La ventilation bioclimatique vise à tirer parti des conditions naturelles de l’environnement et des caractéristiques du bâtiment lui-même afin de favoriser le confort thermique. Dans le cadre de ces stratégies, les atriums bioclimatiques jouent un rôle essentiel dans les bâtiments à plusieurs étages. Une solution idéale pour apporter de la lumière naturelle, faciliter la circulation de l’air et servir d’espaces intermédiaires entre l’extérieur et les zones climatisées.

De plus, dans certains bâtiments, il peut être intéressant de compléter les stratégies passives par des systèmes efficaces de brassage de l’air, tels que les ventilateurs HVLS. Cette solution permet d’adapter le fonctionnement de l’espace aux conditions réelles d’utilisation.

Qu’est-ce que la ventilation bioclimatique?

L’architecture bioclimatique vise à adapter le bâtiment au climat et à exploiter les ressources naturelles disponibles avant de recourir à des systèmes actifs de climatisation.

L’objectif d’une ventilation bioclimatique adaptée est de faire en sorte que la configuration même du bâtiment contribue à modérer les conditions intérieures. Cela permet de réduire les besoins énergétiques et d’améliorer les performances des systèmes de climatisation.

Chaque projet présente ses propres besoins. C’est pourquoi les stratégies sont sélectionnées en évaluant différents facteurs, notamment:

  • Orientation du bâtiment.
  • Hauteur de l’espace.
  • Répartition des différents étages.
  • Obstacles architecturaux.
  • Températures extérieures.
  • Rayonnement et exposition solaire.
  • Vents dominants.
  • Distribution de l’air dans l’ensemble de l’espace.
  • Différence de température entre le jour et la nuit.
  • Transmission thermique des vitrages.
  • Position et dimensions des ouvertures.
  • Systèmes de climatisation existants.
  • Occupation et horaires d’utilisation.

Parmi les solutions de climatisation pouvant faire partie d’une conception bioclimatique des bâtiments, on retrouve:

  • Ventilation naturelle et traversante.
  • Atriums et espaces intermédiaires.
  • Protection et contrôle solaires.
  • Exploitation du rayonnement solaire en hiver.
  • Inertie thermique des matériaux.
  • Cheminées solaires.
  • Ventilation nocturne.
  • Solutions végétales et dispositifs d’ombrage.

L’ Institut Català d’Energia (ICAEN), par exemple, présente différentes stratégies de ce type dans ses publications consacrées à l’architecture bioclimatique.

Le rôle des atriums dans l’architecture bioclimatique

Un atrium est un espace intérieur de grande hauteur, généralement relié à différents étages ou zones d’un bâtiment.

En plus de servir d’espace de circulation ou d’apporter de la lumière naturelle, il peut faire partie de la stratégie énergétique du projet. Lorsqu’il est correctement conçu, il peut agir comme une zone de transition ou un espace tampon entre l’extérieur et les espaces intérieurs climatisés, contribuant ainsi à modérer les conditions thermiques des espaces adjacents.

Selon la période de l’année et les caractéristiques du projet, l’intégration d’atriums dans l’architecture bioclimatique peut contribuer de différentes manières au comportement thermique du bâtiment.

Pendant les mois froids, le rayonnement solaire qui pénètre à travers les surfaces vitrées peut augmenter la température de l’atrium et réduire la différence thermique entre l’extérieur et les espaces intérieurs. Ainsi, les apports solaires peuvent être exploités pour contribuer au comportement thermique du bâtiment.

Dans les atriums de grande hauteur, une partie de l’air chaud peut s’accumuler près de la toiture en raison de la stratification thermique, créant des différences de température entre les zones supérieures et les espaces occupés. Les ventilateurs HVLS peuvent favoriser la déstratification thermique en redistribuant cette chaleur vers les zones inférieures.

Associer les ventilateurs HVLS aux atriums bioclimatiques peut offrir plusieurs avantages en hiver:

  • Meilleure répartition thermique: Réduit les différences de température entre les zones inférieures et supérieures.
  • Meilleure exploitation de la chaleur: Redistribue une partie de l’énergie accumulée en hauteur vers les espaces occupés.
  • Confort plus homogène: Aide à maintenir des conditions thermiques plus stables dans l’ensemble de l’espace.
  • Mouvement d’air contrôlé: Les ventilateurs fonctionnent à faible vitesse pour éviter les courants d’air gênants pour les occupants.

Pour définir correctement la stratégie, il est nécessaire d’évaluer des caractéristiques essentielles du bâtiment, telles que l’orientation et la transmission thermique des vitrages, ainsi que d’autres facteurs pertinents.

Pendant les mois chauds, l’objectif est de limiter les apports excessifs du rayonnement solaire et de faciliter l’évacuation de la chaleur accumulée. Dans les atriums vitrés, le rayonnement solaire peut rapidement augmenter la charge thermique de l’espace et favoriser l’accumulation d’air chaud sous la toiture. Cela affecte non seulement l’atrium, mais également les logements, les bureaux et les autres zones adjacentes.

Pour contrôler cette surchauffe, il est nécessaire de combiner des éléments tels que les protections solaires, des vitrages adaptés, des ouvertures ouvrantes et la ventilation naturelle. Lorsque des entrées d’air sont situées dans les zones inférieures et des sorties à des niveaux supérieurs, l’effet de cheminée peut se produire: l’air chaud monte et s’évacue par la partie supérieure, favorisant simultanément l’entrée d’air extérieur par les zones les plus basses.

Lorsque ce mouvement naturel de l’air est insuffisant, les ventilateurs HVLS peuvent compléter la stratégie et offrir différents avantages:

  • Distribution plus homogène de l’air: Aide à limiter les zones où la circulation de l’air est insuffisante à l’intérieur de l’atrium.
  • Soutien à l’évacuation de la chaleur: Peut favoriser le déplacement de l’air vers les ouvertures ou les points d’extraction.
  • Meilleur confort thermique: Le mouvement de l’air sur les occupants favorise l’évaporation de la transpiration et améliore la sensation thermique.
  • Soutien à la climatisation: Permet de combiner le brassage de l’air, la ventilation naturelle et les systèmes CVC selon les besoins du bâtiment.

Il est important de noter que les ventilateurs HVLS ne réduisent pas directement la température de l’air comme un système de refroidissement. Leur fonction est de générer un mouvement d’air et d’améliorer le confort, tandis que leur intégration avec la ventilation naturelle, les ouvertures et les autres systèmes du bâtiment dépendra des caractéristiques de chaque projet.

Ventilation bioclimatique, atriums et ventilateurs HVLS: des stratégies complémentaires

Dans les atriums bioclimatiques, une stratégie efficace peut combiner des solutions passives et actives afin d’adapter le comportement thermique de l’espace aux conditions du moment. Dans ce contexte, les ventilateurs HVLS sont conçus pour générer un mouvement d’air ample et progressif sur de grandes surfaces. Cela permet de développer des solutions spécifiques pour les atriums, les cours couvertes et les autres espaces de grande hauteur, sans avoir à installer de nombreux ventilateurs de plus petite taille.

De plus, leur fonctionnement peut être adapté aux besoins du bâtiment:

  • Fonctionnement saisonnier: Différentes stratégies pour l’hiver, l’été et les périodes intermédiaires.
  • Régulation de la vitesse: Permet d’ajuster le mouvement de l’air aux conditions thermiques et au taux d’occupation.
  • Intégration avec les systèmes CVC: Peut fonctionner de manière coordonnée avec les systèmes de chauffage et de refroidissement.
  • Contrôle adaptatif: Permet d’adapter le fonctionnement des ventilateurs aux besoins du bâtiment.
  • Ventilation nocturne: Peut compléter les stratégies de free cooling lorsque les conditions extérieures sont favorables.

C’est pourquoi l’intégration des ventilateurs HVLS doit être envisagée comme une partie de la stratégie globale du bâtiment et non comme une solution isolée. Elle peut être prévue aussi bien dans les constructions neuves que dans les projets de rénovation, en définissant l’emplacement, le diamètre, le nombre de ventilateurs et leur fonctionnement selon les caractéristiques de chaque projet.

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Ventilation nocturne et exploitation de l’inertie thermique

Dans les climats où les températures baissent significativement pendant la nuit, la ventilation nocturne ou free cooling peut être utilisée pour évacuer une partie de la chaleur accumulée pendant la journée. Cette stratégie est particulièrement intéressante dans les bâtiments construits avec des matériaux capables de stocker de l’énergie thermique.

Pendant la nuit, lorsque l’air extérieur est plus frais que l’air intérieur, il peut être utilisé pour contribuer à réduire la température des murs, des planchers et d’autres éléments présentant une forte inertie thermique. Ainsi, le bâtiment commence la journée suivante avec une charge thermique plus faible.

Dans certains projets, les systèmes de brassage de l’air peuvent compléter cette stratégie en favorisant une distribution plus homogène de l’air extérieur dans les différentes zones de l’atrium et en facilitant l’évacuation de la chaleur accumulée.

Contrôle et automatisation de la ventilation dans les atriums

L’un des aspects pouvant améliorer considérablement le fonctionnement d’une stratégie bioclimatique est l’adaptation des équipements aux conditions réelles du bâtiment.

La ventilation ne doit pas nécessairement fonctionner en permanence avec les mêmes paramètres. Les informations provenant de sondes et de systèmes de gestion peuvent être utilisées pour ajuster le fonctionnement selon des variables telles que la température intérieure et extérieure, les horaires d’occupation et la saisonnalité.

De plus, lorsque le bâtiment dispose d’un système de gestion centralisée avec contrôle intelligent, les ventilateurs peuvent être intégrés dans une stratégie commune de climatisation et de brassage de l’air. Cela permet de prévoir différents modes de fonctionnement pour l’hiver, l’été et les périodes intermédiaires, en évitant d’utiliser les équipements de la même manière quelles que soient les conditions existantes.

Concevoir l’atrium comme une partie du système énergétique du bâtiment

Dans le domaine de l’efficacité énergétique des bâtiments, un atrium peut jouer un rôle essentiel, mais ses performances dépendront en grande partie de l’étude de son comportement thermique dès les premières phases du projet. Il est également important d’évaluer la manière dont l’atrium interagira avec les espaces adjacents et les systèmes mécaniques du bâtiment.

Cette approche prend une importance croissante dans la conception architecturale. Un exemple récent est l’évolution de la réglementation concernant les cours intérieures et les puits de lumière de Barcelone, qui vise à favoriser des espaces intérieurs de plus grandes dimensions et à améliorer des aspects tels que l’éclairage et la ventilation naturelle des logements.

The regulations also consider the possibility of incorporating bioclimatic atriums capable of taking advantage of natural phenomena to contribute to the building’s thermal performance. Although this is a local initiative, it illustrates a trend applicable to many markets: integrating environmental conditions into the design from the outset, rather than addressing all requirements later through mechanical climate control.

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Application de la ventilation bioclimatique dans des projets réels

L’intégration d’atriums bioclimatiques et de systèmes de circulation de l’air peut être appliquée à des typologies de bâtiments très différentes, des grands équipements publics aux projets résidentiels.

Les projets suivants montrent comment ces stratégies peuvent être adaptées à des besoins, des dimensions et des usages différents, tout en conservant un même objectif : améliorer la gestion de l’air et le confort thermique du bâtiment.

Cité de la Justice de Valence: gestion de grands volumes d’air

La Cité de la Justice de Valence est un exemple de bâtiment de grande hauteur où la gestion de l’air est particulièrement importante. Dans ce projet réalisé en 2025, Magnovent a installé 8 ventilateurs HVLS à 30 mètres de hauteur, avec des équipements de 7,30 mètres de diamètre, afin de favoriser la circulation de l’air dans un espace de grand volume.

L’installation montre comment les systèmes HVLS peuvent être intégrés dans de grands atriums et espaces institutionnels pour améliorer la distribution de l’air et compléter les stratégies de climatisation du bâtiment.

Ces deux exemples montrent comment les stratégies de ventilation et de circulation de l’air dans les atriums bioclimatiques peuvent être adaptées à des typologies, des dimensions et des usages très différents, des grands bâtiments publics aux logements collectifs.

Solutions pour atriums bioclimatiques avec Magnovent

Chez Magnovent, nous analysons chaque projet afin de définir la solution de circulation de l’air la mieux adaptée à chaque atrium, en tenant compte de sa géométrie, de sa hauteur, de son utilisation, des installations existantes et de son comportement thermique.

Si vous concevez un nouvel atrium bioclimatique ou souhaitez améliorer le fonctionnement d’un atrium existant, contactez notre équipe et nous étudierons avec vous la solution la plus adaptée à votre projet.

Questions fréquentes sur la ventilation bioclimatique et les ventilateurs HVLS

Il s’agit d’un espace intérieur sur plusieurs étages conçu pour contribuer au comportement environnemental du bâtiment grâce à des stratégies telles que l’éclairage naturel, les apports solaires, la ventilation ou la création d’une zone thermique intermédiaire.

Une grande surface vitrée peut augmenter les apports solaires et favoriser l’accumulation de chaleur sous la toiture, notamment pendant les mois chauds. Si la ventilation disponible est insuffisante, elle peut également augmenter la charge thermique des espaces entourant l’atrium.

Non. Les deux stratégies peuvent se compléter. La ventilation naturelle dépend de la conception du bâtiment et des conditions extérieures, tandis que les ventilateurs permettent de contrôler le mouvement de l’air lorsque ces conditions ne produisent pas, à elles seules, le comportement souhaité.

Oui. Le mouvement de l’air généré sur les occupants favorise l’évaporation de la transpiration et peut améliorer la sensation thermique. Il peut également contribuer à réduire les zones de stagnation de l’air et compléter les stratégies de ventilation naturelle lorsque la configuration du bâtiment le permet.

Oui, dans la mesure du possible. Les intégrer dès la phase de conception facilite l’étude des points de fixation, des hauteurs, des installations, des obstacles et des flux d’air. Cependant, des solutions peuvent également être étudiées pour les bâtiments existants et les projets de rénovation.

Les ventilateurs HVLS peuvent être intégrés aussi bien sur le plan architectural que technique. Dans les atriums où le design joue un rôle important, différentes configurations et finitions peuvent être étudiées afin d’adapter visuellement les équipements à l’espace.

De plus, selon l’installation, ils peuvent fonctionner conjointement avec les systèmes CVC et les systèmes de gestion technique du bâtiment afin d’adapter leur fonctionnement aux conditions thermiques, aux horaires d’occupation ou aux différents modes saisonniers.

Il n’existe pas de configuration standard. Il est nécessaire d’analyser le volume, la hauteur, la géométrie, la surface vitrée, les ouvertures, les conditions climatiques, l’occupation et les installations existantes avant de déterminer le nombre, les dimensions, l’emplacement et la stratégie de fonctionnement des ventilateurs.

Contactez notre équipe, présentez-nous votre projet et nous étudierons la solution de ventilation la mieux adaptée à votre bâtiment.