Montchanin (71) Maître d ouvrage COMMUNE DE MONTCHANIN. Maître d œuvre PROGRAMME PREBAT. Date de livraison JUILLET 2009

Transcription

1 rédaction : GreeN coaching communication, BOurGOGNe BâtiMeNt durable // conception GraPhiQue : FuGlaNe // crédits PhOtOs et illustrations : ademe BOurGOGNe et Pierre combier / décembre Montchanin (71) Maître d ouvrage COMMUNE DE MONTCHANIN Maître d œuvre SCAP PERCHE BOUGEAULT Cadre de l opération APPEL À PROJETS BÂTIMENTS BASSE ÉNERGIE 2007 programme conjoint Conseil régional de Bourgogne - ADEME PROGRAMME PREBAT Date de livraison JUILLET 2009 Surface Hors Œuvre Nette (SHoN) 697 m 2 Un cas d école pour la basse consommation énergétique École maternelle Charles Perrault à Montchanin Cette école maternelle, construite dans les années 1970, nécessitait une très importante mise aux normes. En 2007, l équipe municipale alors en place a décidé, plutôt que de la rénover, de la reconstruire à neuf en privilégiant le confort, la basse consommation énergétique et la pérennité du bâtiment. En 2009, c est un bâtiment performant et très compact qui a vu le jour. Ses points forts sont une très bonne étanchéité à l air, une isolation des murs par l extérieur, une récupération de chaleur sur l air extrait et un recours important à l éclairage naturel. QualitÉ environnementale des BâtiMeNts RetouR d expérience

2 La Qualité Environnementale des Bâtiments (QEB) n est pas une norme de construction mais une démarche incitant à aller au-delà de la réglementation en vigueur et des bonnes pratiques sur un ensemble de cibles prédéfinies par l association HQE. l école maternelle charles Perrault est un bâtiment comportant trois salles d exercices, une salle d activité, une salle de repos, une bibliothèque et des bureaux. dans le cadre de l appel à projets régional, le maître d ouvrage a bénéficié, dès la constitution des équipes, d une démarche d accompagnement sur la performance énergétique. les échanges entre l architecte, les cabinets d études et les entreprises ont permis d atteindre un objectif de consommation d énergie primaire* de 39 kwh ep / an.m 2 shon. c est 2,5 fois moins qu un bâtiment conforme à la réglementation thermique 2005 en vigueur à la date de la construction. *voir définition page 4 Des choix énergétiques et acoustiques efficaces DES APPORTS ET UNE PROTECTION SOLAIRE MAîTRISÉS Les menuiseries extérieures sont en boisaluminium ou aluminium à rupture de ponts thermiques avec double vitrage 4/16/4 à faible émissivité et gaz argon (Uw = 1,54 W/m 2.K). La protection solaire est assurée par des stores extérieurs motorisés à lames orientables en aluminium. Deux unités de ventilation ont été installées pour moduler les débits selon les différentes pièces. afin de respecter des contraintes d alignement, l école n a pas pu bénéficier d une orientation optimale pour capter un maximum d énergie solaire gratuite. Néanmoins sa compacité, son excellente isolation et ses baies vitrées bien positionnées rendent l école très peu énergivore. l isolation par l extérieur des murs avec 16 cm de laine de roche et la toiture végétalisée sur bac acier apportent une très bonne inertie thermique tout en garantissant de faibles déperditions de chaleur. les besoins de chauffage sont compensés par un plancher chauffant basse température, alimenté par une chaudière gaz à condensation avec brûleur modulant. la régulation, avec sonde de température extérieure, se fait par zone d occupation. la chaudière gaz couvre aussi les besoins en eau chaude sanitaire via un ballon de stockage de 300 litres. Pour un meilleur confort acoustique des classes, les cloisons intérieures sont constituées d un doublage de 8 cm de laine minérale avec une plaque de plâtre standard et une autre perforée. les plafonds suspendus bénéficient aussi de cette amélioration acoustique résultant de la pose de plaques perforées. Une étanchéité à l air très soignée et une ventilation performante une attention particulière a été portée sur l étanchéité à l air du bâtiment. Grâce au travail conjoint de l architecte et des entreprises, la performance atteinte est conséquente : la perméabilité à l air i4 (pression de 4 Pa) mesurée est de 0,2 m 3 /h.m 2, soit 6 fois moins que la règlementation thermique en vigueur lors de la construction. la réalisation d un carnet des détails de la construction, avec des plans très précis, a permis de préparer et faciliter le travail sur le chantier. la mise en œuvre soignée des entreprises a concrétisé le travail de préparation de l architecte. Pour maîtriser le renouvellement d air nécessaire aux différentes zones, deux modules de ventilation double flux avec des débits variables et une récupération de chaleur ont été installés : un pour les salles de classes et de repos et un autre pour le reste de l établissement (débit maxi : 1200 et 975 m 3 /h, efficacité de l échangeur : 85 %). la régulation permet la sur-ventilation nocturne afin de rafraîchir le bâtiment à moindre coût lors des fortes chaleurs.

3 Toute la lumière sur la gestion de l éclairage dans cet établissement, avec des besoins de chauffage très faibles, les consommations prévisionnelles d énergie pour l éclairage représentent un pourcentage important : 40 % de la consommation en énergie primaire et plus du tiers des dépenses soit 456 par an sur un total de en données prévisionnelles. Pour éclairer le couloir central, l architecte a fait la part belle à l éclairage naturel en créant un dôme avec des vitrages verticaux en toiture. ce système est complété par des lampes fluocompactes avec des détecteurs de présence. au goût de l architecte, le niveau de luminosité important imposé par les normes en vigueur déclenche trop souvent l éclairage artificiel. sans cela, les bilans énergétique et financier pourraient être encore meilleurs. Détail du dôme (source : SCAP Perche-Bougeault) Le dôme de toiture avec les parties vitrées verticales apporte une part importante d éclairage naturel et gratuit. Diminution de la pollution de l air intérieur afin de limiter l émission de polluants et préserver la qualité de l air intérieur, les finitions ont été réalisées avec des peintures sans odeur à base de résines alkydes en émulsion ou acryliques, disposant de la certification NF environnement. ces peintures présentent une faible teneur en composés organiques volatils réduisant ainsi les émissions polluantes. un artisan témoigne Gérard STANKIEWICZ Gérant MENUISERIE AUBOEUF (Saint Vallier - 71) Les suisses et les autrichiens montrent la voie «Notre entreprise existe depuis 1965 et je la dirige, accompagné de six ouvriers et deux secrétaires. Depuis plusieurs années, je suis l évolution des matériels en me rendant dans différents salons spécialisés. Je dois dire que les suisses et les autrichiens me paraissent très en avance sur nous. Nous avons vraiment apprécié de travailler pour l école de Montchanin, car c était, pour mon équipe, l occasion d acquérir de nouvelles compétences. Un respect minutieux des consignes de pose Pour la pose des menuiseries extérieures de ce chantier, notre entreprise a eu des échanges très instructifs avec le fabricant et l architecte pour atteindre les objectifs ambitieux qui ont été fixés. La performance finale tient, bien sûr, à la technicité des produits retenus mais aussi au respect des consignes de mise en œuvre. La qualité de pose des joints en pourtour des menuiseries a été un élément fondamental de notre travail. Nos efforts ont été récompensés par les bons résultats des contrôles d étanchéité à l air. C était quasiment parfait, seuls quelques trous de serrure laissaient échapper un peu d air. Exceptionnel aujourd hui standard demain Je suis étonné par les performances des bâtiments à basse consommation énergétique, et si, bien sûr, je ne suis pas le seul corps de métier concerné, je suis fier d y participer. J espère que ces procédés innovants deviendront rapidement des standards et que de plus en plus de maîtres d ouvrage exigeront d atteindre cette performance. À l avenir on n aura quasiment plus besoin de chauffage dans ce type de bâtiment, c est à peine croyable!»

4 La maîtrise de l eau à tous les niveaux une attention particulière a été portée aux aménagements extérieurs pour éviter une trop grande imperméabilisation des sols avec des espaces engazonnés devant l école, des plantations en périphérie de la cour et le long du chemin piéton d accès à l école, des jardinets devant les salles de classe et un revêtement infiltrant dans le jardin pédagogique. dans la cour, un réservoir de litres permet la récupération des eaux de pluie qui sont collectées depuis le toit du préau. cet équipement est utilisé pour l arrosage des espaces verts de l école. coté sanitaires, la distribution d eau est équipée de mitigeurs électroniques avec système de limitation de température et d aérateurs-limiteurs de débit. les chasses d eau des Wc disposent d un système à double débit 3 ou 6 litres.grâce à ces équipements, l école utilise seulement 1,5 m 3 d eau par élève et par an soit une réduction de 50 % par rapport à la moyenne française en milieu scolaire. PERFORMANCES DU BÂTIMENT Consommation* prévisionnelle en énergie finale (kwh ef / an.m² SHON) Coefficient de conversion d énergie finale/ primaire Consommation* prévisionnelle en énergie primaire (kwh ep / an.m² SHON) Chauffage (gaz) 15,6 1 15,6 Eau chaude sanitaire (estimation consommation gaz + électricité) 1,2 1 1,2 Auxiliaires 0,2 2,58 0,5 Ventilation 2,5 2,58 6,4 Éclairage 5,9 2,58 15,3 TOTAL 25,4 39 * Consommation d après étude RT 2005, en kilowattheures par an et par mètre carré de surface hors œuvre nette. Consommations réelles en cours d analyse. Consommation d énergie primaire kwh 1 litre de fioul LE DOUBLE EFFET DE LA TOITURE VÉGÉTALISÉE Une toiture végétalisée permet, après en avoir absorbé et évaporé une certaine quantité, de limiter et retarder le rejet des eaux de pluie dans le réseau. En outre, elle a une capacité de régulation thermique grâce au stockage de la chaleur dans l épaisseur du substrat végétal, ici de 9 cm. Énergie finale / énergie primaire : de quoi parle-t-on? L énergie finale est la quantité d énergie facturée à l utilisateur. À l échelle du pays et pour comparer les sources d énergies entre elles, il faut tenir compte de l énergie nécessaire à la production et à la distribution et on raisonne en énergie primaire. Par convention, pour les combustibles fossiles, on prend la même valeur en énergie primaire et en énergie finale. Pour le bois, énergie renouvelable, certaines règles de calcul de consommation prennent en compte un coefficient de 0,6 kwh d énergie primaire pour 1 kwh d énergie finale. Pour l électricité, 1 kwh en énergie finale équivaut à 2,58 kwh en énergie primaire kwh ep / an.m² SHON 1 kg de co 2 e 6 km Émissions de gaz à effet de serre kg CO 2 e / an.m² SHON Facture énergétique (hors coûts d entretien) 1, Euros TTC / an.m² SHON (2010) École Charles Perrault (usages réglementaires) Bâtiment équivalent respectant la réglementation thermique 2005 Moyenne des bâtiments tertiaires en France (tous usages) CO 2 e : équivalent dioxyde de carbone

5 BILAN FINANCIER Coût de l opération (hors foncier) Montant HT % du coût total Coût par m² SHON TRAVAUX HT 90 % HT HONORAIRES HT 10 % 185 HT TOTAL HT 100 % HT Aides financières MONTANT Préfecture Objet Dotation globale d équipement des communes Conseil général de Saône et Loire Aide aux constructions scolaires Conseil régional de Bourgogne Aide à l investissement (Appel à Projets Bâtiments Basse Énergie 2007) Ministère des collectivités territoriales Aide exceptionnelle TOTAL Économie prévisionnelle pour 30 années de service par rapport à un bâtiment équivalent conforme aux exigences rt 2005 Énergie kwh ep * évités soit l équivalent de litres de fioul. * kwh ep : kilowattheure d énergie primaire Gaz à effet de serre kg CO 2 e* évités soit l équivalent de 1,2 millions de km en voiture. Base de calcul : 0,169 kg CO 2 e / km (moyenne 2009 des émissions du parc de véhicules particuliers en France). * CO 2 e : équivalent dioxyde de carbone Facture énergétique (hors coûts d entretien) * économisés soit 7 % du coût initial HT du bâtiment. * Avec inflation du prix de l énergie de 4, 2 % par an l architecte témoigne Marie-Anne PERCHE Architecte SCAP PERCHE BOUGEAULT (Blanzy - 71) Des apports extérieurs très formateurs «Nous avons voulu un bâtiment compact et lumineux. Nous avons aussi souhaité des solutions performantes et, en même temps, très éprouvées comme le chauffage gaz à condensation associé à un plancher chauffant basse température, la récupération de chaleur sur l air extrait et l isolation par l extérieur. Dans la démarche de l appel à projets régional, nous avons apprécié les apports et compétences des cabinets spécialisés qui se sont joints à nous. C est toujours enrichissant de pouvoir échanger nos points de vue et utiliser des outils innovants comme la simulation thermique dynamique. Cela nous a obligé parfois à remettre en cause certains choix, mais tout ça est très constructif. Quand les entreprises se surpassent Atteindre une perméabilité à l air exceptionnelle a été un véritable défi car il faut y porter une attention toute particulière avec plusieurs corps de métiers. Nous avons apprécié l engagement des entreprises à rechercher les bons produits et à revoir leurs méthodes habituelles de travail pour accéder aux performances souhaitées. L après-chantier aussi important que l avant Dans le cadre d un bâtiment communal, il y a plusieurs intervenants et niveaux de responsabilité. L engagement de tous les acteurs à se mobiliser pour atteindre les performances attendues a été délicat à mettre en place, mais il est nécessaire à la réussite du projet. En tant qu architectes, nous livrons un bâtiment fini et les outils utiles à sa bonne gestion. Le maintien des performances dans le temps dépend ensuite de l implication des utilisateurs. C est à cette condition que je serai pleinement satisfaite d avoir participé à la mutation environnementale en route actuellement dans le secteur de la construction.»

6 ZOOM TECHNIQUE MOINS DE 21 HEURES PAR AN AU-DESSUS DE 27 C La Simulation Thermique Dynamique : un outil d aide pour une bonne conception Les apports solaires et l impact des occultations sont pris en compte Dans un bâtiment à basse consommation énergétique, assurer une température confortable en hiver n est pas vraiment un problème. Cependant il est impératif de maîtriser le confort d été pour éviter d avoir recours à la climatisation. Réalisée en amont de l étude thermique réglementaire, une Simulation Thermique Dynamique (STD) permet d appréhender le comportement du bâtiment et de déterminer le nombre d heures d inconfort dû à une température intérieure trop élevée en été. Par convention, on considère qu il y a inconfort lorsque la température intérieure est supérieure à 27 C. Afin de minimiser les consommations hivernales et estivales, et selon les zones d occupation du bâtiment, la STD a pour objectif de vérifier ou d optimiser les choix de conception concernant le niveau d isolation, l inertie et l exposition à l ensoleillement. Cette aide à la décision est très appréciée des équipes de conception même si elle nécessite quelques fois de modifier radicalement la conception du bâtiment et son implantation. C est un investissement en matière grise indispensable pour les économies d énergie et le confort des usagers. Pour l école maternelle de Montchanin, qui n a pas recours à la climatisation, la STD prévoit moins de 21 heures par an au-dessus de 27 C (pour les températures résultantes d été entre mai et septembre). La dynamique régionale est en marche Association de type Loi 1901 créée le 12 avril 2011 à l initiative du Conseil régional de Bourgogne et de l ADEME, Bourgogne Bâtiment Durable est le fruit d un partenariat initié en 2008 entre les partenaires publics et les organisations professionnelles. Plateforme de ressources et de dialogue autour de la construction durable, ses objectifs principaux sont de mener des actions dans le champ de la qualité environnementale des bâtiments et mobiliser les acteurs de la région Bourgogne impliqués dans ce secteur d activités. Centre de ressources régional sur la qualité environnementale des bâtiments, Bourgogne Bâtiment Durable s adresse à tous les publics bourguignons, porteurs de projets et professionnels du bâtiment. Il propose différentes ressources techniques, réglementaires, économiques et bibliographiques, une revue de presse mensuelle, des outils pratiques, des publications ainsi que des rencontres et échanges sur les grandes thématiques d actualité de la construction durable. FICHE RÉALISÉE DANS LE CADRE DE L ACTION DU CENTRE DE RESSOURCES AVEC LE SOUTIEN FINANCIER DE : Pour plus d informations sur les opérations exemplaires et retrouver la centaine de lauréats des appels à projets du Conseil régional et de l ADEME Bourgogne, vous pouvez consulter les dossiers techniques et la base de données sur les réalisations bourguignonnes : Une revue de presse mensuelle est également disponible gratuitement. rédaction : GreeN coaching communication, BOurGOGNe BâtiMeNt durable // conception GraPhiQue : FuGlaNe // crédits PhOtOs et illustrations : ademe BOurGOGNe et Pierre combier / décembre 2012