Casquettes solaires : protection et calcul en re2020
Une casquette solaire bien dimensionnée bloque le soleil estival haut dans le ciel tout en laissant entrer la lumière d'hiver.
En bref
La casquette solaire est un débord horizontal fixé au-dessus d'une fenêtre pour bloquer les rayons estivaux. Simple à intégrer en conception, elle réduit les apports solaires en été et améliore l'indicateur DH de la re2020. Ce guide explique son fonctionnement, ses paramètres de calcul et comment l'intégrer intelligemment à votre projet.
Rédigé par Pourquoi la casquette solaire redevient incontournable
Les étés se réchauffent, les bâtiments neufs sont de mieux en mieux isolés… et paradoxalement, cela rend la surchauffe estivale encore plus problématique. La re2020 l'a bien compris : elle introduit un indicateur dédié au confort d'été, les degrés-heures d'inconfort (DH), qui oblige les concepteurs à penser la protection solaire dès la planche à dessin. Parmi les solutions passives les plus efficaces et les moins coûteuses : la casquette solaire, ce débord horizontal discret placé au-dessus des menuiseries extérieures. Souvent perçue comme un détail architectural, elle est pourtant un levier thermique puissant lorsqu'elle est correctement dimensionnée. Ce guide vous en explique les bases, les méthodes de calcul et les pièges à éviter.
Qu'est-ce qu'une casquette solaire ?
Une casquette solaire (aussi appelée auvent, pare-soleil horizontal ou débord de toiture) est une saillie horizontale positionnée au-dessus d'une baie vitrée, d'une fenêtre ou d'une porte-fenêtre. Son rôle est de faire de l'ombre sur la vitre lorsque le soleil est haut dans le ciel — c'est-à-dire en été — tout en laissant entrer le rayonnement lorsqu'il est bas à l'horizon, en hiver.
Ce principe bioclimatique est en réalité très ancien : les architectures vernaculaires méditerranéennes utilisent depuis des siècles des débords de toiture généreux pour se protéger des ardeurs estivales. La re2020 ne fait que formaliser et quantifier ce bon sens architectural.
Principe géométrique : le soleil estival (haut) est bloqué par le débord, le soleil hivernal (bas) pénètre librement.
Casquette fixe vs protection mobile : quelle différence ?
La casquette est une protection fixe : elle est intégrée au bâtiment, ne se déplace pas, et agit de façon permanente selon la géométrie solaire. Elle se distingue des protections mobiles (volets roulants, stores extérieurs, brise-soleil orientables), qui peuvent s'adapter aux conditions changeantes de la journée et des saisons.
En re2020, les protections mobiles — surtout lorsqu'elles sont à gestion automatique — offrent généralement de meilleures performances sur l'indicateur DH, car elles peuvent réagir en temps réel. Cependant, la casquette a des avantages non négligeables : elle ne nécessite aucune maintenance, aucune motorisation, et son efficacité est garantie sur toute la durée de vie du bâtiment. Elle peut aussi se combiner avec des protections mobiles pour optimiser le résultat global. Pour en savoir plus sur le rôle de l'automatisation dans le calcul re2020, consultez notre FAQ sur les volets à gestion automatique.
Sur le plan réglementaire, la casquette est prise en compte dans le logiciel de calcul thermique re2020 comme un masque architectural affectant le facteur solaire effectif des baies. Elle n'est pas comptabilisée comme une protection solaire au sens strict du terme (contrairement aux volets), mais elle influe directement sur la quantité de rayonnement solaire entrant par les vitrages, et donc sur le calcul des DH.
La casquette et l'indicateur DH en re2020
La réglementation environnementale re2020 a introduit l'indicateur DH (degrés-heures d'inconfort) pour évaluer le confort d'été des bâtiments neufs. Il comptabilise le nombre d'heures, pondérées par l'écart de température, pendant lesquelles la température intérieure dépasse 28 °C la journée ou 26 °C la nuit.
Trois seuils réglementaires sont à connaître pour les logements :
- DH ≤ 350 : confort optimal, aucune pénalité.
- 350 < DH ≤ 1250 : projet conforme mais pénalisé par une consommation fictive de refroidissement.
- DH > 1250 : projet non conforme, la conception est à revoir.
La maîtrise des apports solaires par les baies est l'un des principaux leviers pour réduire le DH. Une casquette bien dimensionnée peut, seule, réduire significativement le DH en façade sud. L'outil de simulation publié par le Cerema — disponible gratuitement en téléchargement — permet aux concepteurs d'évaluer précisément l'impact d'une protection solaire sur le facteur solaire de chaque baie, aussi bien en été qu'en hiver.
Dans le logiciel de calcul re2020 (type Pleiades/Comfie du CSTB ou Perrenoud), la casquette est modélisée comme un masque architectural : on renseigne sa profondeur, sa hauteur par rapport au haut de la baie, et son orientation. Le logiciel en déduit un coefficient de masque Cm qui corrige le facteur solaire Sw entrant dans le calcul des DH. Plus le Cm est faible, plus la casquette est efficace pour bloquer le rayonnement direct.
Les paramètres clés du dimensionnement
Dimensionner une casquette, ce n'est pas arbitraire : il faut jouer sur plusieurs paramètres géométriques pour que le débord soit efficace en été sans priver le logement de soleil en hiver.
La profondeur du débord
C'est la distance horizontale entre le nu extérieur du mur et l'extrémité de la casquette. Plus elle est grande, plus l'ombre portée est importante. En pratique, pour une façade sud en zone tempérée (H1 ou H2), un débord de 0,6 à 1,0 m suffit généralement à couvrir une fenêtre standard en période estivale. Il faut toutefois vérifier par le calcul que ce débord ne crée pas d'ombre excessive en hiver sur des hauteurs de soleil de 20 à 30°.
La hauteur de la baie et la position de la casquette
La casquette est le plus souvent placée au niveau du linteau de la fenêtre (juste au-dessus du vitrage). Sa position verticale par rapport au sol et par rapport à la baie conditionne l'angle d'ombre. Plus la fenêtre est haute (grande surface vitrée), plus il faudra un débord important pour couvrir toute la surface en été.
L'orientation de la façade
Les casquettes horizontales sont particulièrement efficaces pour les façades orientées au sud, car le soleil y est haut en été et bas en hiver — la géométrie joue naturellement en faveur de la protection estivale. Pour les façades est et ouest, le soleil est beaucoup plus rasant, même en été : un débord horizontal est alors peu efficace et des protections verticales (lames, casquettes de flanc) sont préférables. Les façades nord ne nécessitent généralement pas de protection solaire horizontale.
Le taux de percement
Une casquette ajourée (à lames, grilles ou pergola) a une efficacité réduite par rapport à une casquette pleine. La réglementation permet de prendre en compte ce paramètre via un taux de percement dans les outils de calcul.
Comment calculer l'efficacité d'une casquette
Plusieurs approches existent pour évaluer l'efficacité d'une casquette, du plus simple au plus précis.
La règle de l'angle solaire
La méthode la plus intuitive consiste à vérifier que le débord coupe le rayonnement direct en été (soleil au-dessus de 60–65° de hauteur pour le solstice d'été) sans bloquer le soleil en hiver (soleil à 20–25° de hauteur pour le solstice d'hiver). On trace simplement les deux rayons dans une coupe verticale pour vérifier que le haut du vitrage reste à l'ombre en juillet mais en plein soleil en décembre.
Cette méthode graphique est utile dès la phase esquisse pour orienter le dimensionnement, mais elle ne suffit pas pour le calcul réglementaire re2020.
Le logiciel Calsol (outil libre)
Le logiciel Calsol (disponible sur le site INES) propose un onglet dédié « casquette sur fenêtre » qui permet de calculer mois par mois l'irradiation reçue par une baie en tenant compte d'un débord. On y renseigne la ville, l'orientation, la hauteur de la baie, la profondeur de la casquette et le facteur solaire du vitrage. Le résultat donne l'énergie solaire mensuelle traversant le vitrage, ce qui permet de visualiser le gain estival et la perte hivernale.
L'outil Cm du Cerema
L'outil de calcul du coefficient de masque (Cm) publié par le Cerema est la référence pour alimenter les logiciels de calcul thermique re2020. Ce tableur Excel modélise la géométrie de la casquette (profondeur, débord latéral éventuel, hauteur) et calcule le Cm pour chaque orientation et chaque saison. Le Cm est ensuite saisi dans le logiciel de calcul réglementaire pour corriger le facteur solaire Sw des baies concernées, ce qui se répercute directement sur le calcul des DH. Pour approfondir le rôle des menuiseries en re2020, consultez notre FAQ dédiée.
La saisie dans les logiciels de calcul re2020
Dans les logiciels agréés re2020 (Pleiades, Perrenoud...), la casquette est déclarée comme protection solaire horizontale fixe rattachée à chaque baie concernée. On renseigne sa profondeur et sa position verticale (hauteur du haut de la casquette par rapport au bas de la baie). Le moteur de calcul en déduit le facteur de masque et l'applique au calcul de la transmission solaire effective sur l'ensemble de l'année. Pour une casquette inclinée (débord de toiture à pente), la modélisation est légèrement différente : si la hauteur inclinée dépasse 20 cm, elle est décomposée en une casquette horizontale et un écran vertical continu, selon les recommandations du guide méthode de la DHUP.
Le compromis été/hiver selon l'orientation
La casquette solaire est une protection efficace, mais il ne faut pas l'intégrer aveuglément : un débord trop profond peut compromettre les apports solaires passifs en hiver, ce qui dégrade le Bbio et augmente les besoins de chauffage.
L'efficacité d'une casquette horizontale varie fortement selon l'orientation : maximale au sud, quasi nulle à l'est et à l'ouest.
En façade sud, le compromis est favorable : le soleil étant haut en été et bas en hiver, il est possible de dimensionner une casquette qui bloque 80 à 90 % du rayonnement direct estival tout en laissant entrer 80 à 90 % du rayonnement hivernal. Ce résultat est obtenu avec des débords de l'ordre de 0,5 à 0,8 fois la hauteur de vitrage. Pour en savoir plus sur la conception bioclimatique globale, lisez notre article sur la conception bioclimatique en re2020.
En façade est ou ouest, le soleil en été est relativement bas dès le matin ou en fin d'après-midi : une casquette horizontale ne l'arrête pas efficacement. Des protections verticales (lames de brise-soleil orientables, pergola à lames verticales) sont bien plus appropriées. Pour les baies est/ouest, il est souvent plus pertinent de miser sur des volets mobiles avec gestion automatique, qui offrent une bien meilleure réduction des DH.
Sur une façade nord, les apports solaires directs sont quasi inexistants en France métropolitaine : une casquette y est inutile, voire contre-productive si elle réduit la lumière naturelle diffuse. La littérature technique de l'ADEME rappelle d'ailleurs que la conception bioclimatique doit toujours être pensée orientation par orientation, et non appliquée de façon uniforme sur toutes les façades.
Du point de vue de la re2020, l'exercice d'équilibre entre DH (confort d'été) et Bbio (besoin bioclimatique, qui valorise les apports solaires passifs en hiver) est fondamental. Une casquette trop agressive sur toutes les façades peut faire baisser le DH tout en faisant remonter le Bbio. Seul le calcul thermique complet, réalisé par un bureau d'études thermiques comme etude-bet, permet de trouver le bon équilibre.
Exemples concrets de dimensionnement
Exemple 1 — Maison individuelle, façade sud, zone H2
Prenons une maison individuelle de plain-pied en zone climatique H2 (centre de la France). La façade sud comporte une baie vitrée coulissante de 2,40 m de large et 2,10 m de hauteur de vitrage, avec le haut du vitrage à 2,30 m du sol. On souhaite intégrer une casquette au niveau du linteau pour améliorer le DH sans trop pénaliser les apports solaires d'hiver.
Dimensionnement : Pour la latitude de la zone H2 (environ 46°N), le soleil culmine à environ 67° en juin et à environ 20° en décembre. Avec une casquette de 0,70 m de profondeur, le calcul géométrique montre que le haut du vitrage est à l'ombre de juin à fin août, et reçoit le soleil de novembre à février. C'est un compromis estival excellent sans trop pénaliser l'hiver.
Impact re2020 : Sans casquette, le calcul en logiciel donne par exemple 820 DH (projet conforme mais pénalisé). Avec la casquette de 0,70 m, les DH tombent à environ 480 DH, restant dans la plage conforme et réduisant la pénalisation.
Exemple 2 — Maison en zone H3, forte exposition sud-est
Dans le sud de la France (zone H3, latitude ~43°N), les risques de surchauffe sont bien plus importants. Une fenêtre de chambre sud-est avec une surface de 1,20 m × 1,20 m peut générer des DH élevés, notamment en fin de matinée.
Dimensionnement : Le concepteur opte pour une casquette de 0,90 m sur l'axe sud-est, combinée à un volet roulant à gestion automatique. L'effet cumulé réduit les DH de la chambre de manière drastique. Selon les simulations réalisées par des professionnels, un store vénitien extérieur automatique peut diviser par deux les DH sur une façade exposée. La casquette fixe vient renforcer cette performance en assurant un niveau de protection minimum même si le volet n'est pas abaissé.
Matériaux : La casquette peut être réalisée en béton (inertie appréciable), en acier, en bois ou en aluminium. L'analyse du cycle de vie (ACV) menée dans le cadre des indicateurs Icconstruction de la re2020 doit prendre en compte l'impact carbone du matériau choisi. Le secteur de la construction s'oriente de plus en plus vers des casquettes en matériaux biosourcés ou recyclés pour limiter cet impact.
Exemple 3 — Logement collectif, balcons filants
En logement collectif, les balcons filants jouent souvent le rôle de casquettes pour les étages inférieurs. Ce masque architectural est automatiquement pris en compte dans le calcul re2020 lorsqu'il est renseigné dans le logiciel. Pour chaque logement concerné, il faut déclarer la profondeur du balcon de l'étage supérieur et sa position verticale par rapport aux baies protégées.
Cette configuration est particulièrement avantageuse car elle ne génère aucun surcoût dédié : le balcon remplit en même temps ses fonctions d'usage (terrasse extérieure) et de protection solaire passive. Les organismes comme Qualité Construction encouragent ce type de conception intégrée, qui valorise l'architecture bioclimatique sans équipement supplémentaire.
Conclusion et points clés à retenir
La casquette solaire est l'une des solutions passives les plus élégantes du répertoire bioclimatique. Bien dimensionnée, elle protège les menuiseries des apports solaires estivaux sans équipement motorisé ni maintenance. En re2020, elle contribue directement à la réduction des degrés-heures d'inconfort (DH) et peut faire la différence entre un projet conforme et un projet pénalisé.
Pour aller plus loin et savoir comment les menuiseries et leurs protections solaires sont intégrées dans une étude thermique réglementaire, lisez nos questions fréquentes sur les seuils à respecter en re2020 et sur les étapes d'une étude thermique re2020.
Une casquette en bois intégrée à l'architecture apporte à la fois esthétique, protection solaire et confort thermique.
Sources et références : Cerema – Outil de calcul Cm · DHUP – Méthode re2020 · Construction21 – Protections solaires et re2020 · ADEME · CSTB · Ministère de l'Écologie · FFB · Batirama · Batiactu · Le Moniteur · Qualité Construction · AFNOR