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ÉQUIPEMENT SCOLAIRE Villeneuve-lès-Avignon : un lycée qui joue avec les éléments

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ÉQUIPEMENT SCOLAIRE Villeneuve-lès-Avignon : un lycée qui joue avec les éléments

Durant trois ans de tests, le BET Adret a appliqué à cet équipement la méthodologie du « Cahier de conception environnemental ». Ainsi, depuis sa mise en service de 2007, les évaluations ont permis d’ajuster progressivement les systèmes installés au comportement réel de l’ouvrage.

1 PROGRAMME Priorité aux énergies naturelles

En 2004, la maîtrise d’ouvrage a fait appel au BET Adret, afin d’adapter les procédés constructifs et les systèmes techniques au projet lauréat de BPA Architecture. À savoir inscription environnementale, maîtrise des consommations d’énergie et d’eau, confort thermique, visuel, acoustique et olfactif. L’objectif prioritaire a été de réduire les dépenses énergétiques par une enveloppe étanche à l’air et un fonctionnement utilisant les énergies naturelles, tel le système de ventilation/renouvellement d’air.

L’ensemble de 11 376 m2 (SHON) situé en limite des garrigues, présente des entités fonctionnelles disposées en strates, implantées perpendiculairement au terrain selon un angle de 31°, afin de pallier les effets du Mistral et du soleil.

Le hall d’accueil (340 m2) situé à l’intersection de deux murs de soutènement du Rdc, distribue trois bâtiments, chacun séparé en deux volumes par une circulation centrale ouverte sur des « patios/préaux ». L’administration (45 m2) accessible en Rdc depuis une cour et des parkings végétalisés donne accès au « Pôle culturel » (R 1), comprenant salle polyvalente (312 m2, CDI : 293 m2...), calé sur le mur est-ouest.

Les deux volumes d’enseignement (R 2) s’inscrivent en porte-à-faux sur le mur nord-sud, alors que des passerelles transversales métalliques à platelage bois et coursives semi-fermées de plain-pied à l’est relient les salles par l’extérieur. Le patio nord mène au restaurant (862 m2) à toiture à sheds en polycarbonate alvéolaire, le sud, à huit logements de fonction.

Outre le confort thermique obtenu par l’inertie des murs/planchers béton qui stockent apports solaires l’hiver et fraîcheur l’été, la priorité a été donnée aux systèmes qui limitent la consommation : murs en pierres, isolation par ouate de cellulose, toiture végétalisée, puits canadien relié à une GTB qui gère la ventilation du CDI…

Un soin particulier a été apporté à l’utilisation de l’éclairage naturel (persiennes, seconds-jours en périphérie des patios, etc.), ainsi qu’au système de Ventilation naturelle assistée des classes (VNA). Ainsi, l’air neuf aspiré au ras des fenêtres en façade, évacué en faux plafond est extrait en toiture par quatre tourelles à hélices à registre asservi à la vitesse du vent. Et l’air du patio chauffé l’hiver par système de plancher chauffant, tempéré l’été par la toiture-terrasse végétale et les bassins intérieurs, fonctionne en night cooling. In fine, les plus-values d’installation compensées à l’exploitation, limitent le coût d’investissement global à 15,97 M€ (valeur 2007).

2 ÉTAT DES LIEUX Efficacité de l’enveloppe et des équipements

Dès réception, le BET Adret a mis en parallèle simulations dynamiques (Pléiades-Comfie) et consommations poste par poste, au moyen d’outils de validation informatiques, graphiques et manuels. Sur la période de « bon fonctionnement » (vingt-quatre mois), préalable aux travaux d’ajustement (douze mois), le BET a procédé à des relevés réguliers de consommations.

Ce sont 14 locaux témoins qui ont fait l’objet d’une « préfiguration des ambiances » (phase Visa-DET) à partir d’hypothèses d’occupation et de températures (jour/nuit, été/hiver), afin d’évaluer le choix des puissances installées et des temps de marche : éclairage, auxiliaires de chauffage, ventilation. Résultat, le ratio théorique a été chiffré à 25,57 kWh/m2/an (SU).

L’étude a ensuite montré que les « étagères à lumière », sorte de brise-soleil en tube d’acier revêtu aluminium-zinc qui renvoie la lumière au fond des classes, limitent les consommations d’éclairage (au nord, facteur de lumière à 3 % au lieu des 1,2 % prévus au DCE).

Concernant l’enveloppe, le BET a validé l’intérêt des différents systèmes employés :

• mur en pierres de Vers (ép. 50 cm)(R : 130 kg/cm2, U : 0,42),

• charpente bois LC ventilée (CDI, salle polyvalente) en sheds : poutre/poutre échelle,

• l’isolation extérieure en toiture-terrasse par substrat végétalisé (U : 0,52 W/m2.°K), ouate de cellulose (Rw : 5,11 m2K/W) en périphérie dalle béton et coursives et intérieure (ép. 20 cm)( enduit RPE et film pare-vapeur)(U : 0,40 W/m2.°K),

• bac métallique ondulé (43/180) à lame d’air (h : 40 mm) finition aluminium-zinc en sur­toiture et IP 33 plié en façade (U : 0,317 W/m2.K),

• bardage polycarbonate alvéolaire translucide coloré (FS : 0,27) (U : 1,53 W/m2.K),

• briques monomur de 30 cm (U : 0,42 W/m2.K),

• les faux plafonds réfléchissants bac acier à lame d’air ventilée (U : 0,20) se combinent à la présence de menuiseries intérieures aluminium à rupture de pont thermique (U : 2,2 W/m2.°C) à double vitrage 4/12/4 faiblement émissif(U : 2,7 W/m2.°C)…

Les relevés manuels et l’analyse de consommations d’ECS/chauffage ont validé le choix des équipements : sous-station restaurant, chaudière individuelle gaz mixte. Par ailleurs, la production ECS solaire a été retenue pour les logements, reliant directement le circuit capteurs aux échangeurs individuels (ballons 200 L). Intégrée aux consommations d’électricité spécifique, celle-ci limite le ratio prévisionnel chauffage à 23,9 kWh/m2 SUet les consommations annuelles gaz à 461 577 kWh.

En ventilation, le système VNA des classes « banalisées » limite la température à 28 °C par entrées d’air en façade exposée, 8 bouches d’extraction océanes en plafond collectées par des gaines de décompression (9 dm2 x 2) et 4 tourelles stato-mécaniques (P : 37 W/moteur/60 m2).

VMC simple flux et surventilation pilotée par GTC à partir d’entrées d’air neuf prises dans le patio, rejets en toiture par gaines verticales.

Enfin, l’analyse a validé l’intérêt du puits canadien double flux à entrée d’air neuf (CDI).

Tous les systèmes électriques reliés à un local technique, y compris réseaux informatiquesont été optimisés (P :189 kW) : ascenseurà système d’entraînement variable, luminaires fluorescents à ballasts électroniques à détecteur de présence (intérieur) et étanches à interrupteur crépusculaire (extérieur), serveur mutualisé, etc.

(Docs. Didier Boy De La Tour.)

3 BILAN Ventilation et éclairage : objectifs dépassés

Ce retour d’‘expérience de trois ans a permis d’ajuster les techniques constructives du bâtiment au comportement réel. Confirmé par l’avis des utilisateurs, le confort d’usage s’est avéré sur quatre points : température/hygrométrie, acoustique, visuel et acoustique/qualité de l’air. Néanmoins, les ratios : 40 kWh/m2 en chauffage, 5 kWh/m2 en ECS et 25 kWh/m2 en usages électriques, affectés d’un coefficient de 2,56, convertis en énergie primaire (EP) restent encore élevés : 64 kWh/m2. Seule l’implantation d’éoliennes permet d’atteindre un bilan inférieurà 60 kWh/m2 (EP).

Au cours de la troisième année d’utilisation, le BET a prolongé l’étude lancée à l’APD, le temps de retour apparent de treize ans étant retenu comme indicateur. Ainsi, il s’est avéré que cette contribution au bilan énergétique du lycée par des énergies renouve-­lables est la seule qui permette à l’établissement de converger vers l’objectif de réduction des consommations, conforme aux accords de Kyoto. Grâce aux simulations, l’impact aéraulique a pu être calculé d’après une puissance fournie par 4 éoliennes : 140 kW par vent de 25 m/s.

Suivant un potentiel de productionannuelle de 160 000 kWh qui couvre 62 % des besoins, elle a pu être optimisée d’après la méthode de calcul conventionnelle EDF/Ademe (Travail 3D). Les subventions à hauteur de 40 % financent l’investissement résiduel de 196 407 3 HT.

L’analyse des consommations d’eau a validé le système de récupération de la toiture-terrasse végétalisée qui déphase l’écoule-­ment des EP vers les bacs de rétention. Les outils informatiques les ont dimensionnés : 2 200 m2 (lycée) et 200 m2 (logements).

De plus, les canalisations EU/EV en colonnes descendues au sol jusqu’à des collecteurs enterrés ont permis d’éviter de trop imperméabiliser les surfaces.

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