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BUREAUX: Ventilation et pompe à chaleur dans la façade préconçue

France Energie et Barbanel ont conçu un système de façade pour bureaux standard qui gère le confort à moins de 45 kWhep/m2.an.

Et si la façade des bureaux standardisés du futur intégrait toutes les fonctions techniques, avec une consommation conventionnelle inférieure à 45 kWhep/m2.an ?

C'est aujourd'hui ce que proposent France Energie, fabricant de pompes à chaleur du groupe Muller, et le bureau d'études Barbanel, en collaboration avec le façadier Wicona.
Au départ, en 2006, il s'agissait de répondre à un appel à projet de la Fondation Bâtiment Energie.
Trois ans plus tard, le prototype est prêt. C'est un concept de façade modulaire, baptisé Int2 pour « intelligence énergétique et bioclimatique intégrée », qui réalise à la fois les fonctions traditionnelles de la façade, avec une isolation thermique et une étanchéité à l'air renforcées, et les fonctions de renouvellement d'air, et de chauffage et de rafraîchissement.

Cette façade intègre aussi le câblage électrique du bâtiment, courants faibles et courant forts, et les fonctions de désenfumage et accès pompier, si nécessaire.

La ventilation double flux intégrée en façade introduit l'air neuf et extrait l'air vicié tout en récupérant un maximum d'énergie (1,2 & 3). En été ou en hiver, la pompe à chaleur eau/air entre en fonctionnement apporte le complément d'énergie nécessaire pour chauffer ou rafraîchir (4). Le module gère également l'éclairage, avec protection solaire passive, les courants faibles et courants forts, la détection de présence, le désenfumage et intègre les accès pompiers.

Le bâtiment de référence est un immeuble de bureaux parisien de 7 étages et de 10 000 m2, avec une possibilité de cloisonnement modulaire et une hauteur sous plafond de 2,7 m caractérisé par une consommation RT 2005 de 135 kWhep/m2.an.

Le module de façade intègre un système de ventilation mécanique double flux à récupération d'énergie.
Le système de récupération est constitué d'une roue hygroscopique créditée d'un très bon niveau de performance avec un rendement de 95 %. L'air neuf est capté en façade, à l'extérieur du bâtiment, et introduit à l'intérieur, en ayant été au préalable chauffé ou rafraîchi (1) par l'air extrait (3), via l'échangeur. En dessous du module de ventilation se positionne un système de pompe à chaleur eau/air (4) sur boucle d'eau, permettant de réchauffer ou rafraîchir l'air introduit dans le local après que l'énergie ait été récupérée.

En hiver, la pompe à chaleur capte l'énergie sur la boucle d'eau et la restitue à l'air neuf, s'affranchissant des fluctuations de puissance d'un système sur l'air. En été, c'est l'inverse. Enfin, en demi-saison, la pompe à chaleur n'a pas nécessairement besoin de fonctionner. « La simulation montre que la Pac ne fonctionne qu'un tiers de l'année, explique Michel Gérinte, directeur général de Barbanel.
Du côté de la qualité de l'air, le système intègre naturellement des filtres. Les équipements ont été choisis parmi les plus performants disponibles.
C'est à la fois valable pour la roue hygroscopique de 450 mm de diamètre et pour les ventilateurs d'extraction et de soufflage, à courant continu et à débit variable.
Le système gère entièrement l'éclairage, avec un store piloté par une télécommande dont le récepteur est intégré dans la façade. La lumière est également asservie à une détection de présence. L'entretien des équipements techniques se fait en intervenant directement sur le module, dans l'espace technique d'environ 80 cm créé entre la face externe de la façade et la vitre interne du bureau. En cas de problème important sur le module de génie climatique baptisé GC+, la conception permet un échange standard. Ils pourront être réparés ultérieurement dans un atelier sans déranger les occupants.

Par ailleurs, le système est autonome, préréglé, prêt à fonctionner, évitant ainsi les phases de réglages qui dans la pratique durent parfois des mois.

Mais que devient le métier de l'installateur en génie climatique ? « Il faut toujours réaliser la boucle d'eau », répondent les protagonistes, « et il faut bien aussi assembler les modules, soit au pied des façades avant qu'ils soient hissés en position par des grues, soit une fois l'ossature en place. »

Reste maintenant à passer de la théorie à la pratique, du prototype au chantier. HH

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