Port Camargue : un complexe scolaire parfaitement ventilé

1 Programme Privilégier les énergies naturelles du site

En 2004, le concours de l’école maternelle et de l’Inspection départementale de Port Camargue (30) visait à l’inscription environnementale au paysage du bâtiment et à la maîtrise de ses consommations d’énergie et d’eau. Pour cela, la maîtrise d’ouvrage a fait appel au BET Izuba, afin d’adapter les systèmes techniques au projet lauréat de la SELARL Portal-Thomas-Teissier. L’objectif prioritaire étant de réduire les dépenses énergétiques en concevant une enveloppe étanche à l’air et un fonctionnement qui tire parti des énergies naturelles. L’ensemble de 1 336 m ² (Shon) est situé sur une parcelle couverte de pins de 5 000 m ² , limitée au Nord et au Sud par des axes de circulation et à l’Ouest, par un jardin public qui constitue le sas thermique d’accès à l’école maternelle. Le projet s’organise autour d’un patio intérieur « cour de récréation » sécurisée qui éclaire naturellement les espaces périphériques, comprenant deux entités autonomes :
• l’école en RDC (SU = 900 m ² ) dont quatre classes à équipement sanitaire autonome (183 m ² ), administration (107 m ² ), entrée (35 m ² ), restaurant (141 m ² ) ;
• l’inspection d’un seul tenant, sur 2 niveaux (218 m ² ) dont l’entrée est située à l’est.
Le choix du BET Izuba étant de ne pas utiliser de climatisation, un soin particulier a été apporté à l’utilisation de l’éclairage naturel, ainsi qu’au système de Ventilation estivale nocturne (VN) « raisonnée ». Ainsi, l’hiver, le renouvellement hygiénique de l’air est assuré au maximum par VN : l’air introduit par des grilles est extrait à l’aide d’extracteurs statiques qui l’aspirent grâce à la différence de température entre bas et haut de conduite d’aspiration (cheminée thermique) et par effet du vent (Venturi). La ventilation d’été utilise les mêmes équipements, à programmation différente, afin de stocker la fraîcheur nocturne à l’intérieur. In fine, le coût d’investissement global est de 2,3 M€ (valeur 2006).
En phase étude, l’analyse du projet par simulation thermique dynamique a permis d’ajuster la performance de l’enveloppe.

2 Etat des lieux Surventilation nocturne d'été par extracteurs stato-mécaniques

Dès réception, un suivi a été mis en place, à l’aide d’appareils qui enregistrent la température de plusieurs locaux et d’une instrumentation sur les extracteurs d’air, compteurs et fiches de relevés mensuels. In fine, le choix raisonné des produits et procédés de construction s’est avéré parfaitement cohérent avec les études. À savoir :
• des blocs pierre du Gard (105/52/210) complexe isolant Placomur (PSE) 80 10 et polystyrène (ép. 80 mm) plâtre (ép. 10 mm) pour les parois ;
• plancher sur terre-plein isolé ;
• des vitrages isolants 4/16/4 à faible émissivité en menuiseries aluminium, à rupture de pont thermique, combinées à des stores à lames en aluminium orientables (type Griesser) ;
• revêtements en linoléum dans salles de classe et au plafond des dalles de faux plafond acoustique, recouvertes de laine minérale ensachée (ép. 13 cm), qui pallient tout risque de dispersion des fibres. Résultat, les niveaux d’isolation conduisent à un coefficient Ubat de 11 % < Ubat (référence RT 2000).
Les relevés manuels et l’analyse des consommations d’ECS et de chauffage ont validé le choix des équipements. Ainsi, une chaufferie centralisée au gaz naturel à régulation par débit, thermostat d’ambiance, à température de départ variable comprend deux chaudières à gaz à condensation, à faible émission de NOx, à réseau de planchers chauffants en zones « enfants ».
Pour l’administration, le BET a retenu la solution de radiateurs acier à régulations terminales par robinets thermostatiques et sonde déportée. Globalement, le rendement annuel de génération est d’environ 105 % PCI.
L’Eau chaude (EC) de la cuisine est produite partiellement par des capteurs solaires, installés en façade sud de l’inspection qui couvrent 50 % des besoins annuels du bâtiment.
La ventilation naturelle par ouverture des sheds en partie haute et mécanique, les extracteurs stato-mécaniques permettent d’utiliser les conditions climatiques si celles-ci sont suffisantes, des ventilateurs prenant le relais le reste du temps.
Ces derniers sont munis de clapets qui fonctionnent en « tout ou rien », à ouverture programmée sur horloge. L’hiver, les entrées d’air et bouches d’extraction autoréglables assurent une régulation simple des débits de ventilation.
Dans la zone ID, en tête du réseau d’extraction, un registre motorisé, associé à une grille en partie centrale permet, s’il est ouvert, de court-circuiter les bouches autoréglables et de garantir une circulation d’air au-delà des débits hygiéniques.
Après deux années de fonctionnement, l’analyse des performances d’après les factures électricité et gaz chiffrent le total du coût énergétique 2006/2007, 2007/2008 à respectivement 11 331 € et 11 777 €. Grâce à la mise en place d’une maintenance efficace, le ratio énergie finale/surface utile s’élève à 22 kWh/m ² . Ainsi, la diminution de la puissance souscrite de 60 kVA à 25 kVA réduit le coût de la prime fixe d’un montant de 60 € TTC /mois, soit 720 € TTC /an. Bien que la consommation de chauffage soit relativement supérieure aux estimations, 136 925 kWhEF/m ² utile.an, le fonctionnement énergétique de l’école maternelle présente un coût d’environ 11,5 k€ TTC/an.

3 Bilan Au-delà des hypothèses de simulation dynamique

D’après l’avis des utilisateurs, le confort d’usage était efficient sur quatre points : température/hygrométrie, acoustique, visuel et qualité de l’air. Néanmoins, plusieurs mesures ont été mises en place, afin de maintenir le bon fonctionnement des équipements : • vérification du fonctionnement des thermostats ; • remplacement de l’ensemble des piles par des accumulateurs rechargeables ; • révision de l’équilibrage des réseaux de chauffage ;
• contrôle de l’ensemble des installations de ventilation et si besoin, intervention sur les extracteurs stato-mécaniques, etc.
Au cours de la troisième année de fonctionnement, le BET a remplacé le ventilateur statique par un stato-mécanique, afin d’assurer une ventilation suffisante en l’absence de vent. De même, des consignes ont été données aux occupants en cas de canicule : ouvrir si nécessaire, refermer les pièces vides le jour, laisser ouvertes les ouvertures hautes le soir, en périodes d’été normales, ne pas ouvrir le matin... In fine, un « carnet de prise en mains » a été établi, explicitant aux utilisateurs les opérations : gestion des protections solaires, VN par ouverture des fenêtres et des sheds, etc.
L’analyse des consommations - chauffage = 100 kWhEF/m² U, cuisson = 16 kWhEF/m²U et électricité = 21 kWhEF/m²U - conçue d’après la RT 2000 a nécessité une longue phase de réglages de l’installation, notamment concernant les températures émises dans chaque pièce à plancher chauffant. Ainsi, la mise en place d’une maintenance des installations techniques assure les performances dans le temps de l’installation de chauffage. De même, des ajustements ont été effectués pour le confort d’été : amélioration de la ventilation d’une des salles (pose d’un ventilateur stato-mécanique) et des protections solaires, essence ou taille des arbres du patio à revoir, etc. .