Maîtrise des ambiances

Cet enseignement a pour objectif d’aborder la dimension physique de l’environnement construit. Il s’agit d’acquérir les bases fondamentales du comportement des bâtiments face aux sollicitations climatiques en vue de mieux maîtriser les ambiances et les qualités d’usage. La compréhension des phénomènes physiques est un prérequis pour aborder les questions liées à la compréhension du confort au semestre suivant. Il s’agit par ailleurs d’acquérir le vocabulaire et les outils nécessaires permettant d’asseoir les éléments mis en jeu dans une démarche environnementale plus large qui seront abordés en troisième année de licence.

La question des ressources au sens large étant le thème fédérateur de la deuxième année de licence, la complémentarité entre propriétés physiques et flux ambiants abordés dans le cours de maîtrise des ambiances et le cours de technologie constructive le même semestre (technologies des structures et des enveloppes) établie implicitement un rapport entre atmosphère, matière, vêture et ossature. Cette association a pour objectif de favoriser chez l’étudiant une compréhension riche et aiguë de l’identité de la matière transformée afin que ces connaissances puissent être mobilisées pour penser la matérialité de l’architecture.

Dans la continuité du cours de première année dédié aux éléments du climat, le cours de maîtrise des ambiances (12 séances de 2h) sont consacrés à l’énergie (comme ressource, usage quotidien, usage dans le bâtiment) des phénomènes de transferts thermiques (matériaux, flux d’énergie, échanges thermiques, matériaux, diffusion de vapeur), des interactions entre climat et ambiances thermiques intérieures (enveloppe, bilan thermique, isolation, ponts thermique, inertie, renouvellement d’air, compacité et forme bâtie) ainsi qu’aux principes de l’architecture bioclimatique. 

Il s’agit aussi d’appréhender les outils et les dispositifs de contrôle de l’ensoleillement et de l’éclairage naturel (capter, protéger, diffuser et propager la lumière) en interaction avec les stratégies de contrôle de l’ensoleillement.

Associés aux cours de maîtrise des ambiances et de technologie constructive, les TD (24h sont menés conjointement par deux enseignants (maîtrise des ambiances et construction). Organisées en 6 séances de 4h et en résonance avec la thématique de studio, elles sont consacrées à l’étude d’un petit édifice d’habitation remarquable d’un point de vue des ambiances et des éléments constructifs qui constituent la matérialité de la structure et de l’enveloppe. La mise ne relation des notions abordées en cours est confortée par une approche quantitative basée sur le recours à des outils de simulations simplifiés (tableurs, diagrammes, expérimentation sur maquette, etc.).

Modalités pédagogiques

Cours théorique en amphithéâtre accompagné d’exercices de réflexion ou d’application, mesures, manipulation ou expérimentation permettant de tester les acquis et susciter l’échange avec les étudiants.

Les modalités de l’évaluation

Examen sur table en fin de semestre + contrôle continu (exercices de TD)

Les compétences acquises en fin d’enseignement

Être capable :

• de distinguer les notions d’énergie sous toutes ses formes 
• de comprendre les modes de transferts thermiques à travers l’enveloppe
• de caractériser et de distinguer les matériaux à travers leurs propriétés thermique et hygroscopique
• de caractériser les éléments d’enveloppe (opaque, transparent, translucide) et de décrire les phénomènes physiques en jeu.
• de comprendre la notion de performance d’une enveloppe et interpréter un bilan thermique simplifié (apports/déperditions) à l’aide d’un diagramme de flux
• d’appréhender les notions de stratégies thermiques d’été et d’hiver selon le climat et en tenant compte de l’isolation, de l’inertie et de la ventilation.
• de comprendre les notions physiques liées à la propagation de la lumière naturelle dans les espaces
• de dimensionner un dispositif de contrôle de l’ensoleillement d’éclairage/orientation/usages

Les supports de cours

Supports pdf déposés sur Taïga à la fin de chaque cours.

La bibliographie - La filmographie - Les ressources Internet

• Alekan Henri,  Des lumières et des ombres, Collectionneur 2001.
• Alexandroff, Georges, Jeanne-Marie Alexandroff de Buchère, Architectures et climats : soleil et énergies naturelles dans l’habitat. Berger-Levrault, 1982.
• Baker Nick, Steemers Koen, Daylight Design of Buildings: A Handbook for Architects and Engineers, James&James, 2002.
• Banham, Reyner. The Architecture of Well Tempered Environment. Architectural Press, 1969.
• Deplazes Andrea, Constructing architecture – Materials, process, structures, Birkhauser, 2005.
• Kahn Louis I., Silence et lumière, Linteau, 1996.
• Gallauziaux Thierry, Fedullo David , Le grand livre de l'isolation : Solutions thermiques, acoustiques, écologiques et hautes performances, Eyrolles, 2011.Gratia, Elisabeth, De Herde André, Thermique des immeubles de bureaux, Presses universitaires de Louvain, 2006.
• Givoni, Baruch. L’Homme, l’architecture et le climat. Traduit par Jean-Louis Izard. Moniteur, 1978.
• Hausladen Gerhard, de Saldanha Michael, Liedl Petra, ClimatSkin, Birkhauser, 2008.
• Hegger Manfred Auteur, Matthias Fuchs, Thomas Stark, Martin Zeumer. Construction et énergie : architecture et développement durable, Traduit par Yves Minssart et Xavier Bélorgey. Lausanne: Presses polytechniques et universitaires romandes, 2011 
• Heschong Lisa, Architecture et volupté thermique, Parenthèses, 1981.
• Izard Jean-Louis, Architectures d’été/Construire pour le confort d’été, Edisud, 1993.Oliva Jean-Pierre, L’isolation écologique, Terre Vivante, 2001.
• Lavigne Pierre, Fernandez Pierre, Concevoir des bâtiments bioclimatiques, fondements et méthodes, Le Moniteur, 2009.
• Lavigne Pierre, Brejon Paul, Fernandez Pierre, Architecture climatique : Une contribution au développement durable, tome 1 : Bases physiques, 1994.
• Lefèvre Pierre, Architectures durables, Edisud/systèmes solaires, 2002.
• Liebard Alain, Ménard Jean-Pierre, et Piro Patrick, Le grand livre de l’habitat solaire, Le Moniteur, 2007.
• Liébard, Alain, et André De Herde. Traité d’architecture et d’urbanisme bioclimatiques : concevoir, édifier et aménager avec le développement durable, Observ’ER, 2005.
• Mazria Edward, Le guide de la maison solaire passive, Habitat / Ressources, 2005.
• M. C. Lam William, Sunlighting as Formgiver for architecture, Van Nostrand Reinhold, 1986.
• Rahm Philippe, Architecture météorologique, Archibooks, 2009.Schittich Christian, Architecture solaire, Einsiedeln/Paris, Birkhäuser, 2005.
• Reiter Sigrid, André De Herde, L'éclairage naturel des bâtiments, Presses universitaires de Louvain, 2004.
• Salomon Thierry, Bedel Stéphane, La maison des [néga]watts, Terre vivante, 2001.
• Wright, David, Jeffrey Cook, et Dennis A. Andrejko. Manuel d’architecture naturelle, Parenthèses, 2004.
• Site Web d’Andrew Marsh : https://andrewmarsh.com/software/