Logements locatifs sociaux à énergie positive HELIOS, labellisés E+C- (E3 C1)

Fait par Hervé GRATON, gérant du Bureau d’études fluides et énergies Kypseli

Ce projet exemplaire concerne 36 logements locatifs sociaux à énergie positive à Beaucouzé (49). Labellisé et certifié E+C-, il fait partie des 7 premiers projets labellisés E+C- en France avec une cible atteinte de E3 C1. La conception globale est remarquable sur le plan de la performance énergétique et environnementale, sur le management de projet entre architecte et ingénieurs et sur la technique mettant en oeuvre 2 pompes à chaleur à absorption gaz sur sondes géothermiques.

Cette référence a été récompensée du prix spécial Cegibat « Opération remarquable » lors des trophées de l’Ingénierie performante CFP / ICO le 8 novembre 2017 à l’occasion du salon Interclima+élec 2017.

 

Les acteurs du chantier
- Maitre d’ouvrage : ANGERS LOIRE HABITAT - ANGERS
- Maître d’œuvre : GO-A ARCHITECTESS - ANGERS
- Entreprise Mandataire : ROUSSEAU SA
- Bureau d’études fluides et énergies : KYPSELI
- Autre(s) bureau(x) d’études associé(s) : WIGWAM (PCI et ACV)– ESEB (Economie) – ICM (Structure) – ITAC (Acoustique) – ATLANCAD (BIM Manager)
- Entreprise(s) de génie climatique : CHAUFFECO

Angers Loire Habitat, Maître d’Ouvrage de cette opération, a souhaité mettre en place une démarche de conception de projet innovante à la fois sur l’aspect organisationnel et managérial que d’un point de vue performance et technologique. Les thématiques prioritaires sur ce projet étaient :

• Une architecture bioclimatique
• Une isolation du bâtiment et un traitement efficace des ponts thermiques
• Une très bonne perméabilité à l’air
• Des économies d’énergies (production de chauffage, d’ECS, de ventilation, gestion de l’eau et de l’électricité)
• Une production d’énergie en autoconsommation ou à la revente
• Une utilisation de matériaux bio-sourcés (analyse du cycle de vie)

La compilation de ces thématiques nous a amené à réaliser des bâtiments performants labellisés (E3C1).

Une collaboration étroite entre les différents partenaires, maître d’ouvrage, maître d’œuvre, BE, installateur, exploitant

Le projet a fait l’objet d’une approche en mode PCI (Projet en Conception Intégré) qui permet de rassembler dès le début du projet les différents acteurs maître d’ouvrage, maître d’œuvre, BE, installateur, exploitant et par le biais d’atelier, d’apporter les besoins, contraintes, valeurs de chacun L’appropriation de l’évolution de la conception est telle que le projet n’est pas forcément fait l’objet d’un séquençage classique. Aussi, les décisions et choix ont pu se faire au fil de l’eau pendant les ateliers grâce à toutes les interactions des différents acteurs.

Des approches chiffrées sur une page blanche.

La conception des bâtiments est basée sur les principes bioclimatiques avec dès les premières phases une recherche de forme et d’orientation la plus performante possible. Avant que l’architecte n’ait dessiné le premier plan nous avons apporté et compilé différents comparatifs de compacité, de droit à l’ensoleillement, etc.

Choix des énergies

Le choix des énergies et des modes de production de chauffage ont fait l’objet là encore de plusieurs ateliers de conception pendant lesquels nous apporter les avantages, inconvénients, performances de chaque système, Le MOA avait aussi une volonté d’innovation et de mettre en œuvre des systèmes plus technologiques.
C’est pourquoi nous avons traité une enveloppe efficace et que le projet a pu atteindre un niveau E3 sans avoir recours à des technologies importantes. La mise en place des pompes à chaleur était un plus souhaité et attendu par le Maître d’Ouvrage Angers Loire Habitat

Innovation ?

L’innovation sur ce projet est à différents niveaux. Il est présent au niveau managériale en ayant réalisé la conception sous la forme PCI. Il est présent au niveau technologique sur plusieurs aspects, le mode de production de chaleur et la conception bioclimatique et biosourcée valorisée par les objectifs BEPOS et E+C-.

La maquette numérique

Une maquette numérique a été réalisée et est actuellement en cours de finalisation. La maquette est destinée au suivi de chantier et fera l’objet d’un livrable au MOA comme support DOE.

La prise en compte de l’exploitation et de la maintenance

L’exploitation et la maintenance des équipements ont été prises en compte, et ce, dès le début de la conception car le mode projet PCI nous permettait d’avoir avec nous les référents et acteurs de la maintenance des services du Maître d’Ouvrage Angers Loire Habitat. Nous avions donc dès le départ leurs exigences contraintes et avons pu ainsi débattre et concevoir ensemble avec architecte, économiste, structure, etc.

Un suivi de vie en œuvre post-réception est prévu sur 2 années !

2.1) PRODUCTION DE CHAUFFAGE

La production de chaleur lors de la phase de consultation des entreprises était sur la base d’une chaufferie de chaudières au gaz naturel. En option, était décrite une chaufferie de PAC à absorption gaz sur sondes géothermiques. A l’issue de la consultation, la production en OPTION a été retenue.

Pompe à Chaleur à Absorption gaz naturel sur sondes géothermiques Mise en place d'un rack de 2 PAC à absorptions gaz sur sondes géothermiques Puissance Thermique Totale au point de fonctionnement: 85.2 kW

8 Sondes d’échange géothermique constituées d’un double circuit de tubes polyéthylène.

Complété par 2 chaudières murales gaz à Condensation Puissance nominale (80/60°C) : 18,2 - 90 kW Rendements sur PCI à 30% (retour à 30°C) : 108,6 % Marque VIESSMANN type Vitodens 200 W

2.2) PRODUCTION D’ECS

Echangeur à plaques composé de plaques en INOX 316 marque ALFA LAVAL Ballon de stockage de 1000 litres

2.3) VENTILATION

Ventilation collective des logements par systèmes simple flux hygroréglable de type A. Groupe d’extraction ALDES type EasyVEC micro-Watt+ 300Z

2.4) HYDRAULIQUE

Distribution de chauffage et d’eau chaude sanitaire inter-bâtiment par réseaux isolés en tube polyéthylène réticulé (PE-Xa), avec barrière contre la diffusion d'oxygène (EVOH), isolation thermique en mousse de PU-HP flexible, film PE et gaine enveloppe polyéthylène (LLD-PE) extrudée en continu Matériel de marque BRUGG type CLAPEX – DUO

Distribution des logements par la réalisation de gaines techniques logements individualisées permettant à chaque usager la lecture des consommations et la coupure des fluides en cas de besoin. Cette gaine technique regroupe à la fois les arrivées eau chaude de chauffage ;, eau chaude sanitaire et eau froide, incluant ainsi les vannes de coupure, les compteurs et autres équipements hydrauliques. Une trappe d’accès comprise entre 0.90m et 1.30m du sol permet aux PMR un accès à ces équipements.

Des liaisons Bus sont mises en place pour le raccordement futurs des compteurs ECS et Chauffage vers un concentrateur de données compris en chaufferie.

Chaque logement est équipé d'une vanne deux voies motorisée située en gaine palière qui pilotera le thermostat d'ambiance dudit logement et agira en Tout ou Rien suivant la demande.

Mise en place d'un thermostat d'ambiance intelligent de la marque QIVIVO comprenant :
- 1 thermostat d'ambiance fonctionnant à piles,
- 1 passerelle Wifi qui se branche sur la box,
- 1 module sans fil qui permet de piloter la vanne deux voies
Tous les radiateurs (à l'exception de celui situé dans la même pièce que le thermostat) sont équipés de robinets thermostatiques à variation temporelle certifiée CA 0,25 marque DANFOSS type RAW5010.
Vanne d’équilibrage automatique composé d’une vanne deux voies motorisée à autorité constante, et d’un régulateur automatique de débit. Marque OVENTROP type COCON QTZ

2.5) AERAULIQUE

Réseau de distribution d'air en acier galvanisé, montage des accessoires par emboîtage avec joints L'étanchéité à l'air des réseaux devra être de classe A, Test d’étanchéité

2.6) ÉMETTEURS

Emetteurs de chauffage de type radiateurs acier à eau chaude basse température ▲T20°C

2.7) AUTRES ÉQUIPEMENTS TECHNIQUES

Mise en place de toitures en panneaux photovoltaïques de marque SYSTOVI modèle V-SYS PRO 300 panneaux pour une installation de 90kWc. Energie primaire produite : 284.6 kWhEP/m²

2.8) PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES DU BATI CONSTRUIT

MUR :Mur Ossature Bois
Mur extérieur OB isolation intérieure + entre pannes + extérieureMatériau isolant : Laine de verreMarque/gamme : Isoconfort 35 Pose : 60mm int + 145mm entre pannes R ≥ 5,8

MUR :Mur sur chaufferie
Mur sur chaufferieMatériau isolant : Laine de roche / Laine de verreMarque/gamme : Fibralithe λ32 / LdV λ32Pose : 150mm Fibralithe + 200mm béton + 45mm doublage int logement LdV
R ≥ 6

PLANCHER BAS : Plancher béton sur terre-plein
Plancher béton sur terre-plein avec isolation sous chape Matériau isolant : PU Marque/gamme : TMS Sol (λ22)Pose : 50mm chape + 120mm
PU+ 200mm dalle
R ≥ 5,45

PLANCHER BAS : Plancher bas sur chaufferie
Plancher bas sur chaufferie :Matériau isolant : Laine de verre Marque/gamme : λ35Pose : 150mm LdV entre pannes + 200mm béton
R ≥ 4,2

PLANCHER BAS : Plancher bas sur local vélo
Plancher bas sur local vélo : Plancher bois Matériau isolant : Laine de verre Marque/gamme : λ35Pose : 220mm entre pannes
R ≥ 6,2

PLANCHER HAUT : Toiture légère
Toiture bois légère Matériau isolant : Ouate de cellulose Marque/gamme : λ40 Pose : 500mm
R ≥ 12,5

Menuiserie
Menuiseries PVC très performantes Double vitrage à lame d’argon 4/16/4,- Ug ≤ 1,1 W/m².k - Facteur solaire : 0,45≤ g ≤ 0,55- Transmission lumineuse : TL ≥ 70%- Uw menuiserie+vitrage ≤ 1,5 W/m².KLocalisation : Ttes baies
Ug ≤ 1,1 - TL ≥ 70% - Uw ≤ 1,5

2.9) APPORTS ET DÉPERDITIONS

DEPERDITIONS du Bâtiment A
Déperditions Parois Extérieures HD : 466,93 W/°C Déperditions Parois Intérieures HU : 4,18 W/°C Déperditions par le sol HS : 37,34 W/°C Surface Totale des parois déperditives AT : 1395,49 m² Surface des parois ext. hors plancher : 1118,29 m² Surface du bâtiment : 1075,4 m² DEPERDITIONS MOYENNES = 0,364 W/m².°C

DEPERDITIONS du Bâtiment B
Déperditions Parois Extérieures HD : 359,80 W/°C Déperditions Parois Intérieures HU : 2,17 W/°C Déperditions par le sol HS : 35,37 W/°C Surface Totale des parois déperditives AT : 1129,33 m² Surface des parois ext. hors plancher : 868,19 m² Surface du bâtiment : 834,8 m² DEPERDITIONS MOYENNES = 0,352 W/m².°C

DEPERDITIONS du Bâtiment C
Déperditions Parois Extérieures HD : 359,80 W/°C Déperditions Parois Intérieures HU : 2,17 W/°C Déperditions par le sol HS : 35,37 W/°C Surface Totale des parois déperditives AT : 1129,33 m² Surface des parois ext. hors plancher : 868,19 m² Surface du bâtiment : 834,8 m² DEPERDITIONS MOYENNES = 0,352 W/m².°C

Bâtiment A



Bâtiment B



Bâtiment C

Par Hervé GRATON, gérant du Bureau d’études fluides et énergies Kypseli

SOURCES ET LIENS

Fondé en 2011, KYPSELI est un Bureau d’études spécialisé en Ingénierie des Fluides et des Energies pour la construction et la rénovation de bâtiments.

Nos priorités et nos principales actions sont d’optimiser et d’améliorer ces notions de confort qui peuvent être hygrothermiques, visuelles, olfactives ou encore acoustiques, et ce, en respectant les Usages et Modes de vie.

Les performances énergétiques et techniques sur les aspects et les éléments passifs du bâtiment, et notamment son enveloppe, sont nos axes de recherche. Les systèmes actifs qui sont aussi notre cœur de métier viennent compléter l’efficacité et la performance de nos projets. Tout cela se doit d’être abordé avec un regard économique et écologique pour une empreinte minimaliste sur notre environnement auquel nous portons une grande importance.

Nos bureaux sont basés à la Bruffière 85 au carrefour de 3 départements Vendée, Loire Atlantique Maine et Loire. Notre activité est réalisée principalement dans le Grand Ouest et ponctuellement sur l’ensemble du territoire national.
Actuellement l’effectif de la Société est de 9 personnes avec le gérant Hervé GRATON.
4 départements d’expertise : Génie énergétique, Confort, Génie Climatique et Génie électrique.