Bureaux type négaWatt à énergie positive intégrale

Par Eduardo SERODIO, énergéticien chez Izuba énergies

IZUBA énergies est une société coopérative et participative (Scop) spécialisée dans l’optimisation énergétique et environnementale des bâtiments. Editeur de logiciels, la société développe et diffuse des outils d’énergétique (Pleiades) et d’analyse du cycle de vie (novaEquer). L’équipe dispense également les formations associées à ces outils et intervient en études pour la conception à hautes performances.

Afin de consolider le développement de leur entreprise, les salariés-associés d’IZUBA énergies ont décidé de construire son nouveau siège, un bâtiment de bureaux de 411 m² utiles aux performances ambitieuses (énergie positive, impact environnemental minimal) et à la conception démonstrative et reproductible.

Implanté près de Montpellier sur l’Ecoparc de Fabrègues, sa conception se fonde sur le triptyque énergétique négaWatt (sobriété, efficacité et énergies renouvelables) et sur une approche globale intégrant confort hygrothermique, appropriation par les occupants, faible énergie grise des composants, qualité des ambiances intérieures et recherche du moindre impact environnemental sur les déplacements des usagers.

Une collaboration étroite avec l’architecte Vincent Rigassi, son équipe de maîtrise d’œuvre et les entreprises a permis d’aboutir à la livraison en Avril 2015 de cet outil de travail commun qui concrétise une réalisation exemplaire du savoir-faire d’IZUBA énergies.

Fig 1 : vue générale du bâtiment Izuba

Ce projet IZUBA a reçu un prix « coup de cœur » du jury des Trophées de l’Ingénierie Performante organisé par l’association ICO et le magazine CFP ; prix remis lors du salon Interclima+élec le 5 novembre 2015.

La conception architecturale s’est appuyée sur des principes bioclimatiques : le bâtiment doit s’adapter au mieux au climat méditerranéen pour assurer le confort hygrothermique et visuel de ses occupants.

En hiver, les besoins de chauffage sont réduits à leur minimum par une forme simple et une bonne compacité, pour limiter les surfaces déperditives. La façade principale au sud favorise les apports solaires dans les bureaux, majoritaires sur cette orientation. Les locaux de stockage et de service sont positionnés en espace tampon, au nord. Le choix de l’ossature bois avec isolation en paille permet d’obtenir un très haut niveau d’isolation des parois.

Fig 2 : coupe de principe éclairage

Pour limiter les surchauffes d’été, le bâtiment est équipé de protections solaires fixes et mobiles bloquant le rayonnement solaire direct. L’inertie thermique, plutôt légère en ossature bois, est renforcée par des cloisons intérieures en terre-paille et en briques de terre crue. Enfin, une ventilation nocturne naturelle est rendue possible par l’ouverture des menuiseries oscillo-battantes sur les deux faces opposées du bâtiment et des impostes vitrées donnant sur la circulation.

Fig 3 : coupe de principe ventilation

Afin de limiter l’impact environnemental de la fabrication des matériaux de construction et de leur traitement en fin de vie, la conception a largement privilégié les matériaux bio-sourcés, peu transformés et recyclables.

Le choix d’une ossature bois isolée par bottes de paille s’est imposé dès les premières réflexions sur le projet, les performances thermiques et environnementales de ce type de construction répondant parfaitement à l’ambition du projet.

Fig 4 : ossature bois, paille et terre en cours de chantier

Les caractéristiques mécaniques et hygrothermiques de la terre en font un complément naturel de la construction en paille. C’est ce matériau très faiblement transformé, issu d’une carrière située à une centaine de kilomètres du projet, qui a été retenu pour les enduits extérieurs et intérieurs et pour l’apport d’inertie en cloisons lourdes. Un mur en briques de terre crue, édifié dans le hall, complète cet apport d’inertie.

Le chauffage et le rafraîchissement sont assurés par un plancher chauffant/rafraîchissant alimenté par une pompe à chaleur sur pieux géothermiques (2 sondes à 90 mètres de profondeur). En été, le rafraîchissement direct depuis les sondes est privilégié (géocooling), la pompe à chaleur ne passe en mode rafraîchissement actif que si les conditions de température l’exigent. Des ventilo-convecteurs apportent un complément de rafraîchissement dans la salle de formation en cas de forts besoins.

Fig 5 : schéma de principe de l’installation de chauffage rafraîchissement

La ventilation est de type double flux à échangeur à roue à haut rendement. Elle est asservie à la détection de présence pour les locaux à utilisation ponctuelle (salle de réunion, formation, cuisine).

Pour l’éclairage artificiel, les sources et luminaires à haut rendement ont été privilégiés : tubes fluorescents T5 pour les bureaux, salles de réunion et formation, LED pour les circulations et sanitaires, lampes fluocompactes pour les pièces de stockage.

Un circuit électrique sur horloge, matérialisé par des prises vertes, permet de couper automatiquement toutes les veilles des équipements de bureau en période d’inoccupation. L’énergie solaire thermique est utilisée pour la production d’eau chaude sanitaire : un capteur solaire de 2 m² alimente un chauffe-eau électro-solaire de 200 litres.

Le bâtiment est également équipé d’une installation solaire photovoltaïque d’une puissance de 28.8 kWc. Les modules sont disposés en toiture sur la quasi-totalité de la surface disponible. La production est totalement injectée sur le réseau.

Fig 6 : installation solaire photovoltaïque

Pour les concepteurs, les occupants sont partie intégrante du système bâtiment, responsables de sa gestion et premiers bénéficiaires de sa qualité d’usage. Les utilisateurs ont accès à l’affichage des températures et au réglage des consignes via la gestion technique centralisée. Ils ont également la responsabilité d’agir sur les ouvertures de fenêtres, l’allumage et l’extinction de l’éclairage, les protections solaires mobiles.

Les déplacements “doux” sont facilités par la proximité des réseaux de transport en commun, la présence d’une borne de recharge des véhicules électriques, le local à vélos et les douches.

L’ambiance intérieure privilégie des matériaux sains et chaleureux : le bois et la terre sont très présents. Les peintures murales et l’huile dure utilisée en traitement du sol ont été sélectionnées pour leurs faibles émissions de polluants. Des espaces conviviaux : hall, coursives, cuisine, terrasse extérieure, sont à disposition pour les pauses et les déjeuners communs.

Fig 7 : espaces intérieurs sains et chaleureux

Outre la conformité au label Bepos Effinergie, vérifiée avec un calcul thermique réglementaire RT2012, le bilan énergétique global a été établi à l’aide des outils développés et diffusés par IZUBA énergies. Les consommations pour l’exploitation du bâtiment ont été déterminées par simulation énergétique dynamique avec PLEIADES, celles liées à la construction du bâtiment ont été déterminées par l’analyse du cycle de vie avec novaEQUER.

Fig 8 : bilan énergétique prévisionnel

Largement plus performant que la réglementation actuelle et le niveau du label Bepos-Effinergie, cette approche montre que le bâtiment est à “énergie positive intégrale” : sa production par les énergies renouvelables fait plus que compenser la totalité des consommations d’énergie nécessaires à la réalisation du bâtiment (énergie grise), à son utilisation (tous usages) et aux transports des utilisateurs.

Avec un montant global des travaux de 1 100 000 € HT, le bâtiment affiche un coût de 1 850 € HT / m²SHON hors VRD et aménagements intérieurs. Lauréat du concours « Habiter en LR », sa construction a été soutenue financièrement par l’ADEME Languedoc Roussillon et la Région Languedoc Roussillon.

Sans surcoûts excessifs, n’utilisant que des modes constructifs et équipements maîtrisés, la conception s’est également voulue reproductible, mais aussi exemplaire de la manière de construire dès aujourd’hui avec une empreinte énergétique et environnementale la plus faible possible.

Livré depuis 8 mois, le bâtiment a donné satisfaction quant à la qualité d’usage et au confort hygrothermique pendant la première saison estivale, une fois affiné l’ensemble des dispositifs réglés et pris en main par les occupants. Une instrumentation complète des paramètres de confort et de consommation permettra de vérifier par la mesure les performances réelles en exploitation. L’ensemble des résultats sera publié sur le site internet du projet : http://batiment.izuba.fr

Par Eduardo SERODIO
Ingénieur Insa - Energéticien chez Izuba énergies.

SOURCE ET LIEN