Une masse lourde (pierre, terre, eau, béton) stocke la chaleur et la restitue plus tard. Elle amortit et décale les variations de température entre le jour et la nuit, voire entre les saisons.
En climat chaud, combiner résistance thermique et masse pour amortir l'onde de chaleur.
Livres à consulter26
Alain Liébard, André De HerdeTraité d'architecture et d'urbanisme bioclimatiquesConcevoir, édifier et aménager avec le développement durableObserv'ER, 2005
p. 24a-24bConnaître les bases
En climat tempéré, seule la masse placée du côté intérieur de l'isolant est utile ; comparaison entre construction lourde en maçonnerie et ossature bois vite surchauffée.
p. 91a-91bConstruire avec le climat
Stockage direct et indirect ; comparaison d'un local lourd (plus de 400 kg/m² de parois) et léger (moins de 150) : le local léger surchauffe vite, le local lourd rend la chaleur plusieurs heures plus tard.
p. 111a-111bConstruire avec le climat
Contre-exemple d'une maison de vacances en bois dans l'État de Washington (arch. Miller & Hull) : sans masse et très vitrée, elle chauffe vite mais suit de près le climat extérieur.
Daniel A. BarberModern Architecture and ClimateDesign before Air ConditioningPrinceton University Press, 2020
p. 38ch. 1, Obstacles
Avant le verre et le béton, les murs épais en adobe, brique ou pierre absorbaient le soleil le jour et le rendaient le soir ; en libérant la façade, le modernisme a rompu ces pratiques d'adaptation au climat.
Jeffrey Cook (dir.)Passive CoolingMIT Press, 1989
p. 211-212ch. 5, Earth Coupling (Kenneth Labs)
Stockage de chaleur sur un cycle d'une journée : environ 90 % se loge dans les 30 premiers centimètres de sol (86 % pour une dalle béton), d'où l'inutilité de grandes épaisseurs pour l'inertie quotidienne.
p. 403-406ch. 6, Passive Cooling Systems (Gene Clark)
Efficacité de stockage d'un mur massif selon l'échange convectif : un ventilateur de plafond peut multiplier par 2,4 la capacité journalière d'un mur de brique de 30 cm, mais n'apporte rien à un mur mince.
Lisa HeschongThermal Delight in ArchitectureMIT Press, 1979
p. 8-9ch. 1, Necessity
Dans les déserts, la terre et la pierre à forte capacité thermique absorbent la chaleur du jour et la rendent la nuit (d'après Fitch) ; sous les tropiques humides, on choisit au contraire des matériaux légers.
p. 61-62ch. 4, Sacredness
Les grands temples de pierre du sud de l'Inde (Madurai, Kanchipuram) sont les lieux les plus frais de la région grâce à leur énorme masse : on y fait la sieste et même des affaires.
Manfred Hegger, Matthias Fuchs, Thomas Stark, Martin ZeumerEnergy ManualSustainable ArchitectureBirkhäuser / Edition Detail, 2008
p. 98Building envelope
La masse ne sert que si elle est en contact direct avec l'air intérieur (pas de faux plafond ni de faux plancher) et si elle est déchargée la nuit ; conséquences sur l'aspect intérieur et l'acoustique.
p. 157-158Materials
Trois façons dont les matériaux régulent la chaleur : absorption selon la couleur, capacité thermique spécifique (le bois stocke plus par kg que la pierre) et déphasage, maximal pour une forte capacité et une faible conductivité.
Olivier JandotLes délices du feuL'homme, le chaud et le froid à l'époque moderneChamp Vallon, 2017
Chapitre 6, Un monde de l’économie permanente et de la chaleur rare
Coutume lorraine rapportée au XVIe siècle : aller dormir dans le four banal après la cuisson pour profiter de la chaleur restée dans la pierre.
Chapitre 8, Les chemins sinueux de la réflexion technique
Chaleur égale et durable des poêles allemands et russes, chauffés la nuit et restituant leur chaleur le jour (Montaigne, Montalembert), opposée à la cheminée qui ne garde rien une fois éteinte.
Philippe RahmLe style anthropocèneHEAD – Publishing, 2023
p. 61Se rafraîchir
Paravent de pierres massives de 6 cm, exposé la nuit à l'air frais par les fenêtres ouvertes, pour limiter la montée de température de la pièce le jour (idée esquissée aussi p. 50).
Reyner BanhamThe Architecture of the Well-Tempered EnvironmentThe Architectural Press / The University of Chicago Press, 1969
p. 22-23ch. 2, Environmental management
Les murs épais de la tradition européenne offrent isolation acoustique, isolation thermique et surtout stockage de chaleur : la masse de la cheminée rend la nuit la chaleur du feu du jour.
p. 72-73ch. 5, The environments of large buildings
Les gratte-ciel à ossature d'acier, aux murs minces et vitrés à 40-45 %, n'ont plus de capacité de stockage : il faut les chauffer plus longtemps que les bâtiments en maçonnerie massive.
p. 154-155ch. 8, Machines à habiter
En réduisant le mur à un simple remplissage, Le Corbusier perd tout ce que donnait la masse (inertie, isolation, intimité, acoustique) et doit ensuite tout rajouter pièce par pièce : plomb dans les cloisons, rideaux, pavés de verre, brise-soleil.
Simos Yannas (dir.)Passive and Low Energy ArchitectureProceedings of the Second International PLEA Conference, Crete, Greece, 28 June – 1 July 1983Pergamon Press, 1983
p. 156-157ch. 1, Section 1 – Buildings and projects
Climat de Chania (Crète) comparé à Kew et Los Alamos ; les deux stratégies d'été de Givoni (enveloppe massive, isolée, blanche et fermée, ou ventilation) et la maison crétoise traditionnelle : arc maçonné portant un toit de terre de 300 mm, murs chaulés, petites fenêtres.
p. 270ch. 1, Section 1 – Buildings and projects
Maisons marocaines en pierre et en terre aux murs épais, enduits blancs et petites ouvertures ; les coupoles et voûtes, plus grandes que leur base, diluent le rayonnement solaire et rayonnent mieux la nuit.
p. 286-287ch. 1, Section 1 – Buildings and projects
Murs de 60 à 100 cm en pierre de lave en bas et brique cuite en haut, toit de boue et gravier sur nattes de palmes : la masse absorbe la chaleur du jour et la rend la nuit.
p. 383-389ch. 2, Section 2 – Experimental work, systems and components
Simulation (logiciel LUCIOLE, INSA de Lyon) de neuf maisons industrialisées de 100 m² de même isolation mais de masse différente, à Trappes et Carpentras : la masse au contact de la pièce réduit le chauffage et surtout les surchauffes d'été ; la position de l'isolant compte plus que la masse totale.
p. 550-556ch. 3, Section 3 – Design aids
Notion de capacité thermique diurne d'une paroi (chaleur stockée le jour et rendue la nuit par degré d'écart) : tableau par matériau, calcul de l'amplitude intérieure ; épaisseur utile de 10 cm (maçonnerie légère) à 18 cm (dense), surface de masse au moins six fois celle du vitrage.
p. 567-569ch. 3, Section 3 – Design aids
Simulation sur dix ans d'une pièce à gain direct à La Rochelle : une masse trop forte élève la température en mi-saison ; les auteurs conseillent environ 800 kg/m² de plancher, dont 30 % dans le sol, et un vitrage d'un sixième de la surface.
p. 728ch. 4, Section 4 – Implementation, programmes and education
Pourquoi l'isolation et la masse thermique, efficaces en climat à forts écarts jour-nuit, échouent à Baroda pendant la mousson : l'écart quotidien est faible et la moyenne de température n'est pas confortable ; seule l'isolation de toiture garde un intérêt.
p. 736-737ch. 4, Section 4 – Implementation, programmes and education
Les murs lourds tempèrent les vagues de chaleur en Australie tempérée mais rendent les chambres trop chaudes la nuit en zone aride ; d'où la construction mixte conseillée depuis 1952 (chambres légères, séjour lourd) et l'étude du CSIRO montrant l'intérêt d'une dalle lourde.
p. 816ch. 4, Section 4 – Implementation, programmes and education
La masse thermique des maisons solaires passives ralentit la propagation d'un incendie en absorbant la chaleur, et ses matériaux sont peu combustibles.
Victor OlgyayDesign with ClimateBioclimatic Approach to Architectural RegionalismPrinceton University Press, 1963
p. 115-119ch. X, Thermal Effects of Materials
Isolation par la masse : une paroi lourde retarde et amortit l'onde de chaleur ; exemple de maisons de Bagdad comparant bois et brique.