Bâtiments solaires : The Sloan House (1940)

La Sloan House (voir photo ci-dessus), de l’architecte G. F. Keck, est construite en 1940 à Glenview, dans l’Illinois. Les historiens s’accordent sur l’idée que la Sloan House est la première maison solaire, car si l’architecture a toujours fait grand cas du soleil, la Sloan House constitue la première tentative connue d’exploiter le soleil de façon déterminante et délibérée pour chauffer un bâtiment complet. Le terme « maison solaire » est d’ailleurs l’invention du commanditaire lui-même, Howard Sloan, un promoteur immobilier qui parvient à populariser son projet au moyen d’articles de presse et de journées portes-ouvertes (1’700 visiteurs le premier jour).

La Sloan House forme un volume rectangulaire allongé dont les côtés les plus longs constituent les façades nord et sud. La façade sud est entièrement vitrée. La nature du verre n’est pas connue, mais un plate glass est évoqué par des visiteurs, ce qui laisse imaginer un verre simple, bien que les doubles-verres assemblés étaient disponibles en 1940. Le toit s’élance vers le soleil et créée une expression iconique que G. F. Keck ne reproduira plus du tout dans ses projets ultérieurs, mais qui a pu servir aux projets de son commanditaire. Les avant-toits sont bien-sûr soigneusement positionnés et orientés pour laisser passer le soleil en hiver mais le bloquer en été.

La conception de la maison représente aussi un saut méthodologique inédit. G. F. Keck (avec son frère) calcule les gains solaires et les différentes pertes thermiques de la maison pour savoir dans quelle mesure le soleil permet d’économiser la chaudière. Ces calculs ne sont pas simples pour lui, car si l’on peut admettre à l’époque de se passer d’un ordinateur, les données climatiques sont rares. Il ne trouve des données de rayonnement tombant sur l’horizontal (comme on en utilise encore souvent aujourd’hui), mais à une époque où la conversion horizontal-vertical n’est pas forcément maîtrisée par les ingénieurs et architectes. D’ailleurs, Keck ne calcule pas directement le rayonnement sur les surfaces verticales, mais passe probablement par des tables empiriques, ou peut-être par des mesures réalisées sur ses précédents projets, à moins qu’il ne les évalue pas du tout.

Avant de pouvoir faire les premières mesures de performance sur la maison achevée, Keck calcule que la maison emmagasine autant de chaleur entre les 10h et 14h d’un jour d’hiver ensoleillé qu’elle en perd la nuit et le reste de la journée, avec un risque de surchauffe durant les pointes. En prenant en compte les jours couverts, il calcule que la maison devrait dégager une économie d’énergie d’environ 20% par rapport à une maison classique de la même époque. Quels sont les résultats concrets ?

Un jour de décembre 1940, à 6h du matin, Keck mesure une température extérieure de -24°C. A 8h30, il règle le thermostat du chauffage à 13°C, et quitte la maison. Il revient à 14h pour constater que la température extérieure est de -18°C et que la chaudière est arrêtée. La température intérieure, elle, est grimpée à 22°C. La chaudière ne se rallume qu’à 15h30, après un arrêt manifeste de 7 heures. Et quelques mois plus tard, il constate que l’économie d’énergie est bien d’environ 20%.

Apprenant ces résultats encourageants, Howard Sloan achète un terrain de 8 hectares à quelques pas de sa maison modèle et lance, en 1941, The Solar Park, un projet de village solaire, non sans y prévoir quelques maisons classiques pour pouvoir bénéficier d’une assurance contre les défauts. Histoire à suivre !

La Sloan House existe toujours, et était en vente en mai 2016.

Presque toutes les informations, ainsi que l’image d’époque, est tirée de :

Anthony Denzer : The Solar House. Pioneering Sustainable Design. Rizzoli International Publications Inc., New York, 2013, 256 p.

L’image couleur est tirée de :

http://www.chicagobusiness.com/realestate/20160531/CRED0701/160529831/pioneering-solar-house-in-glenview-for-sale