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CHAUFFAGE Le plus grand puits canadien de France

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CHAUFFAGE Le plus grand puits canadien de France

7. Les prises d’air du puits canadien sont aménagées à même la partie privative du trottoir, surélevée de 1,5 m environ par rapport au niveau de la rue. Elles sont fermées par de lourdes grilles cadenassées à mailles fines.

Construit à Noisy-le-Grand, un immeuble de bureaux associe la technique du puits canadien à une solution originale de chauffage-climatisation tout air. Résultat : une diminution de 30 % de la consommation, comparée à une solution par ventiloconvecteurs.

Dans les environs de Marne-la-Vallée, à Noisy-le-Grand (Seine-Saint-­Denis) Semiic Promotion construit un immeuble de bureaux de 35 000 m2 (SHON) destiné au ministère de l’Economie, des ­Finances et de l’Industrie.

L’ensemble a la forme d’un H majuscule avec deux ailes nord et sud en R   8, réunies par deux ailes centrales en R   2, percées d’un patio. La partie centrale abrite notamment un restaurant d’entreprise de 1 200 couverts et sa cuisine.

Deux niveaux de sous-sol complètent le ­bâtiment et contiennent les archives, le groupe électrogène de secours, des salles de formation et 317 places de ­parking. Comme la Semiic restera propriétaire de ce bâtiment pendant 25 ans (voir encadré), elle a recherché un niveau de qualité élevé.

Les façades sont en béton ­porteur, avec une isolation par l’extérieur en laine de verre pour supprimer les ponts thermiques. Les parements en bardage sur les façades extérieures sont en Eternit Minéralis Gris N202 de 8 mm d’épaisseur, fixés sur une ossature d’acier galvanisée Doublex. Les façades extérieures donnant sur l’intérieur sont recouvertes d’un bardage Prodema Baq  . Il s’agit de panneaux de haute densité, constitués d’une âme de fibre de cellulose imprégnée de résines phénoliques thermodurcissables. Ainsi que d’un parement en bois naturel, protégé par un revêtement. Ces panneaux brun clair en 2 440 x 1 220 mm sont fixés sur une ossature aluminium. Les fermetures et huisseries extérieures sont en aluminium à rupture de pont thermique complètes (dormant et ouvrant).

Plafond rayonnant réversible tout air

Les ouvrants à la française K-Line Air portent un triple vitrage faiblement émissif, une lame d’air de 16 mm et un store intégré. Pour le chauffage et le rafraîchissement, la Semiic a utilisé un procédé qui a déjà fait ses preuves (en termes de coût d’installation, de confort et de coût d’exploitation) sur une ­précédente opération de bureaux (la manufacture de ­Pantin). Il s’agit du plafond rayonnant réversible tout air, mis au point par Hora. Le principe est simple : toutes les sous-faces de dalles du bâtiment sont isolées. Un plénum dynamique – dont la partie basse est un plafond rayonnant électrique modulaire – est aménagé dans chaque local à traiter. L’air neuf, préparé dans des centrales de traitement d’air (CTA) qui sont installées sur la toiture, est introduit dans le plénum dynamique du côté des circulations. Il se détend, se réchauffe en hiver grâce au rayonnement du plafond électrique vers le plénum. Puis, il est soufflé le long du ­plafond dans le local traité (effet Coanda) par une fente placée le long de la façade. Le débit d’air introduit dans chaque pièce est régulé par un volet motorisé, entre 1,5 Volume/heure (V/h) (ce qui correspond au débit d’air hygiénique) et 6 V/h au plus fort des besoins de rafraîchissement d’été. Le système assure donc le chauffage, la ventilation et la ­climatisation. Selon Semiic, les avantages du système sont nombreux. Il n’y a aucune circulation d’eau glacée, ni de relevage des condensats comme dans les ­solutions par ventiloconvecteurs. Cela élimine une grande partie des risques de dégâts des eaux dans le bâtiment. Aucun élément technique n’est intégré dans les pièces traitées : rien au sol, pas d’émetteur au mur, etc. La température dans les pièces est homogène, puisque toute la surface du plafond diffuse de la chaleur en hiver par rayonnement et l’absorbe en été.

Une qualité d’air élevée et homogène

La qualité de l’air intérieur est élevée et identique dans tous les bureaux, puisque le système est constitué d’une diffusion par gaines étanches à partir d’un point de traitement unique : la CTA, installée sur le toit. Aucun équipement technique à entretenir dans les bureaux, la maintenance a lieu dans les CTA. Cela facilite le maintien d’une qualité d’air élevée et homogène dans le bâtiment, tout en réduisant le coût du contrat de maintenance annuel. Cette solution, accentuée ici par le puits canadien, maximise les possibilités de free-cooling en mi-saison et la nuit. Dans les bureaux, aucun bruit de ventilateur, aucun moteur électrique. Le gain de temps sur chantier est important. Semiic l’évalue à deux mois pour une opération de cette taille, en comparaison avec une solution eau glacée. On ne pose que de la ­gaine d’air horizontalement dans les circulations et verticalement pour l’alimentation et la reprise, dès que le le béton du plancher est coulé. Enfin, le confort est ­important et les consommations d’énergie réduites. La vitesse de déplacement de l’air dans les bureaux n’est que de 0,15 m/s. En hiver, les déperditions sont évaluées à 50 W/m2, mais les caissons ­double-flux installés dans les CTA récupèrent une puissance équivalente à 30 W/m2. En ­hiver, en passant dans le plénum dynamique, l’air récupère aussi une partie de la chaleur des luminaires dont la partie arrière est apparente dans le plénum. Dans l’opération de Pantin, pourvue de la même solution et en service depuis trois ans, Semiic estime que les consommations d’électricité sont inférieures de 30 % à celles d’un immeuble similaire équipé en ventiloconvecteurs.

Dans cette opération, le puits canadien revêt une importance particulière. Il a été étudié et ­dimensionné à la demande de la Semiic. Pour commencer, il n’y avait guère de terrain disponible pour l’installer. En raison de la proximité de la nappe ­phréatique, il ne pouvait pas non plus être posé sous le bâtiment. Le bureau d’études Bethac a trouvé suffisamment de place dans l’étroite bande de terrain le long des façades est et ouest, en superposant les tubes en quinconce. On a donc deux puits canadiens distincts qui alimentent chacun des deux immeubles nord et sud. Côté façade est, deux entrées d’air alimentent chacune 5 tubes de 80 m de longueur. Les tubes provenant de ces deux entrées d’air se croisent, enterrés le long de la façade. Côté façade ouest, une seule entrée d’air, à mi-chemin le long du bâtiment, alimente 10 tubes de 40 m de longueur. Ce sont des canalisations en acier galvanisé annelé Turbosider de 1 m de diamètre. Sur chaque façade, les tubes aboutissent à une chambre-­collecteur située au deuxième sous-sol.

Elles sont équipées d’un ventilateur qui pousse l’air neuf issu du puits canadien dans des canalisations verticales de 1 m de ­diamètre, jusqu’à la toiture-­terrasse 11 niveaux au-dessus où sont installés les CTA et les groupes de production d’eau glacée. Le débit total des deux puits ­canadiens est de 63 000 m3/h (la plus importante installation en France), mais ne correspond qu’à un débit de 1 V/ h, tandis que les CTA fournissent 6 V/h. Les calculs du Bethac sont conservateurs et prudents. En effet, il n’existe pas de méthode reconnue pour le dimensionnement d’un ouvrage de cette taille.

Le BE attend du puits canadien au minimum une correction thermique de  10K en hiver par la température de consigne (– 7 °C) et de – 7 ou 8 K en été. Ce qui devrait améliorer le bilan des consommations d’énergie pour le chauffage et le rafraîchissement.

Une instrumentation sera mise en place pour mesurer sur plusieurs saisons la contribution réelle des puits canadiens. Mais ils ont aussi été déployés pour une autre raison. Les installations de compression ou de réfrigération, dont la puissance absorbée est supérieure à 500 kW, sont soumises à autorisation par référence à la rubrique n° 2920 (art. 2 – a) de la nomenclature des installations classées pour la protection de l’environnement (1). Le préfet doit les soumettre à enquête publique. Pour un promoteur, cela signifie des mois de délai supplémentaire ! La Semiic a donc utilisé le procédé du puits canadien pour réduire les besoins de rafraîchissement de ses deux bâtiments, en abaissant la température de l’air neuf qui alimente les CTA.

Elle est parvenue, avec l’aide des calculs du BE Bethac, à cantonner la puissance absorbée des groupes de production d’eau glacée à 499 kW par bâtiment ! Le coût total de mise en place des puits canadiens, hors honoraires de calcul, est évalué par la Semiic à 460 000 e, vraisemblablement son évaluation du coût d’un délai de plusieurs mois pour ce chantier devait être nettement supérieure.

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