Guide · Confort d’été

Casquette solaire : comment la dimensionner

Une casquette bien dessinée coupe le soleil d’été et laisse entrer celui d’hiver, sans moteur ni manœuvre. Trop courte ou mal orientée, elle ne protège rien. Voici le principe, le calcul et ses limites, avec les chiffres pour Épinal.

Voir le référentiel confort d’été Conseil avant projet · 199 €

Le principe

Brise-soleil en casquette : soleil haut l’été, bas l’hiver

Une casquette solaire est une avancée horizontale au-dessus d’une fenêtre : auvent, lames fixes, balcon, débord de toit. En été, vers midi, le soleil est haut : l’ombre de la casquette descend loin sur la fenêtre. En hiver, il reste bas : ses rayons passent dessous et chauffent la maison gratuitement.

La hauteur du soleil à midi

À midi solaire, quand le soleil est au plus haut, sa hauteur au-dessus de l’horizon vaut : 90° moins la latitude, plus la déclinaison du soleil. La déclinaison va de +23,4° au solstice d’été à −23,4° au solstice d’hiver ; elle vaut 0 aux équinoxes. À Épinal, à 48,2° de latitude nord :

Calcul pour Épinal (48,2° N). En été, le midi solaire y tombe vers 13 h 35 (heure légale).
Date	Calcul	Hauteur du soleil à midi
Solstice d’été (21 juin)	90 − 48,2 + 23,4	≈ 65°
Équinoxes (vers le 20 mars et le 22 septembre)	90 − 48,2 + 0	≈ 42°
Solstice d’hiver (21 décembre)	90 − 48,2 − 23,4	≈ 18°

Le calcul

Dimensionner une casquette : la règle

Appelons L l’avancée de la casquette et H la hauteur entre la casquette et le bas du vitrage. Pour qu’une fenêtre plein sud soit entièrement à l’ombre à midi, il faut L = H ÷ tan(hauteur du soleil), tan étant la tangente que donne une calculatrice. Au solstice d’été à Épinal, le soleil monte à 65,2° ; tan 65,2° ≈ 2,17, donc L ≈ 0,46 × H.

Le référentiel de Jean-François Gadouin retient une règle simple, selon l’orientation de la fenêtre :

plein sud : L > 0,48 × H ;
façade décalée de 15° par rapport au sud : L > 0,55 × H ;
façade décalée de 30° : L > 0,8 × H.

Exemple : une porte-fenêtre plein sud de 2,15 m de haut, casquette posée juste au-dessus, demande une avancée d’au moins 0,48 × 2,15 ≈ 1,03 m.

Pourquoi la casquette s’allonge-t-elle quand la façade tourne ? Plein sud, c’est vers midi que le soleil d’été passe le plus loin sous la casquette ; le reste du jour, il arrive de biais. Sur une façade décalée vers l’ouest, il se présente face à la fenêtre l’après-midi, plus bas dans le ciel (vers l’est, c’est le matin).

Deux précautions. Si la casquette est posée plus haut que la fenêtre, comptez H depuis la casquette : chaque centimètre d’écart demande plus d’avancée. Et faites-la dépasser de chaque côté de la fenêtre : hors de midi, le soleil arrive de côté.

Ce que fait la casquette au fil de l’année

Une casquette se dimensionne pour une date. Celle qui ombre toute la fenêtre le 21 juin ne la protège plus entièrement fin août, quand le soleil est redescendu. Exemple à Épinal, fenêtre plein sud, à midi, casquette d’avancée L = 0,5 × H posée juste au-dessus :

Calcul géométrique pour Épinal (48,2° N), à midi solaire, sans compter l’ombre du mur ni du cadre.
Date	Hauteur du soleil à midi	Part de la fenêtre à l’ombre
21 juin	65°	Toute la fenêtre
21 juillet	62°	95 %
21 août	54°	68 %
Équinoxes	42°	45 %
21 décembre	18°	17 %

En hiver, plus de 80 % de la fenêtre reste au soleil. La vraie limite est ailleurs : aux deux équinoxes, le soleil est à la même hauteur, donc la casquette fait la même ombre en mars, quand le soleil est bienvenu, et en septembre, quand il fait encore chaud. On la complète par une protection mobile ou par des arbres à feuilles caduques.

Référentiel confort d’été

Toutes les solutions contre la surchauffe, notées par Jean-François Gadouin, pour tous les bâtiments. 199 € TTC.

Voir le référentiel

Est et ouest

Pourquoi une casquette ne marche pas à l’est et à l’ouest

À l’est le matin, à l’ouest en fin de journée, le soleil est bas et arrive presque de face. Le 21 juin à Épinal, quand il passe plein ouest, vers 18 h à l’heure d’été, il n’est qu’à 32° au-dessus de l’horizon. Il faudrait une casquette plus profonde qu’une fois et demie la hauteur de la fenêtre, et elle ne suffirait plus une heure plus tard.

Le référentiel note d’ailleurs la casquette − à l’est comme à l’ouest, contre ++ au sud. Il réserve les protections horizontales à l’axe sud, à ± 30° près ; au-delà, il faut des protections verticales en complément.

À l’est et à l’ouest, on choisit donc des lames verticales, rapprochées ou inclinées, ou mieux un brise-soleil orientable ou un volet, de préférence automatisés : voir notre comparatif brise-soleil, volets, stores. Et dès l’esquisse, on limite les grandes baies à l’ouest.

Le débord de toit

Le débord de toit, une casquette naturelle

Sur une maison, le débord de toit au-dessus des baies sud fait office de casquette. Il se dimensionne avec la même règle, H étant mesurée depuis le débord jusqu’au bas de la fenêtre. Une fenêtre d’étage, juste sous la toiture, est protégée par un débord modeste. Une baie de rez-de-chaussée, deux ou trois mètres plus bas, demanderait un débord démesuré : on lui donne sa propre casquette, ou le balcon de l’étage joue ce rôle.

En construction neuve, ces choix se font sur plans. Dans l’étude thermique RE2020, casquettes, débords et balcons sont décrits dans le calcul : ils comptent dans le Bbio et dans les degrés-heures d’inconfort d’été. Voir le confort d’été dans le DPE et la RE2020.

L’outil

Le diagramme solaire : vérifier l’ombre toute l’année

La formule donne l’ombre à un instant. Pour la vérifier sur l’année, on utilise un diagramme solaire : un graphique qui trace, pour une latitude, la course du soleil mois par mois, avec sa direction (l’azimut) et sa hauteur.

On y dessine le masque de la fenêtre : la partie du ciel que cachent la casquette, les murs, les bâtiments voisins ou les arbres, vue depuis la fenêtre. Tant que le soleil passe dans la zone masquée, la fenêtre est à l’ombre. Des outils en ligne tracent le diagramme solaire d’une adresse.

Pour un projet complet

La simulation thermique dynamique (STD) calcule la température de chaque pièce heure par heure, en tenant compte des masques, de la ventilation et de l’inertie : elle dit si la casquette suffit. Voir notre page expertise.

Questions fréquentes

Casquette solaire : vos questions

Comment calculer l’avancée d’une casquette brise-soleil ?

L = H ÷ tan(hauteur du soleil), H étant la hauteur entre la casquette et le bas du vitrage. À Épinal, plein sud, au solstice d’été, cela donne environ 0,46 × H à midi. Plus la façade s’écarte du sud, plus il faut d’avancée.

Une casquette prive-t-elle la maison du soleil en hiver ?

Non, si elle est bien dimensionnée. À Épinal, à midi le 21 décembre, le soleil n’est qu’à 18° : avec une avancée égale à la moitié de la hauteur de la fenêtre, plus de 80 % de la fenêtre reste au soleil.

Une casquette suffit-elle pour une baie à l’ouest ?

Non. À l’ouest, le soleil d’été arrive bas et presque de face : il passe sous la casquette. Il faut des lames verticales ou une protection mobile.

Qu’est-ce qu’un diagramme solaire ?

Un graphique qui montre la course du soleil au fil de l’année pour une latitude : sa direction et sa hauteur, mois par mois. En y dessinant les obstacles vus depuis une fenêtre, on sait quand elle est au soleil ou à l’ombre.

Notre rôle

Ce que Jean-François peut faire pour vous

Jean-François Gadouin est thermicien, spécialiste des échanges de chaleur dans le bâtiment. Sur vos plans, il regarde l’orientation des baies, les casquettes et les débords, et vérifie le confort d’été dans l’étude thermique RE2020, avant le dépôt du permis.

Permis de construire