Groupe scolaire BEPAS à très basse énergie à L’Isle-sur-Serein

Par Antonin MADELINE - Chargé de mission Bâtiments durables - Bourgogne Bâtiment Durable

Afin d'agrandir sa capacité d'accueil scolaire, la commune d’Isle-sur-Serein a créé un tout nouveau groupe scolaire comprenant les écoles maternelle et primaire, une cantine, une garderie et une bibliothèque.

La mairie a souhaité construire ce nouveau bâtiment dans une démarche de qualité environnementale et de très basse consommation énergétique, avec une attention particulière sur les matériaux biossourcés et sur la qualité de l'air intérieur.

Cette opération est lauréate de l'appel à projets 2008 "bâtiments très basse énergie" du Conseil régional de Bourgogne.

Crédit photos J-M Bette

Plan de masse - Architecte J-M Bette

Façade Nord - Crédit photo Bourgogne Batiment Durable

Construit dans une zone rurale sur vide-sanitaire, le groupe scolaire est majoritairement de plain-pied avec un étage sur le pignon Ouest.

Le bâtiment de forme rectangulaire est compact et recouvert d’un bardage en bois d'essences naturellement durables et de forêts gérées durablement. Ses façades principales sont orientées Nord-Sud avec des menuiseries en pin double vitrage et du triple vitrage sur la façade Nord.

Une galerie bioclimatique en partie centrale du bâtiment avec une grande surface vitrée en partie haute, protégée par un important débord de toiture et des persiennes, qui donnent sur un mur de refend en béton. Elle permet d'augmenter la surface vitrée Sud, les apports de lumière naturelle et les apports solaires passifs.

Galerie bioclimatique - Crédit photo Bourgogne Batiment Durable

La toiture en zinc est isolée avec 22 cm de laine de bois + 10 cm de laine de roche et le plancher bas avec 20 cm de laine de roche.

La toiture terrasse végétalisée avec du sédums et des plantes vivaces extensives est isolée avec 19 cm de polyuréthane.

Toiture terrasse végétalisée - Crédit photos Bourgogne Batiment Durable

La structure du bâtiment est mixte avec des planchers et des refends en béton et des murs en ossature bois avec un remplissage en bottes de paille de 36 cm provenant de l'exploitation agricole du maire de la commune. Un expert a accompagné le maître d'ouvrage et le maître d'oeuvre sur la réalisation de l'isolation en paille.

Structure mixte : planchers et refends en béton et murs en ossature bois - Crédit photos J-M Bette


Crédit photos J-M Bette

Descriptif détaillé des murs extérieurs

- bardage en lame de Pin ou à clins à emboîtement en Douglas ou en panneaux composite revêtu de plaques de bois naturel
- contre lattage en douglas
- écran pare-pluie
- contreventement en OSB (2 cm)
- ossature bois composé de 2 montants séparé par une isolation en laine de bois
- isolation en bottes de paille (36 cm)
- membrane freine-vapeur
- contreventement en OSB (1,2 cm)
- lame d'air (1,5 cm)
- contre lattage
- plaques de gypse et de cellulose (1,3 cm)

Isolation en bottes de paille - Crédit photo J-M Bette

Centrale de traitement d'air

Le groupe scolaire est équipé d'une centrale de traitement d'air constituée de deux ventilations double flux à débits variables (débit maximal pour la zone Sud de 2 200 m³/h, pour la zone Nord de 3 600 m³/h) équipées d'échangeurs à roues (efficacité jusqu'à 86%) et de ventilateurs à faibles consommations (puissances max respectives de 670 W et 1 000 W).

La régulation et la modulation du débit s'effectue par une programmation horaire, des sondes de température ambiante, des sondes de présence et une sonde de mesure CO2 pour la salle du restaurant.

Chauffage

Les déperditions nettes globales du bâtiment sont de 49 kW. Les besoins de chauffage calculés par la STD sont de 28 627 kWh/an soit 24,68 kWh/an.m²SU.

Le chauffage est assuré par une chaudière à granulés raccordée à des radiateurs basse température.

Cette chaudière à granulés bois d'une puissance nominale de 36 kW bénéficie d'une modulation de puissance de 30 à 100%. Un silo textile d'une capacité de stockage de 5,4 tonnes et une vis sans fin permettent une alimentation en granulés par aspiration dans une gaine souple.

Un grand confort thermique est maintenu grâce à une régulation avec programmation horaire, une sonde sur la température extérieure et des thermostats d'ambiance dans chaque pièces actionnant des vannes 2 voies électrothermiques montées sur les dérivations du circuit radiateur à destination du local.

Silo à pellets


Chaudière bois - Crédit photos Bourgogne Batiment Durable

Eau chaude sanitaire

La production d'eau chaude sanitaire est assurée par avec deux ballons électriques instantanées de 30 et 100 litres dotés d'une jaquette isolante d'une résistance thermique minimum de 2,5 m².K/W.

L'objectif est d'atteindre le niveau 2 (Bâtiment très basse énergie) de l'appel à projets 2008 de la Région Bourgogne. 20 kWhep/an.m² SU pour le chauffage et 70 kWhep/an.m² SU pour les autres usages.

L'objectif d'étanchéité à l'air du bâtiment est Q4= 0,6 m³/(h.m²) (4 Pa) pour l'étude thermique et n50 = 0,6 h-1 pour l'appel à projets.

La consommation d'énergie estimée pour tous les usages est de 64 420 kWhep/an soit 56 kWhep/an.m² SU.
(Méthode de calculs physiques - Appel à projets Bâtiment Basse Energie Bourgogne 2008).
La facture d'énergie est quant à elle estimée 3 770 € TTC/an.

La conception du bâtiment, avec notamment la "galerie bioclimatique" au centre, permet d'optimiser les apports solaires passifs et l'éclairement naturel avec 44% des baies en façade Sud, elle-même, largement vitrée (50%). La surface de baies représente 23% de la surface utile du bâtiment.
La durabilité des matériaux et revêtements est supérieure à 10 ans.
Les éclairages sont tous de type basse consommation avec tubes fluorescents et lampes fluorescentes compactes équipés de ballasts électroniques à cathode chaude.
Des détecteurs de présence, de sons et de luminosité dans les salles de classes, circulations et sanitaires optimisent la consommation.

Entrée de l'école - Crédit photos Bourgogne Batiment Durable

L'opération aura permis à l'ensemble des acteurs de développer leurs compétences en matière de construction très basse consommation énergétique et d'étanchéité à l'air, mais aussi au niveau des matériaux mis en oeuvre, notamment l'isolation en bottes de paille. Ce bâtiment a été réalisé en très grande majorité par des entreprises départementales (87%) qui ont ainsi bénéficié de 94% des marchés.

Les préconisations QEB du maître d'ouvrage et de son assistant ont été en partie mises en oeuvre et l'objectif prévisionnel de bâtiment très basse consommation a été atteint. Selon l'étude RT, les consommations d'énergie pour le chauffage, l'eu chaude, les auxiliaires et les éclairages seront de 62 kWhep/an/m² SHON.

En comparaison au bâtiment de référence de la réglementation thermique RT 2005, cette école devrait permettre chaque année d'éviter l'émission de 5,5 teqCO2, 3,5 kg équivalent SO2, 28 kg équivalent NOx, 93 g de déchets radioactifs faibles et 8 g de déchets radioactifs forts.

Bilan coût-énergie sur la durée de vie du bâtiment

(Méthode de calculs Réglementation Thermique (RT 2005) - Cep projet)

Sur 20 ans, ce bâtiment BEPAS devrait permettre une économie de 145 000 €.TTC sur les dépenses énergétiques de fonctionnement par rapport au bâtiment de référence de la réglementation thermique RT 2005.

L'utilisation de matériaux biossourcés, sains et locaux est à reproduire, notamment l'isolation par bottes de paille présentant, de plus, un avantage économique. Néanmoins, la mécanisation du procédé, avec des presses permettant différents gabarits et densités de bottes de paille, est nécessaire pour pouvoir le transférer à grande échelle.

Façade Ouest - Crédit photos Bourgogne Batiment Durable

Les principales perspectives de cette opération sont le suivi et l'évaluation, notamment avec les comptages énergétiques et le suivi des contrats et coûts d'exploitation prévus. Les employés ont été formés à l'entretien des équipements techniques (chaudières granulés, ventilation double flux) et les professeurs à l'utilisation du bâtiment. Il est également prévu de réaliser un nouveau test d'étanchéité à l'air du bâtiment, un ou deux ans après, afin de constater l'évolution dans le temps du niveau d'étanchéité à l'air du bâtiment.

Téléchargez le dossier technique complet

Les acteurs du projet Maître d'ouvrage Alain Chaplot, maire Architecte Jean-Marie BETTE BET Energie/Fluides et Structure SNC LAVALIN BET Eclairage STUDIO DESCHAMPS Construction bois/Isolation paille VAUCOULEUR Gros oeuvre GEBAT CONSTRUCTIONS Chauffage/Ventilation FAVERGEAT

Les chiffres clés - Surface de la parcelle : 4 200 m² - Surface Hors Oeuvre Nette (SHON) : 1 298 m² - Surface utile (SU) : 1 160 m² - Volume chauffé (m³) : 3 642,40 m² - Consommations tous usages : 56 kWhep/an.m² - Indice d'isolation (W/m².K surface chauffée) : 0,70 - Capacité d'accueil : 6 classes pour 180 enfants et 15 adultes - Coût (honoraires + travaux) : 2 110 000 €.HT - Coût total des travaux au m² : 2 177 €.TTC/m²

Par Antonin MADELINE - Chargé de mission Bâtiments durables - Bourgogne Bâtiment Durable

SOURCES ET LIENS