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Épaissir pour isoler et requalifier

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Épaissir pour isoler et requalifier

La restructuration-extension de la résidence de jeunes travailleurs située à Paris, xiie arr. (architecte Suzel Brout), montre que le concept de double peau permet de requalifier un bâtiment existant. Ici, la double peau métallique n’a que très peu de fonction thermique, hormis l’aspect brise-soleil. En revanche, par son esthétique, elle transforme radicalement le bâtiment, tout en le dotant de nouvelles circulations. (Doc. St.M.)

La recherche de la performance énergétique incite maîtres d’ouvrage et maîtres d’œuvre à réfléchir à de nouvelles solutions techniques rapportées en façades. L’industrialisation des process favorise leur développement avec, de surcroît, une requalification architecturale des bâtiments.

La réhabilitation du parc social existant vise à la fois l’amélioration du confort thermique, été comme hiver, avec comme corollaire des économies sur la facture énergétique des locataires, et la requalification architecturale de bâtiments qui ont souvent une très mauvaise image.

L’une des options techniques pour y parvenir consiste à habiller les bâtiments d’une seconde peau. Il ne s’agit pas là d’un simple mur-manteau - isolation par l’extérieur, puis recouvrement de l’isolant avec une vêture, un bardage ou un enduit - solution la plus courante et la plus économique, mais d’une véritable double façade avec ou non création de nouveaux espaces à vivre, de type loggia ou autres. Cette double façade ou nouvelle façade indépendante est placée devant tout ou partie du bâtiment existant, de façon à créer un espace tampon plus ou moins large - de quelques centimètres à plusieurs mètres.
Intelligemment conçue et équipée, elle peut contribuer significativement aux conforts d’hiver et d’été, à l’amélioration du confort acoustique et à l’allégement de la facture énergétique en évitant les surchauffes en été et en captant en hiver les apports solaires passifs. Si cette option demande davantage de budget et de travaux, elle est néanmoins de plus en plus souvent étudiée par la maîtrise d’ouvrage et la maîtrise d’œuvre. En effet, tout en réglant nombre de problématiques thermiques et techniques, elle change profondément l’image des bâtiments existants en leur offrant une seconde vie.

Une façade qui devient active

Il suffit, pour s’en convaincre, de regarder les résultats de l’appel à projet « Reha » du Prebat.
Cette action avait pour objectif de recueillir des propositions concrètes pour une réelle revalorisation des bâtiments, tant à l’extérieur qu’à l’intérieur, de faire émerger des procédés, des dispositifs intéressant tout ou partie du bâti, de constituer un vaste panel de solutions architecturales et techniques innovantes intégrant une forte composante énergétique.
Ce qui est remarquable, c’est que, dans la plupart des cas, les lauréats (17 en tout) ont retenu ce principe de double façade à des échelles certes différentes, mais toujours avec le double objectif d’améliorer la thermique et l’esthétique des bâtiments.
Ces projets vont beaucoup plus loin que la simple mise en place d’une seconde peau.
Par exemple, l’agence Anthony Roubaud Architecte a proposé de requalifier la façade d’une barre HLM, recouverte à l’origine d’une peau amiante/ciment, en rapportant sur l’existant une série de volumes solidarisés à la structure au niveau des voiles de refend. Soit une peau extérieure sous forme d’espaces externes rapportés, dont la structure sert d’échafaudage à l’occasion du chantier. Avantages supplémentaires : la nouvelle peau confine l’amiante contenu dans la première peau et les coffres de volets roulants, sources de déperditions, sont placés à l’extérieur. De son côté, l’architecte Vladimir Doray a proposé une solution à base de panneaux autoportants de façade préfabriqués, dont les assemblages facilitent la constitution d’extensions de tailles variables par fixation sur l’ancienne structure. Au besoin, les fondations sont assurées par des micropieux prolongés en surface par les poteaux soutenant les nouveaux volumes ainsi créés.
Autre exemple avec Franck Gaubin qui, lui, s’est intéressé au concept de façade active. Composée de panneaux-sandwichs épais préfabriqués enveloppant l’immeuble existant, cette nouvelle façade est utilisée comme « local technique » en intégrant les réseaux de la WMC double flux, lesquels, encombrants, sont difficiles à mettre en œuvre dans l’existant. Ainsi les modules, dont la trame est adaptée à celle du bâtiment, sont fixés et emboîtés sur le nez des planchers existants.

Préfabrication : tous les matériaux sont concernés

Tous ces projets ont un point en commun : la préfabrication de structure ou modules en atelier et ce quels que soient les matériaux utilisés pour la nouvelle structure - bois acier y compris le béton. Le béton, c’est la solution retenue pour un autre projet emblématique : la restructuration complète de la barre Balmont à Lyon (Atelier Castro Denissof - Casi). Cette dernière a complètement changé de nature par l’adjonction en façade est, sur les onze étages du corps principal et sur toute la longueur du bâtiment, d’un nouveau volume de 2,50 mètres de largeur. Cette option a permis d’agrandir les logements existants, de creuser de profondes loggias et de donner un nouveau rythme à la façade. En outre, le gain de surface ainsi obtenu a été l’occasion de restructurer entièrement les logements et de les décliner en typologies très diverses. De l’autre côté, la façade ouest est également retravaillée. Ce sont, cette fois-ci, de nouvelles cages d’ascenseur, quatre en tout, qui donnent le rythme. Ces dernières sont le résultat d’un important travail de restructuration des paliers. Lesquels ont été agrandis, vitrés pour les mettre à l’abri du vent. Pour l’élargissement de la façade, c’est la préfabrication béton qui, après étude de faisabilité, a été privilégiée. Avantages : facilité de mise en œuvre, gain de temps et sécurité.

Moins de fondations, plus de structures légères

Une expérience qui, par son ampleur et le mode constructif utilisé, reste exceptionnelle. Sur le plan technique, les structures bois et acier, en raison notamment de leur légèreté et d’une industrialisation plus simple encore à réaliser, ont souvent la faveur des équipes de maîtrise d’œuvre. Les deux peuvent d’ailleurs être mixés à l’image du projet (Lauréat Prébat) de l’architecte Christian Gimonet, dans le quartier de la Chancellerie à Bourges (18). Ici aussi, l’objectif était d’agrandir les logements tout en améliorant nettement la performance thermique de l’enveloppe des bâtiments. Avec également le souhait de conserver une partie de la pierre de façade (les murs concernés ont été isolés par l’intérieur). La solution technique retenue ? Des locaux techniques au nord, formant espaces tampons et des jardins d’hiver au sud, créés à l’aide de structures métalliques légères suspendues sur le gros œuvre existant, évitant ainsi des travaux lourds de fondations. Sur ces structures ont été mis en place des panneaux de façade bois. Lesquels incorporent menuiseries, isolation, pare-vapeur et vêture extérieure (clins). Les planchers, eux, sont constitués de panneaux bois qui reçoivent une dalle mince en béton. Dans cette expérience, la maçonnerie existante, laissée en l’état derrière la nouvelle peau, contribue par son inertie à réguler la température à l’intérieur des logements.

Gains de surface et charges maîtrisées

Ces solutions industrialisées bois acier ou bois seul autorisent en plus une grande modularité, voire une reproductibilité. À Tourcoing (59), la barre Euclide - 230 x 12 m pour cinq à six niveaux d’appartements traversants - a servi de base au projet lauréat présenté par les architectes de l’Atelier Gens Nouvels. Ces derniers l’ont entièrement redessinée avec des panneaux de façade bois - éléments de structure et de parement/isolation ouate de cellulose, conçus à partir d’un nombre minimal de pièces. Lesquels offrent une grande variété de combinaisons. Ainsi, les architectes dans leur proposition prévoyaient d’élargir le bâtiment (20 % de surface en plus), de le fermer par une façade manteau et de compléter par des éléments modulables en saillie : terrasses, serres, escaliers, jardinières…
Une combinaison d’éléments qui permet d’atteindre des performances thermiques - CEP inférieur à 50 kWh/m 2 .an après rénovation contre 183 avant - par la qualité de l’enveloppe, plutôt que par des systèmes actifs. D’où, des coûts de fonctionnements maîtrisés, des charges faibles et peu sensibles à l’évolution du coût de l’énergie.
Cette part de la façade, donc de l’enveloppe, dans la performance énergétique des bâtiments va et ira croissante : pour la régulation automatique des apports solaires et pour que l’efficacité du manteau, indispensable au confort d’hiver, ne soit pas préjudiciable au confort d’été. La solution double peau permet de résoudre cette équation.

Façade légère photovoltaïque

Prochaine évolution attendue, une double peau qui assure à la fois les fonctions de protection thermique, tout en étant productrice d’énergie. D’ores et déjà, des expérimentations sont en cours. Ainsi, le projet Ressource (1) qui porte sur le développement d’un concept d’enveloppe dynamique productrice d’électricité et architecturale, concept qui plus est adapté à la rénovation. Cette façade légère, positionnée devant l’enveloppe principale du bâtiment existant, remplit en théorie - outre la production d’électricité - au moins quatre fonctions : isolations acoustique et thermique ; amélioration du rendement des composants photovoltaïques (perte de rendement lorsque l’échauffement est trop grand) ; requalification de la façade quant à son esthétique. Sur le plan dynamique, la gestion de l’espace créé entre les parois permet d’adapter le comportement de la façade, en fonction des conditions climatiques évoluant en cours de journée et selon les saisons. Par exemple en scénario hiver, en fermant l’espace, la façade crée un espace tampon qui renforce l’isolation du bâtiment. A contrario, en été, l’espace est ouvert en pied et tête de façade pour créer un mouvement ascendant par tirage thermique. Ce flux d’air va rafraîchir la surface du bâtiment et les cellules photovoltaïques. Ces dernières, placées sur les façades sud et ouest, remplissent aussi une fonction de protection solaire pour les occupants.
Deux prototypes de ces façades ont été instrumentés et sont actuellement étudiés de près.

N°317

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