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COLLÈGE L‘intérêt d’associer chaudière à bois et bioclimatisme

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COLLÈGE L‘intérêt d’associer chaudière à bois et bioclimatisme

De conception bioclimatique, le collège Guy-Dolmaire est rythmé par un quadrillage régulier formé de poteaux moisés et de poutres supportant une ample couverture.

Ce collège de conception bioclimatique a été entièrement réalisé en bois. Il recèle des dispositifs de ventilation et de chauffage efficaces qui font toutefois l’objet d’adaptations diverses.

1 Programme Un « prototype expérimental » à l’épreuve des usages

Le collège Guy-Dolmaire de Mirecourt (Vosges) a été réalisé en 2004 par l’équipe d’Architecture-Studio, associée à l’architecte Olivier Paré. De conception bioclimatique, ce bâtiment privilégie l’usage du bois, matériau naturel et recyclable très présent dans cette région.

Les 15 000 m3 de bois mis en œuvre ont été utilisés aussi bien pour la structure à poteaux-poutres en bois massif, que la charpente en lamellé-collé, ou que pour les menuiseries et parements de façade. Aussi, en intégrant une démarche HQE (haute qualité environnementale), qui s’appuie sur les quatorze cibles de référence, cet ouvrage est précurseur en matière d’équipement scolaire. Il représente une sorte de « prototype expérimental » qui a fait l’objet d’un suivi de quatre annéess, de la part du conseil général des Vosges, du bureau d’études thermique Louis Choulet et de la société Idex chargée de l’exploitation. L’élément majeur conceptuel de l’édifice réside dans son vaste « espace-tampon » qui, se développant en façade sud, dessert le hall, la rue traversante et les circulations.

Cette double peau, formée de 2 000 ventelles en verre, orientables et motorisées, sert de régulateur thermique efficace. Quant au mode de chauffage traditionnel installé, il est assuré par une chaudière au bois associée à une chaudière au gaz d’appoint. Pour le renouvellement d’air, trois centrales de traitement de l’air (CTA) ont été installées. L’ensemble de ces équipements est piloté automatiquement par une gestion technique centralisée (GTC).

2 ÉTAT DES LIEUX Des dispositifs techniques sujets à adaptations

Espace thermique tampon

En façade sud, la double peau bioclimatique de l’espace-tampon est dotée de ventelles en verre. Outre sa fonction de régulation des apports thermiques, cette zone tampon a été conçue pour accroître le confort du bâtiment. Lors de la phase d’étude, menée par le BET thermique Choulet, la température de base préconisée devait être supérieure de 12 °C par rapport à la température extérieure. Or, les utilisateurs se plaignent, en hiver, d’une gêne occasionnée par des courants d’air provenant des interstices ménagés sur le pourtour des ventelles. Même si ce phénomène est peu fréquent, une étude d’amélioration préconise la pose de joints autour des lames.

Cet ajustement devrait accroître la température intérieure de ces parties de 3 °C. Pour les autres locaux, comme ceux voués à l’enseignement, les usagers les trouvent agréables à vivre, malgré une surchauffe de certaines salles de cours en partie haute, durant l’été.

Chaudières au bois et au gaz

Le chauffage du bâtiment est garanti par une chaudière principale au bois (broyé), couplée à une chaudière au gaz. La gestion du chauffage est assurée par l’entreprise Idex. Ce mode énergétique renouvelable, qui présente un intérêt écologique et économique, génère des économies, face aux augmentations permanentes du baril de pétrole et du gaz naturel. Et le contexte local (les forêts)

en favorise et valorise l’emploi. Si la chaudière au bois est employée durant tout l’hiver, la chaudière gaz est utilisée en appoint.

Le ballon d’eau chaude de la cuisine, réglé à une température fixe de 60 °C, il ne supporte pas les 80 °C émanant de la chaudière bois, ce qui a entraîné une dégradation du matériel. De plus, à partir d’avril, ce ballon marche avec la chaudière gaz, générant des consommations excessives. Il faudra le remplacer par un ballon mixte plus approprié, muni d’une production instantanée.

Centrales de traitement de l’air

Le traitement de l’air est assuré par trois centrales de traitement de l’air (CTA) qui, situées dans des espaces différents, sont plus ou moins rentabilisées. Ainsi, la CTA du préau n’est employée que les jours de manifestations, la salle étant dotée d’un plancher chauffant. La CTA située dans la cuisine accolée au réfectoire a posé quelques problèmes. La hotte d’extraction d’air fonctionnant dès 8 h du matin avec une porte ouverte, la mise en route de la CTA n’était effective que de 10 h à 14 h. Or, ce système était insuffisant les jours de cuisson d’ingrédients dégageant beaucoup de vapeur d’eau (pâtes, par exemple). D’où l’intervention du gestionnaire Ulrich Deflin (Idex) qui a réalisé une modification électrique sur la hotte, pour la régler le matin, en basse ou haute vitesse, selon les menus. La CTA est mise en route par le cuisinier à 8 h quand la hotte fonctionne à plein régime. Le reste du temps, elle démarre à 10 h. La CTA de la salle de musique n’est pas utilisée, à cause de la VMC. Lorsque l’action de cette dernière devient insuffisante en été, les fenêtres sont alors ouvertes. Pourtant le gestionnaire souhaiterait mettre en marche régulièrement cette centrale s’il pouvait mieux contrôler la VMC, ce qu’il ne sait pas faire.

Gestion technique centralisée

Implanté dans la loge du gardien, le matériel informatique de la GTC sert à piloter le chauffage, l’éclairage et les CTA. Ulrich Deflin, qui a également la charge et la maîtrise de cet outil, a réalisé diverses programmations qu’il améliore au fil des années. Pour les CTA, il a mis en place des programmes horaires de soufflage d’air qu’il fait varier au gré des besoins et des saisons. Idem pour les autres équipements, tels que les chaudières au bois et au gaz qui ne posent pas de problème particulier. Mais concernant la gestion de l’éclairage, les quatre commandes posées ­initialement n’ont jamais servi : le logiciel est trop compliqué à utiliser.

3 Bilan Des résultats satisfaisants mais à améliorer

Du côté des consommations énergétiques en matière de chauffage enregistrées depuis trois ans, il apparaît que le bilan d’exploitation s’élève à 704 kWh/an. Il représente 33 % d’économie d’énergie par rapport à un bâtiment traditionnel récent et 26,2 % d’économie, au regard des chiffres annoncés lors des études préalables. Ces bons résultats confirment que les études thermiques et la conception ont été bien menées. D’autre part, le bois s’avère un combustible performant, étant la source d’importantes réductions des consommations. Cette énergie présente l’avantage de ne pas suivre le cours du pétrole, mais celui de la main d’œuvre. Pierre Balland-Thomas, chargé du suivi de l’opération pour le conseil général des Vosges, constate que « les économies générées en hiver sont dues au prix du MWh de bois qui est de moitié par rapport à celui du gaz et qu’elles proviennent également des apports solaires. » Le montant du MWh de bois s’élevant à 20,86 € HT. Il ajoute qu’« un autre avantage est d’adapter le chauffage en fonction de l’utilisation et du degré d’occupation des locaux. Le mercredi après-midi, seule la partie administrative est chauffée normalement, alors que les autres locaux fonctionnent en mode réduit. » La démarche bioclimatique menée sur l’édifice semble appropriée et maîtrisée, avec une ventilation naturelle des espaces. Même si celle-ci est excessive en hiver dans la zone tampon, à cause des ventelles de la façade sud, la pose de joints devrait améliorer ce ­défaut.

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