Présentation et synthèse - Pavillon de l'Arsenal

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Présentation et synthèse - Pavillon de l'Arsenal

LES MATINÉES DU

PAVILLON DE

L’ARSENAL

#02 JEUDI 11 OCTOBRE 2007

Bâtiment et énergie

PAVILLON DE L’ARSENAL

CENTRE D’INFORMATION, DE DOCUMENTATION ET D’EXPOSITION D’URBANISME ET D’ARCHITECTURE DE PARIS

21, BLD MORLAND 75004 PARIS


Les Matinées du Pavillon de l’Arsenal

• Les Matinées du Pavillon de l’Arsenal sont des réunions d’échange et d’information

organisées par le Pavillon à l’attention de ses partenaires et mécènes.

• Chaque Matinée est l’occasion de réfléchir à une thématique architecturale d’actualité, à

partir d’exemples concrets et précis présentés par des professionnels.

• Un compte-rendu est ensuite mis en ligne sur un site Internet afin que chacun des

partenaires puisse le télécharger et le porter à la connaissance de ses collaborateurs.

L’animation et le suivi de ces matinées sont assurés par Dominique Alba, Directrice

Générale du Pavillon de l’Arsenal et Pascale Joffroy, journaliste.

• Prochains rendez-vous :

• le jeudi 22 novembre / Paris: le nouveau permis de construire, le permis de démolir, les

protections Ville de Paris.

• Compte-rendu des matinées

1/ résumé des interventions 2/ échanges 3/ synthèse

LES MATINÉES DU PAVILLON DE L’ARSENAL / #2

Bâtiment et énergie

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Intervenants

• Jean-François DANON

Directeur du Patrimoine et de l’Architecture de la Ville de Paris

Présentation du Plan Climat de Paris

• Édouard FRANÇOIS

Architecte

Opération de logements à haute performance énergétique à Grenoble, pour l’Opac 38

• Pascal GONTIER

Architecte, conseil en Développement durable

Réhabilitation environnementale exemplaire dans le bois de Boulogne (75) pour WWF

• Raphaël MÉNARD

Ingénieur responsable d’Elioth (groupe Iosis)

Etudes paramétriques sur les immeubles de bureaux

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Bâtiment et énergie

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Intervention de Jean-François DANON

Directeur du Patrimoine et de l’Architecture de la Ville de Paris

• Le Plan Climat, approuvé le 1 er octobre 2007 par la Ville de Paris, se donne

pour but la réduction de la consommation énergétique à :

- 50 kWh/m2/an pour les bâtiments neufs

- 80 kWh/m2/an pour les bâtiments existants

ainsi qu’une action significative sur le bilan carbone de la ville, sachant qu’un

quart des émissions de CO2 est imputable au bâtiment.

• Les actions de la Direction du Patrimoine et de l’Architecture s’étendent de la

conception à l’entretien des bâtiments et s’exercent en particulier sur le

patrimoine existant occupé, très dominant en nombre, notamment pour les

équipements publics de proximité. A Paris plus qu’ailleurs, réduire la

consommation d’énergie suppose de concilier les contraintes patrimoniales, les

impératifs écologiques et la création architecturale.

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Bâtiment et énergie

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• Actions mises en place pour répondre aux objectifs du plan climat :

Concernant les organisations :

- La création d’une nouvelle entrée « énergie » capable de déclencher une

opération sur un bâtiment existant (elle s’ajoute à l’obsolescence technique,

l’obsolescence fonctionnelle et les problèmes sanitaires) ;

- La réunification des métiers au sein des services de la Ville, afin de dégager

une vision globale et partagée de la consommation d’énergie et des moyens

d’actions créatifs à tous les niveaux pour réduire la consommation ;

- La formation des équipes en interne ;

- L’appel plus fréquent aux compétences extérieures (Bureaux d’études et

architectes), selon des niveaux d’association/intégration à étudier.

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• Actions mises en place pour répondre aux objectifs du plan climat (suite) :

Concernant les usages et la gestion :

- les travaux sur les bâtiments sont loin d’être le principal gisement d’économie

pour l’énergie. C’est dans l’évolution des usages que se dégagent les leviers et

potentiels les plus forts pour une action d’envergure.

Certaines évolutions radicales doivent être envisagées :

Concernant l’occupation des locaux :

- Une mutualisation plus grande des moyens (activités du mercredi, cours

d’adultes), qui remettra en cause certaines logiques de proximité ;

- Le ciblage du chauffage des bâtiments en fonction des heures et zones

précises d’occupation, ce qui signifie par exemple d’admettre un moindre

confort d’accès à une salle donnée.

Concernant le déroulement des travaux :

- La banalisation des opérations tiroirs et lieux relais pendant les travaux,

condition sine qua non d’une action significative sur les bâtiments. En milieu

scolaire notamment, ce changement d’habitudes implique organisation et

communication.

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Bâtiment et énergie

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• Premières conclusions :

Les retours d’expérience de ces politiques d’économie restent faibles pour le

moment. Toutes les initiatives se situent donc sur une courbe d’apprentissage

impliquant des expertises systématiques a posteriori.

On peut parler d’une « révolution de métier », qui implique un regard plus

global. L’évolution attendue des pratiques sera au moins égale à celle insufflée

par la Réglementation Handicapés depuis 2002.

Quelques chiffres :

- On compte 3000 opérations par an de « grosses réparations » à Paris et une livraison par

semaine d’une opération faisant intervenir un bureau d’études ou un architecte ;

- 90 % des opérations se situent en dessous de 5 millions d’euros d’investissement ;

- La consommation parisienne annuelle s’élève à 35 000 GWh, dont 700 pour l’éclairage et

les bâtiments publics (la part chauffage représentant 458 GWh);

- La consommation de chauffage a été réduite de 7% dans les équipements publics depuis

trois ans ;

- La Ville a la responsabilité de 660 bâtiments scolaires ;

- Le Bilan carbone de la Ville de Paris est de 6,5 millions de tonnes équivalent carbone,

dont ¼ pour le bâtiment.

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Intervention de Édouard FRANÇOIS

Architecte

Logements à haute performance énergétique à Grenoble

• La construction (en cours) de ce programme de logements intervient dans le

cadre d’une opération « Concerto », programme européen de recherche sur les

problématiques énergétiques. Maître d’ouvrage : Opac 38.

• Le projet est issu d’une réflexion générale sur les conséquences architecturales

des performances énergétiques attendues aujourd’hui. L’isolation par l’extérieur

imposée en construction neuve par ce niveau de performances implique

d’inverser les logiques constructives traditionnelles.

• Les études thermiques actuelles ont tendance à occulter les ponts thermiques

qui résultent de la fixation des isolants et des revêtements. Le système

standard tend à sa propre limite : plus on rajoute de couches d’isolation et de

protection (isolants 1 et 2, lame d’air, ossature secondaire, bardage), plus on

multiplie les fixations, et avec elles les ponts thermiques.

• L’épaisseur totale qui en résulte (jusqu’à 40 cm) n’est pas anodine en terme de

Shon.

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• Pour le projet de Grenoble (une consommation inférieure à 50kWh/m 2 /an

demandée + des contraintes sismiques redoublant le nombre de fixations), ces

réflexions ont abouti au choix d’une membrane étanche légère sur un isolant

extérieur.

• Devant le mur béton, le complexe se compose de :

- une couche d’isolant (avec fixations),

- une protection d’étanchéité enveloppante façades et toitures (la membrane),

- une protection solaire végétale (pour l’essentiel suspendue).

• Avantages de cette membrane étanche légère :

- peu de poids,

- moins de fixations donc moins de ponts thermiques,

- suppression de l’acrotère (donc des pertes thermiques résultantes),

- Shab augmentée à Shon constante,

- écriture architecturale spécifique,

- étanchéité globale toiture+mur. Ce matériau lisse ne retient pas l’eau,

contrairement à un enduit (l’énergie consommée pour sécher un mur poreux

n’est malheureusement pas prise en considération par les calculs thermiques).

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Conclusion

Il a fallu un an pour convaincre le maître d’ouvrage d’adopter ce principe, et

vaincre les résistances des bureaux d’études et de contrôle.

• La mise au point de la membrane en FPO renforcée (Sarnafil T) a été conduite

avec l’entreprise Sika France.

• La garantie de ce produit est trentenaire. Il ne se fissure pas et peut être réparé

ponctuellement en cas de choc important. L’entretien et le ravalement sont

réduits. Le matériau utilisé est économique et recyclable, on peut aussi

l’incinérer. D’autres caractéristiques du projet contribuent à limiter la

consommation énergétique :

- la double orientation systématique des logements (limite la consommation et

l’échauffement) ;

- la réduction du nombre d’ascenseurs ;

- des escaliers et passerelles extérieurs qui permettent de généraliser les

logements traversants et incitent à ne pas utiliser les ascenseurs par leur

agrément et leur convivialité.

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Intervention de Pascal GONTIER

Architecte et conseil en Développement durable

Réhabilitation environnementale exemplaire dans le Bois de Boulogne

pour WWF et l’Espace « Planète Attitude Lonchamps »

Maître d’ouvrage : WWF France.

Maîtrise d’œuvre : Atelier Pascal Gontier, architecte, Paris ; Transsolar, bureau d’études énergie

(Stuttgart) ; Sibat, Bureau d’études tous corps d’état ; Organica, gestion biologique de l’eau.

Alain Marguerit, paysagiste.

• WWF France voulait opérer une réhabilitation environnementale exemplaire du

château qu’il occupe désormais dans le Bois de Boulogne, une « folie »

construite à partir de 1925. Ce lieu d’échanges culturel orienté autour des

problématiques du développement durable réunit des bureaux, des salles de

conférences et de réunion, un restaurant, des ateliers pédagogiques.

La conception a été abordée dans une vision très ouverte, expérimentale, des

problèmes posés par la « réhabilitation écologique », énorme marché qui s’ouvre

aujourd’hui.

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1/ La question posée au démarrage du projet est classique : jusqu’où peut-on

pousser les performances énergétiques dans l’existant et comment isoler ce type

de bâtiment ?

Il apparaît dès le départ que l’isolation des parois de ce type de bâtiment soulève

plusieurs problèmes :

- Incompatibilité d’une isolation par l’extérieur avec les qualités patrimoniales des

façades ;

- Augmentation de l’inertie résultante d’une isolation intérieure (le gain en

chauffage se traduit par un coût du rafraîchissement d’été) ;

2/ Résultats des simulations

Des simulations sont réalisées, instruites par la mesure de la consommation en

l’état avant travaux, apports internes compris : 150 kwh/m 2 , une performance

meilleure que prévue.

- Une isolation de 10 cm par l’intérieur ajoutée à un enduit isolant de 6cm amène

une différence de consommation marginale (1 à 2 KWh/m 2 ) et entraîne une perte

pour le confort d’été.

- Un triple vitrage devant les fenêtres fait gagner également 1 à 2 Kwh/m 2

seulement, et compte tenu des faibles surfaces vitrées entraîne une perte de

luminosité intérieure.

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Les autres dispositifs pris en compte dans les simulations, puis retenus, sont :

- la création d’une serre en façade nord au-dessus de l’espace d’entrée.

Elle sert également au traitement biologique de l’eau, selon un système ultra compact

de lagunage sous serre créé par un chercheur canadien.

La serre plantée permet par ailleurs la réduction des niveaux de CO 2 dans l’air selon

des techniques expérimentées par la Nasa pour les vols habités.

- le préchauffage géothermique de l’air par circuit d’eau (plus favorable à la qualité de

l’air et moins lourd à installer que le puits canadien) ;

- la ventilation double flux, à 50% naturelle, avec récupération de chaleur ;

- une chaufferie bois (prévoir une pièce de 10 m 2 de stock et une livraison annuelle)

- des puits de lumière sous les brisis de toiture pour améliorer l’éclairage des bureaux.

Le résultat attendu est une consommation réduite de 70 à 75 kwh/m 2 /an

(stade d’avancement du projet : dépôt du permis de construire).

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Intervention de Raphaël MÉNARD

Ingénieur responsable d’Elioth

Elioth est une entité du groupe Iosis intervenant sur les sujets complexes d’ingénierie de la construction.

Études paramétriques sur les immeubles de bureaux

• Les études paramétriques présentées portent sur les besoins de

chaud et de froid des immeubles de bureaux. Elles visent à produire

des données susceptibles d’alimenter une nouvelle approche de leur

conception.

• Ces études se sont attachées à des immeubles standards

correspondant à la RT 2005 (ils présentent par exemple quatre faces

peu différentiées, 50% de surfaces vitrées, une occupation jour et

semaine, une température intérieure entre 20 et 26°, un

renouvellement d’air d’un volume/heure). Ces études mettent en

évidence :

- l’impact de la forme bâtie sur les apports solaires (bâtiment carré,

principalement orienté est/ouest, principalement orienté nord/sud) ;

- l’incidence des variations d’apports internes de production de chaleur

sur le niveau d’isolation et d’inertie requise.

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• Constats

- Il existe peu de mesures réelles de ces apports internes ;

- La fourchette 30-50 W/m 2 d’apports internes couramment admise ne suffit

pas à calculer finement les besoins d’isolation ou de respiration de

l’enveloppe sur le cumul besoin de chaleur + besoin de froid ;

- Les marges d’erreur sont potentiellement très grandes sur l’évaluation du

niveau d’équipement et la densité d’occupation (et leur occupation dans le

temps) qui entrent dans le calculs des variables d’apports internes.

• En conclusion

- seule la réduction des apports internes de production de chaleur permet de

faire agir positivement une isolation.

- L’impact de la ventilation naturelle pendant la journée et du free cooling de

nuit est important. Il est vivement conseillé de concevoir des façades

ouvrantes.

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Échanges

Résumé des remarques et propositions exprimées

A propos des procédures

• La réhabilitation écologique du logement social, en site le plus souvent occupé,

cumule toutes les difficultés réglementaires, financières et techniques. Ce

champs reste peu étudié et trop peu investi par les bureaux d’études et les

architectes.

• Les conditions d’intervention de la maîtrise d’oeuvre sont souvent peu

acceptables (engagement « éclair » sur les honoraires et le parti d’intervention,

relevés à la charge des architectes, etc.).

• Les délais d’études de 4 à 6 semaines pour les appels d’offre de promotion

immobilière paraissent incompatibles avec les engagements demandés aux

promoteurs sur les questions énergétiques, qui nécessitent aujourd’hui un

temps d’étude important.

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• Il semble pourtant possible de procéder autrement :

- ne pas compresser le temps d’étude des architectes

- être moins prescriptif à leur égard

- changer de méthode : ouvrir des ateliers de réflexion en amont, payer des équipes de

recherches sur des problématiques précises de tel groupe de logements.

- mettre en place des équipes en interne pour assurer le retour d’expérience.

• Propositions :

- ne pas compresser le temps d’étude des architectes ;

- être moins prescriptif à leur égard ;

- changer de méthode : ouvrir des ateliers de réflexion en amont, payer des équipes de

recherches sur des problématiques précises de tel groupe de logements.

- mettre en place des équipes en interne pour assurer le retour d’expérience, instruire ses

propres outils et mettre en place ses propres indices performantiels, afin de gagner du

temps au moment de l’appel d’offre.

- de constituer des équipes expérimentées en la matière ;

- de faire appel de préférence à des architectes qui intègrent ces questions dès l’esquisse

et sont en mesure de produire des simulations thermiques dynamiques au sein de leur

agence.

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A propos de la conception (suite des échanges)

Dans le bâti existant,

Il faut travailler en priorité sur le traitement de l’air. Le travail sur la ventilation

« rapporte » davantage d’économie d’énergie que l’effort sur l’isolation.

Pour le confort d’hiver, le coefficient de forme ou de contiguïté s’avère

globalement plus important que l’orientation solaire.

Au vu des mesures fines effectuées aujourd’hui sur l’existant, elles sont souvent

moins lourdes que prévu, et les besoins en isolation moins conséquents.

L’isolation par l’extérieur et les ponts thermiques pose la question du langage

architectural. On a trop tendance à se référer en France à des modèles

allemand, autrichien ou suisse alors que le climat autant que les réglementations

et les modes de vie sont différents en France.

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A propos des études techniques (suite des échanges)

Les logiciels de simulation thermodynamique ayant leurs limites, il est important

de lancer des pistes de recherche à l’occasion des projets, et ensuite de

mesurer, vérifier, puis corriger.

Le manque de diagnostics est criant, la question « quel diagnostic faire ? » étant

elle-même souvent un sujet d’étude.

Seuls des économètres posés sur les bâtiments ouvriraient une vraie

transparence énergétique et trancheraient les parts respectives de l’usage et de

la conception des immeubles sur la consommation.

Trop de paramètres ne sont pas pris en compte par les grilles de calcul du

CSTB : parmi d’autres, les filtres solaires végétaux, la consommation liée au

séchage des murs. Les échanges de chaleur et de fraîcheur dans les

programmes mixtes bureau/logement ou commerces /logement ne sont pas

comptabilisables. Une écologie complète des sites reste impossible.

La réglementation technique freine souvent l’innovation en imposant des

solutions toutes faites. La RT2005 plébiscite par exemple les petites fenêtres !

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Synthèse

• Les relations entre bâtiment et énergie sont très mal connues et offrent plus de

possibilités d’évolutions que ce que les normes et réglementations ont

tendance à imposer.

• La réhabilitation de l’existant s’affirme comme l’enjeu majeur pour les

économies d’énergie car le renouvellement du stock construit est marginal

• Face au manque d’évaluations précises, à la difficulté même des expertises et

à la complexité des réglementations, l’intelligence et l’inventivité collectives sont

requises à tous les niveaux : réflexion sur les usages, organisation de la

maîtrise d’ouvrage pour optimiser l’opérationnel, adaptation des procédures

d’appels d’offre à la complexité des données, affinement des outils de

diagnostics, ciblage des projets sur des thèmes porteurs d’une exemplarité

mesurable.

• L’expertise commence à se préoccuper de la réhabilitation écologique des

équipements et des bureaux, mais reste encore en friche pour l’énorme parc de

logements, surtout social.Les économies d’énergie doivent être envisagées

avec une vision globale (urbaine, architecturale) des besoins.

• Les solutions passent aussi par les évolutions des organisations, des critères,

des modes de gestion et des usages.

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Contacts

Pour en savoir plus sur les Matinées du Pavillon de l’Arsenal

Secrétariat :

Cécilia CORNOT

ceciliacornot@pavillon-arsenal.com

+33 (0)1 42 76 24 62

Service Communication :

Julien PANSU

Responsable de la Communication

julienpansu@pavillon-arsenal.com

+33 (0)1 42 76 31 95

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