Bâtiment

Alpha : premier pas vers une série de bâtiments tertiaires à énergie positive

Le promoteur immobilier Urbiparc souhaite lancer une série de bâtiments tendant vers l’énergie positive. Basé sur un modèle pré-industrialisé, le concept se veut simple et reproductible. La construction du premier, baptisé logiquement Alpha, vient de commencer dans la commune d’Echirolles (38).

Urbiparc affiche clairement son objectif : devenir leader national des bâtiments tertiaires basse consommation. Pour y arriver, l’entreprise grenobloise lance, sous le nom d’ Ecospace , une offre standardisée d’immeubles de bureaux passifs qui, complétés par un système de production photovoltaïque, devraient tendre vers un bilan énergétique nul. Le premier né de la famille Ecospace, baptisé logiquement Alpha, sera implanté dans la commune d’Echirolles. D’après Benjamin Borel, en charge du projet chez Urbiparc, une fois la crise passée, quatre bâtiments Ecospace devraient sortir de terre chaque année.
Souhaitant faire d’Alpha un modèle adaptable à tous les sites tertiaires, un parallélépipède rectangle de 2 étages, dont seules la longueur et la largeur pourront varier, a été retenu pour sa simplicité. Cette forme offre, en outre, une bonne compacité. Poursuivant toujours l’idée que ce bâtiment sera implanté à l’identique sur des sites aux orientations différentes, les ouvertures des façades n’ont pas été pensées selon leur exposition et sont identiques sur les quatre côtés.

Reproductibilité
Les 350 000 € de frais de recherche et développement que le promoteur dit avoir consacré au lancement de la gamme Ecospace ont été principalement consacrés à la mise en place de procédés constructifs basés sur une pré-industrialisation. Ainsi, l’ossature sera constituée de poutres béton fabriquées en usine et les façades constituées de panneaux bois pré-usinés .
La conception des panneaux est le fruit d’une réflexion multidisciplinaire entre le bureau d’études bois, l’entreprise d’étanchéité et le menuisier. Au final, les panneaux, préfabriqués en atelier, n’auront plus qu’à être posés, raccordés électriquement et soudés entre eux afin que la façade du bâtiment s’élève avec les menuiseries déjà en place.
D’après Benjamin Borel, en charge du projet Ecospace, cette préfabrication permettra de monter les bâtiments en 7 mois et de réduire le coût de construction de 30% par rapport à un bâtiment entièrement monté sur le site. Le concepteur d’Alpha, l’architecte François Merinis résume son travail par la formule « tout est dans l’enveloppe »

Au final, une fois la trame de béton coulée, les chantiers se dérouleront donc en filière sèche. Autre aspect favorisant la reproduction d’Alpha, les équipes de maîtrise d’œuvre seront les mêmes de chantier en chantier.

Nappe phréatique : source de chauffage et de rafraîchissement
La production de chaleur est assurée par une pompe à chaleur (PAC) géothermique non réversible. Son fonctionnement repose sur une nappe d’eau souterraine dont la température, située autour d’une moyenne de 12°C, est stable tout au long de l’année. Ce système, connu sous le nom de PAC eau/eau, pompe tout d’abord l’eau de la nappe pour transférer ses calories au fluide circulant dans les dalles ou les planchers chauffants. Ainsi, le compresseur, système mécanique indispensable au cycle thermodynamique d’une pompe à chaleur, élévateur de température et consommateur d’énergie électrique, a nettement moins à fonctionner. L’eau puisée dans la nappe et refroidie est rejetée par un second puits, dit de restitution.
Avec un chauffage reposant essentiellement sur une nappe d’eau, le caractère reproductible du bâtiment Alpha n’est évidemment pas total. Légère adaptation, les futurs bâtiments de la gamme Ecospace devront peut-être se tourner vers une PAC géothermique alimentée par des sondes captant la chaleur du sol.
Classiquement, ce système est complété par une ventilation mécanique double flux avec échangeur de chaleur à roue dont le rendement s’élève à 85%.

Le rafraîchissement retenu repose sur un refroidissement passif utilisant aussi l’eau de la nappe phréatique. Il s’agit de faire circuler l’eau de la nappe par l’intermédiaire d’une pompe jusqu’à un échangeur afin de transférer la chaleur du fluide alimentant le plancher rafraîchissant vers l’eau de la nappe. L’échangeur à plaque de grande surface, interposé entre le circuit d’eau de nappe et le circuit interne au bâtiment, limitera tout risque de réinjection de polluant dans la nappe phréatique. Le volume d’eau pompée dans la nappe sera, tout comme pour le chauffage, intégralement restitué à celle-ci par l’intermédiaire d’un puits de rejet. Les écarts de température entre la nappe et les rejets seront, selon les maîtres d’œuvres, inférieurs à 5°C en hiver et 7°C en été.

Autre moyen, simple et efficace, de réduire la consommation énergétique, le bâtiment ne distribue pas d’eau chaude sanitaire.

Eclairage artificiel minimisé
Autre poste de consommation important d’un immeuble de bureau, l’éclairage a été l’objet d’une attention particulière. Toutes les façades sont largement ouvertes, un châssis vitré est positionné tous les 2,70 m sur le rez-de-chaussée et les 2 étages, tout le tour du bâtiment. Plutôt que de fermer les façades ne bénéficiant pas d’apport solaire, l’équipe de maîtrise d’œuvre a fait le choix de laisser la lumière naturelle pénétrer au maximum de tous les côtés. Autrement dit, la réduction sur le poste éclairage a été privilégiée à une augmentation de la résistance thermique de l’enveloppe. Arbitrage qui se justifie pour un immeuble de bureau, mais moins pour une habitation passive où les échanges thermiques nocturnes entrent plus en ligne de compte dans les choix architecturaux.
Grâce à une réflexion globale sur la problématique, passant notamment par le choix d’un revêtement au sol en linoleum beige, sélectionné en fonction de son facteur de réflexion solaire, l’éclairage artificiel installé ne dépasse pas les 6W/m2.
De plus, détecteurs de présence, modulations en fonction de l’éclairage naturelle, stores extérieurs automatiques, le tout piloté et coordonné par GTC, permettront de limiter l’utilisation de la faible puissance installée.
D’autre part, le bureau d’études Ibelec a pensé l’implantation des lampes de telle sorte que l’immeuble puisse être utilisé en mode open space aussi bien qu’en bureaux cloisonnés.

Photovoltaïque : clef du bilan énergétique nul
Toutes ces réflexions et choix techniques permettent d’aboutir à une consommation énergétique théorique pour le chauffage, le rafraîchissement, la ventilation, l’éclairage et les auxiliaires, de 42 kWh EP /m2 SHON /an.
En considérant que le poste informatique ne dépassera pas les 20 kwh EP /m2 SHON/ an, Alpha sera bien un bâtiment passif. Mais pour parler d’une série d’immeubles à énergie positive, Urbiparc compte sur une production photovoltaïque.
C’est la casquette périphérique en débord de façade, de 600 m2, constituée de cellules photovoltaïques, entourant le bâtiment, qui devrait permettre de rendre le bilan énergétique positif, ou presque, en générant 55 kWh EP /m2 SHON /an qui seront soustraits à la consommation totale d’Alpha.

Loyer globalisé
Bien que la pré-industrialisation permette de rabaisser le coût de construction du bâtiment, ces choix techniques génèrent un surinvestissement. Il se répercute naturellement sur les loyers, supérieurs à ceux proposés pour occuper un bâtiment aux normes de la RT2005. Alors, afin de rester compétitif sur le marché, plutôt que de proposer un loyer plus élevé, Urbiparc proposera aux entreprises locatrices, un forfait incluant le loyer et les charges. Ce loyer globalisé permettra à l’entreprise de percevoir plus aisément l’intérêt économique de s’installer dans un bâtiment peu consommateur en énergie, lui offrira une sécurité sur la valeur des charges et donc, une vision claire de ses frais d’occupation sur le long terme.
Evidemment, comme le précise le chargé de projet, cette forfaitisation ne peut fonctionner que si « tout le monde joue le jeu ». Autrement dit, même si la gestion technique centralisée (GTC) réduira la marge de manœuvre des locataires, Urbiparc relèvera les consommations, que les nombreux capteurs disposés dans les bâtiments permettront de connaître avec précision, de manière à pouvoir avertir les locataires sur une mauvaise gestion du bâtiment. Les utilisateurs du bâtiment recevront une formation qui leur permettra, entre autres, d’apprendre à indiquer leurs vacances à la GTC ou encore les périodes d’utilisation d’une salle de réunion afin que la gestion des consommations soit la plus fine possible.

Option non envisagée par Urbiparc, le partage des revenus issus de la revente de l’électricité produite par les panneaux photovoltaïques, entre tous les locataires en fonction de la place qu’ils occupent, pourrait aussi être un argument auquel les futurs occupants seront réceptifs. La manne devrait s’élever aux alentours de 35 000 € annuellement pour Alpha, soit plus de 10 € pour chaque m2 occupé.

80% des panneaux seront remplis de 16 cm de ouate de cellulose introduite entre deux plaques OSB. Ils offriront un R de 4,16 m2.K/W. Pour les 20% restants, l’isolant sera un résineux.

Les fenêtres type CLIMALUS N 4-16-4 ont un coefficient Uw égal a 1.6W/m2.K, avec un facteur solaire de FS = 0.63.

Base fixe : R+2
Déclinable en 2000, 2600 ou 3200 m²
Plateaux de 650, 850 et 1050 m²
Quotte part des parties communes : entre 10 et 13 %

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