« Les débits de ventilation importants contribuent à la bonne qualité de l’air et à la bonne conservation du bâtiment. Ainsi, une classe de 30 élèves élimine une quantité d’eau équivalente à 12 l/jour, évacuée sous forme de vapeur d’eau par la ventilation. » HERVÉ BARDY, président de Hora, fournisseur d’Horaclim
© (Doc. Hora.)
Double et triple vitrages, ventilation, plafonds rayonnants, éclairage contrôlé... Dans cet établissement scolaire, les maîtres d’œuvre et d’ouvrage ont tout mis en œuvre afin d’obtenir des performances énergétiques sans égales.
Le contrat pour la conception et la construction d’une école maternelle neuve à Théding (57), signé entre la municipalité et l’architecte Jean-Christophe Moncel, date de 2005. L’établissement a été inauguré le 30 août 2012. Les deux partenaires étaient déterminés à bien faire et à construire un bâtiment exceptionnel, offrant une excellente performance thermique, une qualité de l’air irréprochable, un éclairement adapté à l’enseignement, une maintenance facile, tout en préservant la possibilité d’une extension future par adjonction de classes pour une école primaire.
Un bâti performant
Le bâtiment est en ossature bois. Sa structure est en poteaux-madriers à section carrée de 220 mm d’arête. Les murs extérieurs sont protégés par des panneaux de fibres de bois de 60 mm d’épaisseur à l’extérieur, par des panneaux OSB de 22 mm à l’intérieur, puis par des rails métalliques portant des panneaux de plâtre BA18, simplement peints. Les cavités de 220 mm de profondeur sont remplies par de la ouate de cellulose soufflée. La structure de la toiture est identique à celle des murs. Elle a été préfabriquée en usine. Les cavités sont remplies de laine de verre avec un pare-vapeur côté intérieur. Au-dessus du panneau extérieur, se trouvent 6 cm de laine de roche à effet coupe-feu, puis 100 mm de mousse de polyuréthanne (PU), une étanchéité multicouche et une végétalisation Soprema sur la totalité de la toiture.
Le sol étant très argileux, le bâtiment repose sur un vide de décompression de 20 cm, fermé par un système de poutrelles et d’entrevous, portant une isolation de 200 mm de mousse de PU, une chape de 4 cm et un revêtement de sol souple dans la plupart des locaux, à l’exception des sanitaires carrelés.
Les menuiseries en bois portent du double vitrage au sud, à l’est et à l’ouest (Uv = 1,4), du triple vitrage au nord (Uv = 1,1). Pour assurer une bonne étanchéité à l’air, toutes les réservations ont été répertoriées, étudiées à l’avance et réalisées par le lot structure bois. En fin de travaux de structure, un premier test d’étanchéité a été réalisé. Il a conduit à quelques reprises mineures. Avant la livraison du bâtiment, un second test d’étanchéité a montré un débit de fuite très faible, équivalent à un orifice de la taille d’une demi-feuille A4. Ce qui atteint les niveaux d’exigences du label Passivhaus.
Après prise en compte des systèmes techniques, le C (RT 2005) atteint 180 kWhep/m².an, soit Cref-53 %, ce qui correspond au niveau BBC 2005.
Chauffage, ventilation et rafraîchissement sont liés
Le chauffage, la ventilation et le rafraîchissement sont assurés par un système combiné par plafond rayonnant Horaclim fourni par Hora. Il s’agit d’une solution double flux à débit variable, prolongée dans chaque espace traité par un plafond rayonnant basse température. Le procédé utilise l’échange thermique de l’air passant dans un plénum dynamique. En hiver, l’air chaud pénètre dans le plénum et cède sa chaleur au plafond qui rayonne à son tour dans la pièce en dessous. Si durant les heures de fonctionnement de l’école, cela ne suffit pas, une double sonde détection de présence et température ambiante commande la mise en route des éléments chauffants électriques. Le système est dimensionné pour fournir 19 °C dans les classes, et 16 °C dans les pièces de services et les circulations, par une température extérieure de base de - 15 °C.
Étant donné la performance du bâti et l’importance des apports internes (30 élèves par classes représentent une puissance thermique dissipée de 3 000 à 3 750 W selon les activités), le point d’équilibre du bâtiment (la température à partir de laquelle le chauffage est coupé) est à 6 °C extérieur. Au-delà, il faut commencer à rafraîchir.
Les protections solaires extérieures motorisées sont alors abaissées. À la mi-saison, selon les écarts de températures intérieure/extérieure, le système assure une surventilation nocturne pour décharger la dalle de la chaleur accumulée durant la journée, puis fonctionne en Free-Cooling durant la journée, avec une puissance absorbée maximale de 86 W/m² de plafond. Quelque 3 000 W d’apports gratuits dans une salle de 50 m² représentent déjà une puissance à absorber de 60 W/m². Si la surventilation nocturne, le Free-Cooling et les protections solaires ne suffisent pas, le Roof-Top réversible passe en mode froid.
Le débit d’air nominal de l’installation est de 8 925 m
