longueur.

26. Tandis qu’il transmet la quasi-totalité des rayonnements du domaine de
0.4 à 2.5 µ qui correspond à peu de choses prés à la définition du spectre
solaire, le verre est complètement opaque aux rayonnements de plus
grande longueur d’onde aux alentours de 10 µ.
Ainsi le verre transmet les rayonnements de manière sélective ; il permet
au rayonnement solaire de pénétrer à l’intérieur des bâtiments, où il est
absorbé par les surfaces et les objets que contiennent ces bâtiments, ce
qui a pour effet d’élever leur température.
Mais ces surfaces chauffées émettent à leur tour un rayonnement dont le
maximum d’intensité se situe à une longueur d’onde voisine de 10 µ et
ce rayonnement ne peut être transmis à l’extérieur, du fait de l’opacité du
verre à cette longueur d’onde.
Par ce processus une surface vitrée exposée au soleil provoque une
élévation des températures intérieures bien supérieure à celle que
provoquerait la pénétration du rayonnement solaire par des fenêtres
ouvertes.

27. Système de contrôle du soleil (Système d’occultation)
Il y a deux types de contrôles solaires : les éléments d’occultation
verticaux (saillies), et les éléments horizontaux (projections).
Les avancées horizontales sont
plus efficaces en façades Sud.
Aux latitudes moyennes des
avancées plus profondes sont
requises sur les façades Sud.
Les ailerons ou d’autres éléments
verticaux sont plus efficaces dans la
protection des façades Est et Ouest. Des éléments comme les pilastres,
les ailerons autoportants.
La végétation est aussi extrêmement efficace pour protéger les fenêtres
pour des hauteurs de soleil très basses. Par exemple une rangée
d’arbustes serrés, plantés à distance d’une fenêtre Ouest, offre une vue
agréable, mais contrôle les charges thermiques de fin d’après-midi.

28. Les rayons solaires du côté Sud sont bas en hiver, lorsqu’ils sont
favorables pour le réchauffement dans
les climats froids.
Ils sont haut en été et donc les
Projections permettent de les éviter.

29. Il faut implanter des bâtiments de manière à ce qu’ils portent
ombre les uns sur les autres est une stratégie utilisée. Ce qui
explique pourquoi les rues entre les habitations sont
inévitablement disposées d’Est en Ouest dans les villes à
climat chaud. Cependant dans les régions plus froides ou peu
d’ensoleillement, un « droit au soleil » a donné naissance à des
lois interdisant à tout bâtiment de porter une ombre sur son
voisinage.

30. La ventilation dans le bâtiment
L’orientation des fenêtres vis-à-vis de la direction des vents
dominants a une influence considérable sur la ventilation intérieure.
La principale exigence pour qu’une ventilation soit satisfaisante est
de prévoir des ouvertures aussi bien sur la façade « au vent » du
bâtiment que sur sa façade « sous le vent ».
S’il n’y a qu’une seule ouverture ou deux situées sur la façade sous
le vent du bâtiment,
la vitesse moyenne
de l’air intérieur est
très faible. 10 à 15%
de la vitesse du vent
à l’extérieur.

31. Lorsqu’il y a deux ouvertures situées à différentes hauteurs et que la
température intérieure est toujours plus élevée qu’à l’extérieur, il se
constitue une différence de pressions par formation d’une surpression
à toute fenêtre supérieure, par où l’air s’échappe vers l’extérieur, et
par formation d’une dépression à toute ouverture inférieure où au
contraire l’air extérieur est aspiré. Lorsque c’est la température
intérieure qui est plus basse, le phénomène est inversé et les
directions de flux opposés.
Lorsque le vent souffle perpendiculairement sur un bâtiment de
forme rectangulaire, les parois situées face au vent sont soumises à
une surpression tandis que les parois en arrière sont soumises à une
dépression. Si la direction du vent est oblique, les deux faces
exposées sont soumises à la surpression et les deux autres à la
dépression.

32. Les dimensions relatives de l’entrée et de la sortie ont un effet
prononcé sur la vitesse maximale qui augmente avec le rapport des
dimensions de sortie/dimensions de l’entrée des vents.
La vitesse maximale (à proximité de la fenêtre d’entrée) dans la pièce
où la sortie est plus grande que l’entrée est plus élevé que dans le cas
inverse. Une petite entrée et une grande sortie donne un flux d’air
concentré et limité à un étroit secteur de la pièce.
Distribution des vitesses d’air intérieur (en % de la vitesse extérieure)

33. Ventilation dans les pièces avec une seule paroi extérieure
On peut améliorer l’aération des pièces ne possédant qu’une seule
communication avec l’extérieur. Cela consiste à créer des zones de
surpression et de dépression le long du mur, ceci en disposant sur
chacune des deux fenêtres une seule projection verticale. De cette
manière, il se constitue une zone de surpression en avant de la première
fenêtre (par rapport au vent) et une dépression en avant de la fenêtre
suivante. L’air entre dans la pièce par la première fenêtre et s’échappe
par la seconde, et crée une ventilation transversale.
Il est possible d’apporter une grande amélioration dans la ventilation des
bâtiments dont les pièces n’ont qu’une seule exposition à l’extérieur,
telles que les bureaux, les salles de classes, etc. à condition qu’il y ait une
direction du vent dominant et que l’orientation choisie soit telle que le
vent se présente obliquement sur le mur. L’angle entre le mur et la
direction du vent doit être compris entre 20° et 70°.

35. Subdivision de l’espace intérieur
Toutes les fois que la largeur d’un bâtiment est plus grande que la
profondeur des pièces, il y a une pièce qui doit être ventilée par une autre
soit directement par des portes, soit par des pièces intermédiaires comme
un hall. Si un appartement comporte plusieurs pièces communicantes,
l’air entrant est contraint de changer de direction un certain nombre de
fois avant de se diriger vers la sortie, et ces changements opposent une
haute résistance du flux d’air. Par contre, une plus grande surface totale
de l’appartement peut être ventilée par le flux principal en établissant une
répartition des vitesses d’air plus uniforme.
Les plus grandes réductions de la vitesse moyenne allant de 44.5% à
30.5%. les vitesses étaient les plus faibles lorsque la cloison était en face
et à proximité de la fenêtre d’entrée, puisque l’air était contraint de
changer de direction aussitôt entré, mais les meilleures conditions étaient
acquises lorsque les cloisons étaient proches de la sortie d’air.
Il est alors préférable que la pièce « amont » soit plus grande.

37. Conclusion
Plusieurs facteurs influencent le confort dans le bâtiment : température,
taux d’humidité, vitesses du vent, dimensions des fenêtres, couleurs des
façades, nature des matériaux, épaisseur murs.
Ces facteurs ne sont pas indépendants, ils agissent en même temps avec
des interactions entre eux. Les exigences pour les uns peuvent être
opposées aux autres, ex. dans les régions froides où on a besoin de soleil,
l’agrandissement des dimensions des fenêtres entraînerait une augmente
dans le transfert de chaleur vers l’extérieur.
Ainsi l’espace doit architectural doit être conçu pour le bien-être de ses
usagers, il devrait tenir compte des besoins élémentaires à savoir :
La lumière, l’air, la température convenable.