Habitat - Architecture



Voici un exemple de conception bioclimatique exemplaire réalisé par le bureau d'études Izuba Énergies pour leur propre siège social (région de Montpellier).




Une conception bioclimatique

Tirer parti du lieu et de l'usage
La conception d'un bâtiment est dite “bioclimatique” quand elle tire un profit maximum des conditions environnementales pour assurer le confort des occupants.
Dans le cas de notre bâtiment, il faut composer avec le climat méditerranéen : étés chauds, hivers doux, ensoleillement conséquent, vent du nord très fréquent, pour assurer le confort d'un ensemble de bureaux et d'une salle de formation occupés en journée, avec des apports internes liés à l'informatique pouvant être importants.

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Vue aérienne de l'Ecoparc, zone d'implantation du projet. Au premier plan, le collège, sur la droite Fabrègues et au fond les collines de la Gardiole.

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Bâtiment achevé

En hiver : capter le soleil et limiter les déperditions
En climat méditerranéen pour des bureaux, les besoins de chauffage ne sont clairement pas le principal problème, ils sont cependant réduits à leur minimum :
  • La forme générale du bâtiment est simple et compacte, pour limiter les surfaces déperditives.
  • L'orientation nord/sud favorise les apports solaires au sud dans les bureaux.
  • Le choix de l'ossature bois avec isolation en paille permet d'obtenir un très haut niveau d'isolation des murs.
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Les bottes de paille, 37 cm d'isolation pour les murs

En été : limiter les apports, amortir et ventiler
La contrainte principale est bien le comportement estival, l'enveloppe limite les surchauffes en adoptant les principes suivants :
  • Le bâtiment est équipé de protections solaires fixes et mobiles bloquant le rayonnement solaire direct en été tout en permettant les apports solaires en hiver.
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Protection solaire et éclairement naturel des espaces

  • L'inertie thermique, plutôt légère en ossature bois, est complétée par des cloisons intérieures en terre-paille et en briques de terre crue.
  • Une ventilation nocturne naturelle est rendue possible par un jeu d'ouvertures manuelles ou automatiques des menuiseries.
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Ventilation naturelle traversante du bâtiment en été

Minimiser les besoins de chauffage

Un plan masse sobre

La forme générale du bâtiment est simple, compacte et sans décrochés, pour limiter les surfaces déperditives et simplifier la construction.
L'orientation nord/sud permet de disposer judicieusement les locaux par rapport à leur orientation :

  • la majorité des locaux à occupation continue est au sud : quasi-totalité des bureaux et espace cuisine-repas ;
  • les locaux de service sont au nord en position d'espace tampon : sanitaires, serveur et stockages divers ;
  • la salle de formation est au rez-de-chaussée pour faciliter l'accès aux personnes à mobilité réduite. Son exposition nord la protège du rayonnement solaire direct tout en lui garantissant une lumière naturelle confortable ;
  • les locaux techniques sont en position centrale pour optimiser la distribution des fluides, notamment l'air pour la ventilation double-flux.

Plan du rez-de-chaussée

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Plan de l'étage

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Une enveloppe sur-isolée
Les niveaux d'isolation sont importants, combinés à une parfaite étanchéité à l'air et à de forts apports solaires, ils réduisent drastiquement les besoins de chauffage.

Niveaux d'isolation des parois et menuiseries
Le choix de l'ossature bois avec isolation en paille permet d'obtenir un très haut niveau d'isolation des murs.
On peut remplacer le polystyrène extrudé par du liège (exemple du Hameau des Buis).

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Ponts thermiques
L'ossature bois permet de supprimer la majorité des ponts thermiques, l'épaisseur de paille étant conservée dans la plupart des cas. Le seul pont thermique à traiter ce situe à la liaison entre le mur extérieur et le plancher bas. Dans ce cas, une isolation périphérique complémentaire est mise en œuvre le long du soubassement.

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Optimiser le confort d'été

Dans l'Hérault, les épisodes de chaleur estivale peuvent s'avérer redoutables. Pour y faire face et maintenir un haut niveau de confort thermique, la conception s'appuie dans un premier temps sur des dispositifs "passifs" : limitation des apports, inertie thermique, ventilation nocturne. Le plancher rafraîchissant permet de passer les périodes les plus chaudes sans étouffer.

Conception architecturale optimisée

L'orientation principale du bâtiment nord/sud permet de conserver des façades est et ouest peu vitrées, elles seraient autrement très pénalisantes pour le confort d'été. Les ouvertures présentes sur ces façades ont pour objet l'accès latéral au bâtiment et l'éclairage naturel des circulations et de deux locaux situés sur ces façades.

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Vue de la façade est. La façade ouest est identique.

Protections solaires

Protection fixe intégrée au bâti
Le bâtiment est totalement entouré d'un bardage ajouré en bois. La position et l'espacement des lames de ce bardage ont été optimisés pour favoriser les apports solaires d'hiver tout en assurant une protection fixe en été.

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Protection solaire et éclairement naturel des espaces

Stores extérieurs orientables

En plus de la protection fixe, les utilisateurs disposent de brise-soleil orientables motorisés extérieurs de type Grinotex de la société Griesser. Chacun aura ainsi la possibilité d'éviter l'éblouissement et de moduler l'apport lumineux en fonction de ses besoins. En position déployée, ces brise-soleil jouent un rôle anti-intrusion pour une ventilation nocturne sécurisée.

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Brise soleil extérieur

Inertie thermique

Sans façades ou dalles de béton, les bâtiments en ossature bois souffrent souvent d'un déficit d'inertie thermique, les rendant plus sensibles aux surchauffes. En compensation de ce handicap, des matériaux à forte inertie ont été ajoutés dès que cela était techniquement et économiquement possible.
Les matériaux retenus : torchis, terre crue, jouent par ailleurs un rôle de régulateur hygrométrique naturel qui bénéficie également au confort des occupants.

Enduits intérieurs terre

La totalité des murs extérieurs est enduit de terre côté intérieur, sans lame d'air entre le caisson paille et l'OSB support de l'enduit.
Pour les cloisons séparatives entre bureaux, un compromis entre inertie et coût a amené a retenir une cloison sur deux terre/paille, d'une épaisseur de 10 cm. Chaque bureau dispose ainsi d'au moins une cloison à forte inertie.

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Cloison en terre crue sur lattis bois.

Mur en briques de terre crue

Dans le hall d'accueil, le long de la trémie d'escalier, est bâtie sur toute la hauteur du bâtiment une cloison en briques de terre crue de 10 cm d'épaisseur.

Planchers

Au rez-de-chaussée, l'inertie est apportée par la chape anydrite de 7 cm coulée sur la dalle béton de 20 cm. Ce plancher bas, isolé en sous-face, est posé directement sur le sol, sans vide-sanitaire, profitant ainsi également de l'inertie du sol.
Sur le plancher intermédiaire, malgré un impact important pour la structure bois, on retrouve une chape anhydrite de 7cm apportant à la fois inertie et isolement acoustique.

Ventilation nocturne naturelle

Le bâtiment est ventilé naturellement la nuit en été, stockant un maximum de fraîcheur dans l'inertie disponible. Cette ventilation est rendue possible en toute sécurité par les dispositifs suivants :
  • Ouvertures oscillo-battantes dans chaque bureau, protégée contre toute intrusion par les brise-soleil extérieurs.
  • Impostes vitrées basculantes entre les bureaux et la circulation pour assurer une ventilation traversante

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Ventilation naturelle traversante du bâtiment en été
  • Impostes vitrées basculantes manuellement sur les menuiseries en bout de circulation
  • Ouvrant motorisé en haut de la façade nord, au dessus de l'escalier, pour favoriser la ventilation naturelle par tirage thermique.
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Ventilation naturelle estivale des circulations
La ventilation mécanique pourra éventuellement être mise en marche la nuit si la ventilation naturelle est insuffisante.

Plancher rafraîchissant

Les simulations thermiques montrent que pour un été normal, l'ensemble de ces dispositifs "'passifs"' sont suffisants pour maintenir des températures confortables. Cependant, pour les périodes les plus chaudes, un apport de froid est assuré dans les bureaux par le plancher rafraîchissant dans lequel circule de l'eau rafraîchie directement par les pieux géothermiques, sans fonctionnement de la pompe à chaleur donc avec une consommation énergétique minimale.