Etude de cas exemplaire (Vidéo)

Un bel exemple d’entreprise, ici une boulangerie, où l’idée de développement durable à été pensée dans sa globalité.

Construire un mur avec les économies d’énergie

Construire un mur avec les économies d’énergie

Près de Marche-en-Famenne, l’ASBL « Village d’enfants SOS Chantevent » accueille 35 enfants au sein de 7 petits pavillons familiaux. Le village comprend également un bâtiment de loisirs et un bâtiment polyvalent (crèche, bureaux, 3 logements pour adolescents et un atelier). Devant la consommation importante d’énergie de l’ASBL, les responsables de l’institution ont décidé de réagir, notamment en motivant les enfants.


Une consommation d’énergie élevée

Dans cette institution, la facture énergétique est lourde : plus de 60 000 € par an, dont 18 000 € pour l’électricité ! Bien sûr, il y a une crèche, des locaux administratifs, des kots pour les grands ados, … mais 82 000 kWh électriques par an, c’est à peu près l’équivalent de la consommation de 20 ménages !

Soutenue par le facilitateur URE non marchand de la Région wallonne, l’équipe éducative s’attaque au problème. Le premier constat, c’est que personne ne se sentait jusque-là vraiment concerné par l’énergie… En creusant un peu, on découvre avec surprise :

  • Que le tarif moyen de 22 centimes du kWh n’est pas très avantageux. Il est rapidement renégocié et diminué de 20 %, soit un gain de plus 3 000 €/an.
  • Que la plupart des personnes présentes sur le site n’avaient pas conscience de la présence d’un compteur bihoraire …

Une campagne de sensibilisation des enfants et des éducateurs

Bien sûr, le gros de la consommation se situe dans les pavillons … Mais comment motiver des petits bouts à l’énergie, alors que même un adulte peine déjà à donner une définition de cette notion si peu concrète …

Une campagne de sensibilisation a été menée avec les enfants et les éducateurs, avec l’aide du Facilitateur Education Énergie. Elle s’est faite en plusieurs étapes :

1ère étape, connaître la consommation initiale

11 enregistreurs de courant sont placés dans les coffrets de distribution afin que chaque bâtiment puisse suivre sa consommation … et ses progrès. La consommation de mars est relevée et considérée comme la consommation de référence.

Photo enregistreurs de courant.

Exemple d’enregistreur de courant.

2ème étape, apprivoiser l’énergie

Durant une journée des vacances de Pâques, les enfants participent à des ateliers où ils apprennent notamment à :

  • raccorder une lampe,
  • allumer une led via un petit panneau photovoltaïque,
  • construire un réflecteur autour de tubes néon,
  • isoler un tuyau avec une gaine isolante,
  •  …

Ces petites activités permettent de comprendre le fonctionnement de l’énergie et à apprendre à l’économiser.

Photo activités énergie enfants.  Photo réflecteur tube néon.

Comprendre et apprendre.

3ème étape, expliquer la démarche aux éducatrices responsables des maisons

Il est clair qu’une bonne partie de la consommation se trouve dans le nettoyage et séchage du linge, ainsi que dans la cuisine (cuisson, réfrigération). Une réunion questions-réponses avec les travailleurs de l’institution est organisée pour discuter des différentes façons de faire des économies.

Les éducatrices et les enfants ont alors décidé d’adopter plusieurs gestes simples permettant de diminuer la consommation d’énergie.

4ème étape, lancer le projet construction du mur

L’idée est venue des éducatrices responsables de maison : depuis longtemps, elles demandaient que les enfants puissent se défouler en shootant des ballons contre un mur ! Faute de budget, ce projet n’avait jusqu’alors pas pu voir le jour …


Construire un mur avec des prises d’escalade au dos.

L’estimation budgétaire pour monter un mur de 175 blocs est de 350 € (équivalent à 1 890 kWh). En pratique : chaque fois que 2 € sont économisés au niveau énergétique, c’est un bloc qui est construit ! Une grande affiche format A0 visualise les blocs, à peindre au fur et à mesure de l’évolution des économies réalisées.

Des wattmètres sont distribués dans chaque pavillon pour pouvoir mesurer les consommations ainsi que des prises multiples avec interrupteur.

Chaque mois, le relevé de la consommation est fait et comparé à la référence de mars. Si les résultats sont très variables d’un pavillon à l’autre, le résultat global lui ne se fait pas attendre : en moins de 3 mois, les 350 € sont économisés ! Quant au mur, il aura été construit quelques mois plus tard.


La prochaine étape

Après avoir travaillé principalement sur la consommation d’électricité, l’institution va à présent se lancer dans la consommation de chauffage où il existe également un gros potentiel d’économie à faire.

Et la question de savoir ce qu’on fera avec les euros économisés, les projets ne manquent pas : financer la pose de prises d’escalade au dos du mur, financer un meuble spécial pour langer les nourrissons,…

Seul le directeur reste mitigé et confie avec un clin d’oeil : « Dites, les projets c’est bien, mais j’aimerais bien faire des économies financières, moi ! ».

En plus de la sensibilisation à l’URE l’asbl « Village d’enfants Sos Chantevent » a pu réaliser différentes mesures d’économie d’énergie au niveau de ses bâtiments

  • Optimalisation de la régulation et de l’intermittence du chauffage;
  • vannes thermostatiques (dont certaines vannes institutionnelles);
  • isolation du toit;
  • projet d’isolation de certains murs;
  • pose d’un réflecteur derrière les radiateurs.

En détail

Informations complémentaires

Cette étude de cas provient de la Sucess Storie réalisée en 2015 par la Facilitatrice URE Secteur non- marchand et le Facilitateur Education Énergie.

Contact :
Mme Muriel Jadoul
Facilitateur URE secteur Non-marchand
081 24 90 28
081 24 90 30
muriel.jadoul@unipso.be

Union des Entreprises à Profit Social (UNIPSO)
Square Arthur Masson 1 bte 1,
5000 Namur , Belgique
www.unipso.be

PAINT IT GREEN : Rénovation et extension du bâtiment existant du CoRI

PAINT IT GREEN : Rénovation et extension du bâtiment existant du CoRI


Introduction

Le CoRI (Coating Research Institute) est une ASBL fondée en 1957 dans le but de stimuler l’innovation et la recherche dans le domaine des peintures, des vernis, et des revêtements. Ses bureaux et laboratoires sont situés à Limelette dans le Brabant wallon.

Le bâtiment avant les travaux.

Le bâtiment qu’ils occupent date du début des années ’60 et en 2013 était devenu vétuste et trop exigu pour la société en plein développement. Il ne répondait plus aux standards énergétiques actuels. D’autre part, la société souhaitait moderniser son image.

Il a donc été décidé de rénover complètement la partie existante et de rajouter à droite de celle-ci une nouvelle aile. Le bâtiment a ainsi vu quasiment doubler sa surface utilisable.

Les travaux ont été terminés en 2016

Le projet a été lauréat des concours :

  • Bâtiments exemplaires Wallonie 2013 organisé par la Région wallonne.
  • Green building  Solutions 2016 organisé par Construction21. (Le projet a remporté la première place dans la catégorie Énergie et climats tempérés et la seconde place dans la catégorie Smart Building.)

En plus des performances énergétiques dont il est question dans la présente étude de cas, le bâtiment a été considéré comme exemplaire en matière de gestion de l’eau, de confort, de gestion verte du chantier et de communication.


Le bâtiment

Le bâtiment d’origine comprenait des bureaux et des laboratoires. Cette partie existante a été conservée et abrite les laboratoires tandis que la nouvelle extension accueille principalement les bureaux et salles de réunion.

L’entrée principale existante a été déclassée et réaffectée à l’accès des matières et matériels. La nouvelle entrée principale se trouve dans la nouvelle partie du bâtiment, à l’angle de celle-ci avec la partie conservée.

Plan du rez-de-chaussée.

Le bâtiment existant est de type lourd. Les murs sont en maçonneries. Les planchers et la toiture plate sont en béton armé. Il n’était pas isolé avant les travaux et a été isolé par l’extérieur.

L’extension à une structure en ossature bois. Les murs porteurs intérieurs sont en maçonnerie lourde. Les cloisons non portantes sont légères, ce qui facilitera une évolution future de la surface des locaux.


Des parois extérieures bien isolées

L’ancien bâtiment n’était pas isolé. Il présentait un niveau K121. Après les travaux, il atteint un niveau K33. L’extension obtient un niveau K22.

Rénovation du bâtiment existant

Le bâtiment existant a été isolé par l’extérieur. Cela permet de conserver son inertie thermique et d’éviter les ponts thermiques. De plus, grâce à cette méthode, les risques de condensation interstitielle peuvent être facilement éliminés.

Les façades

La façade latérale est plane tandis que les façades avant et arrière présentent des colonnes saillantes. Ces colonnes sont cachées par le nouveau bardage accroché à une ossature en bois. L’isolant thermique en mousse de polyisocyanurate (PIR) est collé directement sur les parties existantes (maçonnerie de parement et colonnes en béton).

Bâtiment existant – isolation de la façade par l’extérieur.

  1. Façade existante.
  2. Fenêtre existante.
  3. Isolation thermique.
  4. Structure en bois.
  5. Bardage extérieur.
  6. Protection solaire.

Coupe horizontale à l’endroit d’une colonne extérieure.

  1. Bâtiment existant.
  2. Fenêtre existante.
  3. Isolation thermique.
  4. Structure en bois.
  5. Bardage extérieur.
  6. Protection solaire.

 

Isolant posé et pose de la structure en bois.

 

Structure en bois posée et pose du bardage.

 

Bardage posé et protections solaires posées.

 

À la base du bardage l’isolant appliqué (EPS graphité) est cimenté.

Coefficient de transmission thermique des façades.

Le coefficient de transmission thermique U de la façade existante après qu’elle ait été isolée a été calculé à l’aide du logiciel PEB.

Ce logiciel doit être utilisé dans le cadre des demandes de permis d’urbanisme en Wallonie. Il applique les règles de calcul en vigueur.

La valeur obtenue est U = 0.22 W/m²K. Cette valeur est inférieure à la valeur maximale admissible pour les murs qui est actuellement Umax = 0.24 W/m²K.

Les couches de la paroi sont reprises de l’extérieur vers l’intérieur :

Le bardage lui-même n’est pas pris en compte, car la couche d’air qui se trouve derrière est fortement ventilée.

  1. La couche d’air fortement ventilée située derrière le bardage n’offre aucune résistance thermique. Toutefois, elle a un impact sur la résistance thermique d’échange superficiel de ce côté de la paroi qui sera plus importante : 0.13 m²K/W au lieu de 0.04 m²K/W.
  2. L’isolant thermique (UNILIN / Utherm Wall) possède un agrément technique valable qui confirme son coefficient de conductivité thermique utile λU = 0.023 W/mK. Son épaisseur est de 10 cm.
    Le calcul de la résistance thermique de la couche isolante tient également compte de l’impact des fixations qui la traversent.
  3. La maçonnerie de parement est constituée de briques et de joints. Ces deux matériaux ont des coefficients de conductivité thermique utiles différents. λU = 0.81 W/mK pour la brique et λU = 0.93 W/mK pour le mortier. Ces deux valeurs sont prises en compte pour le calcul de la résistance thermique de la couche en fonction de la fraction de joint.
  4. La couche d’air verticale entre le mur porteur et le parement est non ventilée. Sa résistance thermique est déterminée par la réglementation PEB.
  5. La résistance thermique de la maçonnerie en blocs de béton pleins a été calculée de la même manière que la maçonnerie de parement : couche n° 3.

Les fenêtres

Les fenêtres ont été remplacées récemment et présentent des performances thermiques satisfaisantes : double vitrage avec U = 1.1 W/m²K et châssis en aluminium à coupure thermique. Elles ont été conservées.

Fenêtre conservée.

Afin de limiter le pont thermique à la jonction façade-fenêtre, l’isolation crée une battée sur les châssis existants. Les châssis sont à fleur avec le parement en briques, ce qui rend très simple la réalisation de la battée. Le noeud constructif n’est cependant pas PEB conforme car la coupure thermique du châssis n’est pas en contact avec l’isolant.

Raccord isolant-châssis.

La toiture plate

La toiture existante a été conservée et isolée par au-dessus (toiture chaude). L’étanchéité existante a été maintenue en place et fait office de pare-vapeur.

Une nouvelle étanchéité a été placée sur un panneau de laine de roche de 16 cm d’épaisseur. Le coefficient de transmission thermique obtenu est U = 0.21 W/m²K. Cette valeur est inférieure à la valeur maximale admissible pour les toitures qui est actuellement Umax = 0.24 W/m²K.

Afin d’éviter les ponts thermiques à la jonction façade-toiture, les acrotères seront emballées d’isolant.

Raccord toiture plate – façade.

  1. Bâtiment existant.
  2. Étanchéité existante conservée.
  3. Nouvelle isolation thermique.
  4. Nouvelle membrane d’étanchéité.
  5. Continuité de la couche isolante.
  6. Structure en bois.
  7. Bardage extérieur.
  8. Isolation thermique de la façade.

 

La nouvelle toiture plate sur le bâtiment existant.

Le plancher inférieur et les parois en contact avec le sol

Une partie du bâtiment se trouve au-dessus d’un vide sanitaire. Le plancher situé au-dessus de ce vide sanitaire sera isolé par-dessous.

Le bâtiment est isolé du vide ventilé.

Par contre, les planchers et les murs contre terre ne sont pas isolés. Ces travaux représenteraient un coût très élevé, car les locaux secondaires du sous-sol n’ont pas besoin d’être rénovés. De plus l’épaisseur de sol que doit traverser la chaleur pour arriver jusqu’à l’air extérieur limite fortement la déperdition thermique. Rappelons-nous que la résistance thermique d’une couche de matériau dépend non seulement de son coefficient de conductivité thermique, λ mais aussi de son épaisseur qui dans le cas du sol est importante.


Nouvelle extension du bâtiment

L’enveloppe extérieure de l’extension du bâtiment a été réalisée avec une structure à ossature bois. Cette technique permet de placer une grosse épaisseur de matériau isolant sans que les parois soient trop épaisses. La gestion des ponts thermique est d’autre part facilitée par l’usage du bois qui sans être un matériau isolant possède néanmoins un coefficient de conductivité thermique λ beaucoup plus bas que celui de la plupart des autres matériaux de structure (brique, béton, acier, …). L’inconvénient de cette technique est la faible inertie thermique de ces parois, ce qui ne facilite pas la maîtrise de la surchauffe. Les parois et chapes intérieures sont réalisées partiellement en matériaux lourds ce qui augmente toutefois l’inertie thermique.

Coupe transversale de l’extension.

Les façades

Les façades sont constituées d’une ossature bois large de 22 cm formant des caissons dans lesquels de la cellulose a été insufflée. Les caissons sont fermés, du côté intérieur, par un panneau OSB de 18 mm d’épaisseur assurant l’étanchéité à l’air ainsi que le contreventement de la structure et, du côté extérieur, par un pare- pluie en fibre de bois de 16 mm d’épaisseur.

Un espace technique de 5 cm d’épaisseur est réservé entre le panneau OSB et la finition intérieure constituée de deux plaques de plâtre superposées de 15 mm d’épaisseur. L’espace technique est rempli de laine de bois ce qui renforce encore les performances thermiques de la paroi. Pour rappel, cet espace technique permet d’y faire passer des installations encastrées sans percer le panneau OSB qui fait office de barrière d’étanchéité à l’air.

Du côté extérieur, la façade est recouverte d’un bardage en plaques de laine de roche compressée  laquée.

Extension – Ossature bois isolée.

  1. Finition intérieure : plaque de plâtre 2 x 15 mm.
  2. Espace technique : chevrons + laine de bois 5 cm.
  3. Contreventement et étanchéité à l’air : panneau OSB 18 mm.
  4. Ossature bois 22 cm + isolation cellulose insufflée.
  5. Pare-pluie : fibres de bois 16 mm.
  6. Vide fortement ventilé : lattage vertical.
  7. Bardage extérieur : panneaux en laine de roche compressée.

Mise en place de la structure en bois.

Le pare pluie est posé.

Ouvertures dans les panneaux OSB pour insufflation de la cellulose
et chevrons de 5 cm pour réalisation de l’espace technique.

L’isolant (fibres de bois) de l’espace technique en cours de pose.

Pose du bardage extérieur.

Coefficient de transmission thermique des nouvelles façades.

Comme pour la façade du bâtiment existant, le coefficient de transmission thermique U de la façade de l’extension a été calculé à l’aide du logiciel PEB.

La valeur obtenue est U = 0.17 W/m²K. Cette valeur est inférieure à la valeur maximale admissible pour les murs qui est actuellement Umax = 0.24 W/m²K.

Les couches de la paroi sont reprises de l’extérieur vers l’intérieur :

Le bardage lui-même n’est pas pris en compte, car la couche d’air qui se trouve derrière est fortement ventilée.

  1. La couche d’air fortement ventilée située derrière le bardage n’offre aucune résistance thermique. Toutefois, elle a un impact sur la résistance thermique d’échange superficiel de ce côté de la paroi qui sera plus importante : 0.13 m²K/W (Rsi) au lieu de 0.04 m²K/W (Rse).
  2. Le pare-pluie (SPANOTECH RWH) possède un agrément technique valable qui confirme son coefficient de conductivité thermique utile λU = 0.1 W/mK. Son épaisseur est de 16 mm.
  3. Le calcul de la résistance thermique de la couche principale (ossature bois) tient compte de la présence combinée du bois (λU = 0.13 W/mK) et de la cellulose (λU = 0.038 W/mK).
  4. Le panneau OSB a un coefficient de conductivité thermique utile λU = 0.13 W/mK. Son épaisseur est de 18 mm.
  5. Le calcul de la résistance thermique de l’espace technique tient compte de la présence combinée des chevrons en  bois (λU = 0.13 W/mK) et de la laine de bois STEICO FLEX (λU = 0.038 W/mK).
  6. Les deux plaques de plâtre enrobé ont chacune une résistance thermique R = 0.050 m²K/W (valeurs par défaut de la réglementation PEB).

Les fenêtres

Les nouvelles fenêtres sont en aluminium avec coupure thermique munie d’un double vitrage avec intercalaire isolant (Warm-Edge).

Les coefficients de transmission thermique sont les suivants :

Vitrage -> Ug = 1.0 W/m²K

Fenêtre -> Uw = 1.3 W/m²K

A l’époque des travaux

Ug devait être inférieur à 1.3 W/m²K

Uw devait être inférieur à 2.0 W/m²K

Les vitrages ont un facteur solaire g = 0.53, sauf ceux qui sont orientés au Sud qui ont un facteur solaire g = 0.28 de manière à réduire les apports solaires et diminuer ainsi la surchauffe durant la saison chaude.

Nouvelle fenêtre.

La coupure thermique dans le châssis en aluminium de la porte d’entrée. (seuil « suisse »)

Les châssis sont placés dans l’épaisseur de l’ossature de façon à créer une continuité entre l’isolation de la façade et la coupure thermique dans le châssis.

La toiture plate

La toiture réalisée est ce que l’on appelle une toiture compacte. Il s’agit d’une toiture plate dont l’isolant est placé à l’intérieur du support en bois sans lame d’air entre les différentes couches.

Un écran pare-vapeur étanche à l’air doit être placé sous le support.

Il ne s’agit pas d’une toiture froide, car pas d’espace ventilé entre l’isolant et la membrane d’étanchéité.

La toiture compacte.

  1. Membrane TPO.
  2. Panneau OSB 22 mm.
  3. Cales de pente + cellulose.
  4. Gîtage en bois + cellulose 22 cm.
  5. Frein-vapeur souple.
  6. Lattage.
  7. Finition intérieure.

Le coefficient de transmission thermique obtenu est U = 0.14 W/m²K. Cette valeur est nettement inférieure à la valeur maximale admissible pour les toitures qui est actuellement Umax = 0.24 W/m²K.

La réalisation de ce type de toiture est très délicate. Un grand nombre de règles doivent être respectées. La mise en œuvre doit être très soignée.

Des simulations hygrothermiques ont été réalisées pour déterminer les caractéristiques du frein-vapeur à mettre en œuvre et s’assurer de la sécurité de la construction. Cela a été réalisé par des spécialistes, car il y a énormément de paramètres à déterminer à entrer dans le calcul. De plus et il est parfois très difficile d’interpréter correctement les résultats finaux.

On a tenu compte pour le calcul à l’aide du logiciel WUFI ®, des caractéristiques de la membrane d’étanchéité, de la classe de climat intérieur dans le bâtiment et de l’absence d’ombrage sur la toiture.

L’élément de toiture a été contrôlé avec l’utilisation du pare-vapeur prévu posé de manière durement étanche à l’air. Le potentiel d’assèchement du panneau OSB a été simulé sur 6 années. Il est ainsi constaté que la courbe est descendante et la teneur en eau maximale ne dépasse pas 20 %. Le choix du frein-vapeur est donc approprié.

Simulation sur 6 années du potentiel d’assèchement (WUFI ®).

Raccord toiture plate – façade.

La toiture plate sur le nouveau bâtiment.

Le frein vapeur avec les lattes de fixation prêtes
à recevoir le faux plafond.

Le plancher inférieur en contact avec le sol

Le plancher posé sur le sol est isolé par 12 cm de mousse de polyuréthane (PUR) projeté. L’isolant est posé sur a dalle de sol en béton armé. Il est recouvert par une chape de béton armé lissé.

Composition du plancher.

  1. Sol.
  2. Géotextile.
  3. Empierrement.
  4. Sable stabilisé.
  5. Dalle de sol en béton armé 20 cm.
  6. PUR projeté 12 cm.
  7. Chape de béton armé lissé.

Pied de la façade.

  1. Bloc de béton cellulaire servant d’assise à l’ossature.

Informations complémentaires

    L’architecte et le maître d’ouvrage vous parlent de leur bâtiment.

Cette étude de cas a été développée à l’aide des informations et documents fournis par le bureau d’architecture ayant conçu le bâtiment.

Bureau d’architecture helium3

Notre interlocuteur fut Madame Aurélie Piette, ingénieur-architecte.