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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• 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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• 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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Bâtiment et énergie
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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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