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Tour Elithis : ovoïde de verre et bouclier d'acier pour atteindre l'énergie positive
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Tour Elithis : ovoïde de verre et bouclier d'acier pour atteindre l'énergie positive

E.L |  le 30/11/2010  |  TechniqueCôte d'OrFrance entière

En enveloppant d'un bouclier une tour vitrée, à Dijon, le bureau d'études thermiques Elithis et l'agence d'architectes Arte Charpentier sortent des sentiers battus pour trouver la voie vers le bâtiment à énergie positive. Inauguration le 02 avril, sous le haut patronage de Jean-Louis Borloo, Ministre de l'Écologie, de l'Énergie, du Développement durable et de l'Aménagement du territoire.

Comme Thierry Bièvre, Directeur général d'Elithis, maître d'œuvre et maître d'ouvrage de la tour, aime à le dire, « il a densifié le travail de l'ingénieur en amont ». C'est ainsi, dans un cadre prédéfini par les ingénieurs, que les équipes du cabinet d'architecture Arte Charpentier ont pu laisser libre cours à leur créativité, débouchant notamment sur un élément symbolique, clé de l'équation énergétique du bâtiment : le bouclier thermique.

Situation et agencement
Implantée dans le quartier Clémenceau, la Tour Elithis, limitée par le PLU à 33,5m, est entourée, à l'ouest, par l'auditorium et, à l'est, par le Palais des congrès. Au sud, elle bénéficie en revanche d'une large ouverture. Sa forme ovoïde a été choisie pour obtenir un coefficient de forme plus faible que celui qu'offre un quadrilatère et minimiser la prise au vent.

Concernant l'agencement, le centre de la tour accueille les circulations, escaliers et ascenseurs, afin de faire bénéficier de la lumière naturelle les bureaux, tous situés le long de la surface vitrée.

Le rez-de-chaussée sera occupé par un restaurant, Elithis occupera quatre étages, l'Ademe deux et un cabinet de radiologie un autre.

Enveloppe
Contrairement aux idées reçues, Thierry Bièvre affirme que dans le cadre de la conception de la tour Elithis, les postes de consommation énergétique qui se sont révélés les plus importants ont été la bureautique et l'éclairage et non pas le chauffage et la climatisation. C'est ce qui justifie que le bâtiment soit si généreusement vitré, permettant à la lumière naturelle de pénétrer aisément et ainsi de limiter l'éclairage artificiel. Evidemment, un tel choix a posé des problèmes d'expertise, les bâtiments peu énergivores étant habituellement associés à des façades peu ouvertes. L'équipe de maîtrise œuvre a donc cherché un équilibre entre la recherche du meilleur éclairement naturel et la préservation du confort d'été et d'hiver. Finalement, c'est un mur rideau en bois, vitré à 75% et dont les parties pleines sont remplies de ouate de cellulose, qui enveloppe la tour.

Mais cette façade ne pourrait satisfaire à elle seule le confort d'été. C'est pourquoi, afin de réduire une partie du rayonnement solaire, une deuxième peau joue le rôle de bouclier thermique. Treillis en acier conçu par les équipes d'Arte Charpentier, d'après ses concepteurs, ce bouclier est constitué de motifs qui "limitent les rayons incidents inclinés tout en offrant une transparence suffisante pour ménager des vues panoramiques aux occupants des bureaux, bénéficiant ainsi de la lumière naturelle". Fruit d'études thermiques, cette deuxième peau épouse la course du soleil. Son contour est délimité par les masques environnants, protégeant ainsi les volumes vitrés seulement là où le rayonnement solaire pose un problème de surchauffe ou d'éblouissement.

Energie
Pour renouveler l'air et rafraîchir un bâtiment dont les fenêtres ne s'ouvrent pas, les équipes d'Elithis ont mis en place un système breveté qu'ils ont baptisé du nom savant de « ventilation naturelle à triple flux ». En pratique, il s'agit d'une ventilation double flux avec échangeur de chaleur complétée par des obturateurs répartis tous les 2m70 sur les parties opaques de la façade. Ainsi, durant les journées de mi-saison et les nuits d'été, pour dissiper les calories générées par l'activité professionnelle, les obturateurs s'ouvrent automatiquement, l'arrivée d'air du système double flux est bloquée , l'air extérieur dont la température est comprise entre 10 et 15°C pénètre alors par l'obturateur, entraîné par le système d'aspiration toujours en fonctionnement. Réglable bureau par bureau, cette ventilation à triple flux permet, pendant les six mois de mi-saison, d'obtenir des températures adaptées au confort physiologique de chaque employé et, pendant les trois mois d'été, de limiter la surchauffe.

Néanmoins, au cours de la saison froide, ce système ne permet évidemment pas de maintenir une température stable. C'est du côté des serveurs informatiques et d'un chauffage au bois, que les calories nécessaires pour passer l'hiver ont été trouvées.
La chaleur dissipée par les machines et récupérée permettra donc de limiter la consommation en granulés de la chaufferie bois à 8 m3/an pour un bâtiment d'une surface de 5000m2. Les calories issues des cuisines du restaurant ou du cabinet de radiologie pourraient aussi, par la suite, concourir à chauffer les bureaux.

Mais la gestion des flux thermiques ne s'arrête pas là. Ce matériel informatique a aussi besoin d'être refroidi, c'est pourquoi un système indépendant de frigories, mutualisé et raccordé à un groupe de transfert, a été mis en place pour que chaque occupant de la tour puisse y puiser le froid dont il a besoin.

Ainsi, au final, la consommation annuelle totale du bâtiment s'élève à 70 kWh d'énergie primaire par m2 de SHON. On peut se demander alors pourquoi Thierry Bièvre parle d'un bâtiment à énergie positive. Pour trouver une partie de la réponse, il faut monter sur le toit.
En effet, pour arriver à s'approcher du seuil de la consommation nulle, Thierry Bièvre retire à cette consommation les 82 000 kWh que produiront chaque année les panneaux photovoltaïques recouvrant la toiture de la tour. Ce qui représente, avec un m2 de panneaux pour 10m2 de SHOB, une soustraction de 50 kWh/m2/an. Le bilan énergétique s'élève alors à 20 kWh/m2/an.

Management
Pour passer à un bilan énergétique positif, Thierry Bièvre mise sur l'éco-management. Il dit même avoir lutté contre la volonté de ses ingénieurs qui lui disaient qu'ils pouvaient concevoir un bâtiment à énergie positive sans avoir à associer les utilisateurs à la démarche.
Les trois principaux gisements d'économies proviendront :

- du débranchementchaque soir des de tous les ordinateurs qui, même éteints, consomment toujours un peu

- de la préférence de l'escalier sur l'ascenseur pour les déplacements inter-étages, encouragée par des fresques murales

- du ménage effectué en journée plutôt que tôt le matin ou tard le soir, nécessitant d'allumer entièrement les plateaux pour 2 ou 3 personnes seulement.

Ces actions inscrites dans une charte environnementale qui sera partagée par tous les occupants de l'immeuble devrait permettre d'après le Directeur Général d'Elithis, de « franchir le seuil de l'énergie positive régulièrement et devrait faire déborder la démarche jusque dans la sphère privée des utilisateurs de la tour. »

Les nombreux capteurs répartis à travers le bâtiment et reliés à un écran visible de la rue permettront de vérifier si l'équation énergétique de la tour Elithis est vérifiée par l'expérience. Il ne reste plus qu'à laisser le temps parler.

Coût construction : 1 400 € HT m2 shon, soit 7 000 000 € HT pour la tour,
dont 1 150 000 € HT pour la façade

Durée du chantier: 15mois

Maître d'ouvrage: Elithis
Maître d'oeuvre : Elithis et Arte Charpentier
Entreprise générale: C3B (Vinci)
Façade: Protoy
Electricité: Relec
Toiture Photovoltaïque: Bourgogne étanchéité

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