Piscines basse consommation – Le guide

Par Alain GARNIER - ingénieur et directeur du bureau d’études GARNIER à Reims

L’efficacité énergétique prend toute sa mesure quand elle porte sur des applications les plus énergivores : rénovations thermiques, mais aussi piscines collectives. La conception de piscines n’est pas réellement cadrée par l’aspect basse consommation. Architectes et bureaux d’études profiteront des idées et avancées décrites, et pourront télécharger gratuitement le « Guide de la piscine basse consommation » en bas de page.

Bonne lecture et bonne conception BBC !!

Piscine de Vincennes en PPP - Partenariat Public Privé - (en cours de réalisation)
P. Boudry architecte, Groupe Fayat et A. Garnier bet fluides pour COFELY

Sommaire :

• 1°/ Piscines et étiquette énergétique

• 2°/ Eco-conception d’une piscine basse consommation
  - 2.1 - Questions à se poser
  - 2.2 - Les réponses à apporter
  - 2.3 - Architecture bioclimatique de la piscine
  - 2.4 - Orientation de la piscine
  - 2.5 - Surchauffes d’été
  - 2.6 - Disposition intérieure des espaces et des équipements publics
  - 2.7 - Matériaux
  - 2.8 - Acoustique du hall des bassins

Jusqu’à présent les piscines échappaient à la réglementation thermique alors qu’en fait les besoins énergétiques des piscines sont énormes. La RT 2012 nous amène vers des bâtiments basse consommation aussi bien pour l’habitat que pour le tertiaire. En attendant, il est possible de concevoir des piscines basse consommation.

C’est l’objet du chapitre 2°) ci-après. Rappelons que les équipements techniques de traitement d’air ont été traités dans la chronique intitulée « Guide des piscines à basse consommation - Acte 1 »

La construction des piscines a beaucoup évolué, le ludique et le bien être a pris une part de plus en plus forte et ne fera que se renforcer.

2.1 - Questions à se poser

• Quels seront les indicateurs de performance ?
• Comment sera orienté le hall des bassins et quelles seront l’architecture et la forme du bâtiment (ils devront être propice au chauffage solaire passif sans toutefois créer de surchauffes) ?
• Ne pourrait-on pas prévoir une façade double peau ou un solarium dans le hall bassins ?
• Faudra t-il rapporter des protections solaires supplémentaires permettant d’éviter les surchauffes ?
• Comment et avec quels matériaux sera réalisée l’isolation extérieure ?
• Comment éviter le manque d’étanchéité à l’air du hall bassins ?
• Comment favoriser l’éclairage naturel au détriment de l’artificiel dans le hall bassins ainsi que dans les locaux annexes ?
• Comment imaginer une ventilation naturelle qui puisse assurer le free cooling l’été du hall bassins ?
• Quels matériaux sélectionner en rapport avec l’utilisation d’une piscine ?
• Quelles seront la forme et l’orientation à donner aux plages extérieures ?
• Pourra-t-on désenfumage les vestiaires de façon naturelle ?
• Quels seront les meilleurs emplacements des locaux techniques et des galeries pour éviter de futurs problèmes de manutention ou d’avoir de circuits de fluides trop longs ?
• Ne pas oublier la présence de vide sanitaire ou de galeries sous les locaux humides
• Prévoir un sas sur l’entrée du public

2.2 - Les réponses à apporter

Un point capital ne faisant pas partie de guide sera de fidéliser et d’attirer la clientèle payante pour diminuer le déficit de la piscine. Ce ne sont pas les clubs ni les scolaires qui amènent des recettes.
L’attractivité de la piscine se fera au travers de son esthétique et de la diversification de ses équipements sportifs et ludiques.

2.3 - Architecture bioclimatique de la piscine

On privilégiera l’architecture qui permettra d’obtenir le chauffage solaire passif le plus performant sans toutefois créer de surchauffe d’été.
On aura recours à l’utilisation de façades double peau et/ou de solarium, lesquels permettront une diminution des déperditions en même temps que le préchauffage de l’air neuf du traitement d’air.
La toiture pourra être de type shed ou de forme elliptique permettant de suivre la course du soleil en hiver (hauteur de 20 à 25° en France plein Sud). On pourra aussi choisir d’avoir une toiture transparente à condition de bien contrôler les surchauffes par des moyens adéquats.
L’eau de pluie sera en général stockée pour l’arrosage des surfaces végétales, même si le coefficient d’infiltration du terrain et le débit de fuite du réseau d’eau pluviale ne l’y obligeaient pas.

2.4 - Orientation de la piscine

On privilégiera l’orientation qui permettra d’obtenir le chauffage solaire passif le plus performant. Le rayonnement solaire devra pouvoir pénétrer à l’intérieur du hall des bassins en hiver mais être stoppé en partie ou en totalité en été. Parfois on sera amené à en filtrer une partie pour éviter l’éblouissement.

On pourra se servir de visières formant des masques intégrés. On pourra aussi avoir recours à des ailes horizontales placées à l’extérieur en élévation de façon à ne pas masquer la vue sur le paysage et les plages extérieures. Des arbres feuillus en été pourront constituer d’excellents masques lointains.

2.5 - Surchauffes d’été

Si les protections solaires ne sont pas suffisantes et que des surchauffes pourraient conduire à un dépassement de température intérieure de +8°C par rapport à l’extérieur et à une élévation de +1,5°C sur l’eau des bassins, on devra surventiler le bâtiment pour obtenir un free cooling.

Plusieurs solutions seront possibles en fonction de l’importance de la surchauffe :

• Si le bâtiment est peu vitré ou que l’on dispose de protections solaires efficaces, on pourra se contenter d’une ventilation naturelle transversale qui donnera un renouvellement d’air de 4 à 5 à vol/h,
• Si le bâtiment est moyennement vitré et que l’on dispose de protections solaires efficaces, on commencera par utiliser la ventilation naturelle transversale puis, aux moments des pics de chaleur, on aura recours à un free cooling mécanique qui pourra aller jusqu’à un renouvellement d’air de 5 à 6 vol/h. On se servira des centrales de traitement d’air en plus de la ventilation naturelle.
• Si le bâtiment est bien vitré et que l’on dispose de protections solaires efficaces, on commencera par utiliser la ventilation naturelle transversale puis aux moments des pics de chaleur, on aura recours à un free cooling mécanique qui pourra aller jusqu’à un renouvellement de 8 vol/h. On se servira des centrales de traitement d’air avec en plus des ventilateurs d’extraction disposés sur les points hauts.
• Si le bâtiment est fortement vitré (toiture transparente en plus de la façade sud vitrée par exemple), on commencera par utiliser la ventilation naturelle transversale puis aux moments des pics de chaleur, on aura recours à un free cooling mécanique qui pourra aller jusqu’à 12 vol/h. Les centrales de traitement d’air seront arrêtées et on se servira de ventilateurs d’extraction disposés sur les points hauts. Comme cela ne suffira pas, on réalisera une sérigraphie dans la toiture transparente avec un coefficient solaire d’environ 65%.

Doc. VECTOR FOILTEC coussins gonflables à indice solaire variable




Doc. A. Garnier bet - CENTER PARCS domaine du lac de l’Ailette (Picardie)
C’est l’étude de simulation dynamique qui permettra de valider l’une de ces solutions.

2.6 - Disposition intérieure des espaces et des équipements publics

L’orientation des bassins, en particulier celui destiné à la nage sportive aura une grande importance, il ne faudra pas que les nageurs soient éblouis. Les gradins s’il y en a ne devront pas être orientés face au sud pour les mêmes raisons.

Il faudra prévoir que l’emplacement de la pataugeoire puisse être à proximité des vestiaires et douches pour éviter de souiller les plages sur le chemin de retour des parents qui auront séjournés dans ce bassin fortement pollué. L’emplacement de la pataugeoire ne devra pas être proche du grand bassin, ce serait dangereux pour les enfants. A moins de mettre une séparation sous forme de banc pour les adultes. De plus, elle devra être à l’abri du soleil pour éviter les coups de soleil aux enfants en bas âge.

Pour l’emplacement de l’isolation, on préférera celle extérieure car le moindre pont thermique, surtout sur des charpentes métalliques, sera préjudiciable à la qualité de l’air (condensation et moisissure).

Les isolants et revêtements acoustiques intérieurs seront non hygroscopiques.

Les faux plafonds, surtout quand ils renferment une charpente métallique, devront rester ouverts sur le volume du hall des bassins de façon à éviter une saturation de vapeur d’eau chlorée suivi d’une oxydation prononcée.

2.7 - Matériaux

Il n’est pas question d’énumérer ici tous les matériaux convenant bien à une piscine, mais seulement les précautions d’usage.

Les châssis vitrés seront au minimum conforme à la RT (bien qu’elle ne s’applique pas). Par précaution, on demandera des vitrages avec des intercalaires de type "warm edge » qui éviteront la condensation au niveau de sa périphérie.

Il faudra l’imposer également dans les pièces très humides tels que les fitness avec spas et hammam ainsi que les douches.

2.8 - Acoustique du hall des bassins

Les corrections acoustiques dans le hall des bassins sont un sujet délicat à appréhender dès la conception car il y a beaucoup de bruit émis par les enfants et les jeux d’eau et de plus il existe une très grande réverbération du fait des nombreux vitrages.

On utilisera des goulottes de type finlandais, destinées à la reprise des eaux de surface.

Elles disposeront à l’intérieur d’un fruit c’est à dire une pente intérieur permettant un écoulement par capillarité et donc sans chute d'eau créant du bruit.

Des supports seront soudés au dos des tôles de paroi polies, côté eau, sur lesquels seront positionnées les consoles servant au montage des goulottes de débordement.

La solution d’utiliser des coussins gonflables serait intéressante sur le plan acoustique car avec une masse inférieure à 1 kg/m2, le Texlon est acoustiquement transparent. Par conséquent, il ne renvoie pas les sons générés à l’intérieur du hall et donc à ses occupants.

Ce sera à l’acousticien de l’équipe de conception de se prononcer sur les moyens les plus adaptés. Des correction acoustiques seront bien entendu également apportées sur les systèmes tant aérauliques qu’hydrauliques.

Il faudra éviter les volumes intérieurs avec des formes symétriques, les toiles tendues qui bien qu’efficaces créent des rétentions de poussière sur le dessus qu’il est difficile d’atteindre et de nettoyer. De plus en plus de piscines disposent maintenant de murs végétalisés et d’arbres qui sont de bons amortisseurs acoustiques.

Ces végétaux seront sélectionnés pour que leurs feuilles ne tombent pas et qu’elles absorbent la vapeur d’eau qui leur est nécessaire, le reste sera apporté par des système automatiques ne produisant pas de vapeur d’eau dans le hall des bassins (brumisateur interdit, j’en ai vu).

Doc. A. Garnier bet - CENTER PARCS domaine du lac de l’Ailette (Picardie)

Alain GARNIER
Alain Garnier est ingénieur et directeur du bureau d’études GARNIER 120 rue Gambetta à Reims – Lauréat du premier prix de l’Eco-Efficacité catégorie « concepteurs » en 2009 récompense remise lors de l’UCE (Université du confort et de l'eau) de ICO à Lille. www.be-garnier.fr