ARCHITECTURE ET, , ,

EFFICACITE ENERGETIQUE

PRINCIPESDE CONCEPTIONET DE CONSTRUCTION

ROBERTOGONZALOKARL J. HABERMANN

BIRKHAUSERBASEL· BOSTON· BERLIN

SOMMAIRE

5

LES ORIGINES DE LA CONSTRUCTION SOUCIEUSEDES RESSOURCES ET DE L'ENERGIE 7

URBANISME ENERGETIOUEMENT EFFICACE : PRINCIPES ET STRATEGIES 25

Situation de depart 26Developpement 28Conditions climatiques 30Types et proportions de batiments 33Orientation du batiment 34Densite de construction 34Desserte 35Stationnement 38Environnement et espaces libres 38Aides ala conception 40Approvisionnement en energie 41

URBANISME ENERGETIOUEMENT EFFICACE: EXEMPLES 43

Construction de maisons passives: lotissement de maisons jumelees aKriens, 44Lischer Partner Architekten, Lucerne

Densification urbaine: maisons en bande aAffoltern, Metron Architektur, Brugg 50Comblement d'une dent creuse: immeuble d'habitation aMunich, 56

H2R Architekten, Huther, Hebensperger-Huther, R6ttig, MunichReparation urbaine: immeuble de bureaux et d'habitation aMunich, 62

Martin Pool, MunichComblement d'une dent creuse: immeuble de bureaux et de logements a 68

Wiesbaden, A-Z Architekten, WiesbadenConstruction de logements sociaux energetiquement efficaces: 74

immeuble d'habitation aMadrid, Guillermo Yanez, MadridRequalification d'une friche industrielle: campus universitaire aNottingham, 80

Hopkins Architects, Londres

CONCEPTION DE BATIMENTS ENERGETIOUEMENT EFFICACES:PRINCIPES ET MESURES 87

Situation de depart et perspectives 88Construction de logements energetiquement efficaces 89

La piece 90Proportions du batiment 91Orientation d'un batiment 92Fa((ades solaires 95Espaces de transition 98Utilisation et bilan energetique 99

Rehabilitation energetiquement efficace 101Rehabilitation au lieu de construction nouvelle: avantages 101Conditions pour la rehabilitation 102Isolation thermique 104Ventilation 105Systeme de chauffage 106

Batiments d'activites energetiquement efficaces 107Exigences 107Bilan energetique 107Protection solaire 109Eclairage naturel et artificiel 110Ventilation et climatisation 112Activation thermique des elements du batiment 112Fonctions mixtes 112

Batiments culturels energetiquement efficaces et equipements publics: specificites 113

CONCEPTION DE BATIMENTS ENERGETIQUEMENT EFFICACES:

EXEMPLES

Rehabilitation au standard basse energie et maison passive: residenceuniversitaire aWuppertal, PPp, Muller, Schluter

Utilisation flexible: batiment d'habitation et de bureaux aSchwarzach,Christian Lenz, Hermann Kaufmann, Schwarzach

Systeme voisin de la maison passive: immeuble de bureaux et delogements aSursee, Scheitlin-Syfrig + Partner, Lucerne

differenciees: complexe de bureaux aDuisbourg,Schuster Architekten, Dusseldorf

Ventilation naturelle d'une tour: batiment de bureaux aMunich,Henn Architekten, Munich

Projection d'ombre et guidage de la lumiere: complexe de bureaux aWiesbaden, Thomas Herzog + Partner, Munich

Immeuble de bureaux durable: batiment du Parlement aLondres,Hopkins Architects, Londres

Ecologie integree: bureaux et ateliers aWeidling,Georg W. Reinberg, Vienne

Batiment d'entreprise au standard passif: immeuble d'activites aSteyr,Walter Unterrainer, Feldkirch

Etablissement scolaire au label basse energie: ecole de Pichling,Loudon + Habeler, Vienne

Batiment scolaire au standard passif: ecole Montessori aAufkirchen,Walbrunn Grotz Vallentin Loibl, Bockhorn

Projet de construction participatif: college aGelsenkirchen,plus+ bauplanung, Neckartenzlingen

Reponse ades conditions extremes: etablissement scolaire aLadakh,Arup Associates, Londres

Systeme d'eclairage naturel reglable: musee d'art aRiehen,Renzo Piano Building Workshop, Paris/Genes

CONCEPTION DES DETAilS ET AMENAGEMENT TECHNIQUEENERGETIQUEMENT EFFICACES

Dispositions et materiauxSituation de departSurfaces vitreesMursMateriaux isolantsInertie thermiquePerspectives

Concepts de ventilation et systemes energetiquesConcepts de ventilationZones de ventilationInstallations de ventilation avec recuperation de chaleurInstallations de ventilation centralisees ou decentraliseesConcepts de chauffage et de climatisation: sources d'energieProduction combinee de chaleur et d'electricite (cogeneration)Combustibles d'origine vegetale (biomasse)Energie solaire thermique et photovolta'iquePompe achaleur et groupe frigorifiqueRafraichissementSystemes de chauffage

ANNEXES

GlossaireBibliographieInstitutions - Adresses utilesIndexIntervenantsCredits iconographiques

115

116

122

128

134

140

146

152

158

164

170

176

182

188

194

201

202202202202203204205206206206206207207207208208209209210

211

212215216217219221

AVANT-PROPOS

Les utopies et les experimentations sont desmoteurs importants pour Ie developpementde nos technologies. Les visions de voyagesdans I'espace de Jules Verne sont entre-tempsdevenues realite, tout comme celles d'Eugl'meHenard en matiere d'urbanisme. L'idee de bati-ments energetiquement autonomes reappa-rait de fa90n recurrente depuis quelque temps.Buckminster Fuller, Norman Foster et RichardRogers doivent etre cites ici.

Apres la phase experimentale vient la mise enpratique des decouvertesconcluantes. L'objectifdes auteurs est de faire concorder, d'une part,les connaissances disponibles et les innova-tions en physique du batiment et en techniquesde construction et, d'autre part, les experiencesdes nombreux intervenants du BTP.

« II n'existe pas de style propre a la construc-tion econome en energie. Celle-ci ne reclamepas d'esthetique particuliere, ni meme de regiegenerale, juste une attitude respectueuse deI'environnement (du moins qui ne Ie polluepas).» Ainsi s'exprimait Robert Kaltenbrunneren 1993 dans la revue Bauwelt.

L'utilisation des documents originaux desarchitectes tant dans la description des projetsque dans les chapitres theoriques resulte d'unchoix delibere. Cest en fait la seule maniere derestituer avec fidelite la marque personnellede chacun. On maitrise maintenant assez bienla CAO pour pouvoir y laisser son empreintedans les documents graphiques. Ainsi ce livrene presente-t-il pas les informations detailleesde fa90n uniforme. II est done important d'in-sister sur Ie fait que, en matiere d'innovation,reprendre des details de fa90n trop rapide etirretlechie peut se reveler risque. Seuls desechanges directs avec des collegues procu-rent une certaine securite grace au partaged'experiences enrichissantes et aux « transfertsde technologies» essentiels et souhaitables.L'appendice rappelle ainsi les noms des par-ticipants aux differents projets et de certainsfabricants. Nous presenterons done des mode-les eprouves. Apres un regard analytique surI'histoire de la construction qui nous menera ala situation presente, Ie theme sera developpe,pas a pas, depuis I'urbanisme en passant par la

conception de batiments energetiquement effi-caces jusqu'aux details innovants. D'importantschapitres sont consacres a des exemples soi-gneusement tries de projets novateurs enAllemagne, en Autriche, en Suisse, en Espagneet en Grande-Bretagne. Dans Ie cadre de I'aideaux pays en developpement, on s'arretera surun bel exemple d'architecture durable: I'ecoleDans Ie ciel au Ladakh. La aussi, les resultatsde la phase pionniere de I'utilisation de I'ener-gie solaire trouvent une reelle application. Laprise en compte des ressources disponibles surplace et de la construction traditionnelle locale,tres marquee par Ie rude climat, est un aspectessentiel de la construction energetiquementefficace.Nous avons aussi tente de faire un tres largeeventail des utilisations possibles. Sans preten-dre etre exhaustifs, nous avons voulu montrerla multitude des solutions envisageables pourrepondre aux differentes situations.Nous tenons a remercier en priorite tous lescollegues qui ont mis a disposition leurs docu-ments en toute confiance, accepte les entretienset repondu a nos questions. Les ingenieurscharges des realisations techniques et de faphysique du batiment ont eux aussi perm isla diffusion d'une grande quantite d'informa-tions. Nous voudrions remercier en particulierJohn Berry, Klaus Eggert, Helmut Krapmeier,Andreas Lackenbauer, Clemens Pollok,Wolfgang Scholkopf, Peter Schossig, MatthiasSchuler, Michael Weese et Jan Wienold; sansoublier nos epouses, Susana Gonzalo et UllaFulde-Habermann qui, par leurs conseils, leuraide et leur patience, ont permis a ce livre deparaitre.

Munich, janvier 2006Roberto GonzaloKarl J. Habermann

Gauche:Vue partielle de lafa,ade d'une nisi-dence pour etudiants ilWuppertal, 1" tranchede travaux, ArchitektenPPP en collaborationavec Christian Schluteret Michael Muller

En haut:Projet AutonomousHouse, Aspen, RichardRogers, 1978. Siltimentutilisant les seulesenergies renouvelables

5

Christian Lenz, HermannKaufmann: biitiment debureaux et d'habitationSchwarzach, Vorarlberg.Dans Ie garde-corps de laterrasse se trouvent descollecteurs solaires integresdestines a!'eau chaudesanitaire.Voir egalement p. 122

LES ORIGINESDE LA CONSTRUCTION SOUCIEUSEDES RESSOURCES ET DE L'ENERGIE

(1) Vitruve: De Architectura,texte latin, ed. Bils,Mouzeuil-Saint-Martin,2004, traductionfran9aise par CH.-L.Maufras, Paris 1847(texte original: ({ Inipsis vera moenibus eserunt principia. Primume/ectio Joci saluberrimi.Is 8utem erit excelsuset non nebulosus, nonpruniosus regionesquecael; spectans nequeaestuDsas neque frigi-das sed temperatas ... }})

(2) Alexander Fenton: TheIsland Blackhouse,Edinburgh 1978, p. 6

8

LES ORIGINESDE LA CONSTRUCTION SOUCIEUSEDES RESSOURCES ET DE L'ENERGIE

« S'agit-il de construire une ville? La premierechose it faire est de choisir un endroit sain. IIdoit etre eleve, it I'abri des brouillards et dugivre, situe sous la douce temperature d'unciel pur, sans avoir it souffrir ni d'une trop gran-de chaleur ni d'un trap grand froid. [... J» (1)Dans son celebre traite De architectura, Vitruvepose une des premieres pierres de la traditionde I'architecture et de I'urbanisme. II s'inspirepour ce faire de ce qu'ont laisse les Grecs dansces domaines. II explique en detail I'influencedu soleil sur les differentes fonctions urbai-nes. Les Grecs et les Romains connaissaienten effet depuis longtemps I'importance d'unebonne orientation pour I'utilisation d'un bati-ment.Pour Ie choix des materiaux de constructionadaptes, on trauve aussi chez cet auteur lespremieres preoccupations ecologiques. DeI'emploi de materiaux disponibles sur placecomme la pierre, Ie bois, la chaux ou I'argiledecoule toute une variete de murs, jusqu'itI'opus caementicium, sorte de beton primitif;mais les Romains se sont reveles moins bieninspires pour transmettre leurs acquis techni-ques. Leurs systemes complexes de chauffagepar les murs et les sols sonttombes dans I'oubliet durent attendre leur redecouverte par lesarcheologues de I'epoque moderne.

La recherche de bases exploitables pour uneconstruction soucieuse des ressources et doncenergetiquement efficace passe par I'etude dece que I'on appelle la construction autochtone,traditionnelle ou vernaculaire. Ces formes pri-mitives de construction nous renseignent aussisur les debuts des equipements domestiques.Les conditions de confort de ces premiereshabitations it basse energie (voire nulle) sonttoutefois it situer par rapport it chaque situationclimatique, au niveau de confort atteint et it laduree de vie moyenne.

Avec sa ma!(onnerie de pierres grossierementtaillees et sa toiture recouverte d'herbe, laBlackhouse (ou Maison noire) - une habitationarcha'ique situee sur I'archipel ecossais desHebrides - se fond dans un paysage rude etsans arbre. Elle est en toute logique construi-te avec des materiaux disponibles sur place.L'habitat pour les hommes et les animaux,

ainsi qu'une grange, constituent deux rectan-gles etroits et paralleles. Au centre, les sallespour vivre et dormir font face it I'ecurie. DurantI'hiver, les animaux completent par leur proprechaleur Ie foyer ouvert alimente en tourbe:une vache de 600 kg genere un apport de cha-leur d'environ 1200W selon les connaissan-ces actuelles. A cette epoque, les habitationsetaient pratiquement habitees en permanence.Pas de cheminee, mais la fumee s'echappe autravers de petites lucarnes et par les intersticesde la couverture. Les parois interieures sontnoircies par la fumee et Ie seul equipementtechnique est un crochet suspendu par unechaine metallique au-dessus du feu. Tous lescomposants du batiment sont reutilisables ourecyclables. Cependant, cette habitation « eco-logique» primitive n'a jamais constitue unlogement sain dans ces rudes conditions cli-matiques: la duree de vie moyenne ne depas-sait guere 30ans.

Une breve description detaillee de Lewis rendcompte des conditions de vie et des momentspeu romantiques vecus dans la Maison noire:« L'hiver, de nombreux voisins viennent chaquesoir. Nous formons un cercle autour du feu etdiscutons de tout. Le feu peut iHre aussi hautqu'on Ie souhaite car la cheminee ne risquepas d'etre incendiee.» (2) Construite en 1875, lamaison a ete habitee jusqu'en 1964. Remise enetat et transformee en musee, elle est ouverteau public depuis 1988.

Le climat favorable de la Mediterranee offre unautre exemple d'habitat respectueux de I'envi-ronnement naturel tout it fait different, celui destroglodytes. L'ensemble de grottes de Guadixest depuis longtemps connu des touristes. Ony trouve meme un hotel. II convient neanmoinsde considerer ce site avec plus d'attention,Seules les entrees peintes en blanc, ainsi queles cheminees sortant un peu partout du sol, seremarquent dans Ie paysage. Les habitationssont en effet it I'abri des regards. La tempera-ture constante tout au long de I'annee (entre18°C et 20°C) assure Ie confort interieur sansqu'il faille recourir aux habituelles installationstechniques modernes: suffisamment chaudeen hiver, elle est appreciee en ete car tres rafrai-chissante.

3

Coupede la Maison noire(Blackhouse)avec la grange et I'ailed'habitation. Uneetroite bande de gazonsur une fine couche deterre constitue I'extra-mite du mur d'enceintegrossierement appa-reHle en pierres seches.

Maison noire(Blackhousel IIArnol sur I'ile Lewis,aujourd'hui musee

3 Photo interieured'epoque: famille IIBallallan en 1934, parS.T. Kjellberg, avecI'aimable autorisationdu musee d'Histoire deGoteborg

9

4 Coupe et plan demaisons troglodytiquesdans un sol en loess,province du Henan,Chine

5 Maisons troglodytiquesdans un sol rocheuxil Guadix, Espagne

6 Maisons en terre aHumahuaca, Argentine

7 Tours de ventilation duvillage de New Baris,pres de I'oasis deKharga, Egypte, HassanFathy 1967

10

6

Les habitations troglodytiques situees dans laceinture de Icess du fleuve Jaune en Chinesont enfouies avec leurs cours dans la coucheargileuse. Le sol naturel situe au-dessus estcultive. On ne peut qu'admirer Ie souci des res-sources manifeste par ce mode de constructionvieux de 6000ans. Dans cette region au c1imatextreme, les ecarts de temperatures aI'interieurne depassent pas 10°C, ete comme hiver. Parcontre, en raison de I'humidite elevee lors desgrandes pluies et de la condensation due aunemauvaise aeration, la qualite de vie n'est gueresatisfaisante. La densite d'habitation atteinteest elle aussi limitee.

Dans les regions chaudes, et quand la couchesuperieure du sol est constituee d'argile pureou d'argile melee adu sable, la terre glaise estsouvent choisie par les populations sedentai-res, La plasticite de I'argile (feldspath decompo-se) melange aI'eau et la multitude d'utilisationspossibles expliquent I'usage tres repandu aI'echelle mondiale de la terre glaise, Les modesde construction les plus simples ont recoursau pise et a I'adobe. En raison de sa densite,ce materiau permet de conserver la chaleur,ses qualites d'isolation thermique pouvant etreameliorees par I'ajout de paille. II assure aussiIe confort interieur grace ason pouvoir de regu-lation hygrometrique.

Hassan Fathy, Ie celebre architecte egyptien,a repris Ie modele de construction tradition-nelle en terre glaise pour realiser ses lotis-sements sociaux destines a des populationsdetavorisees, et obtenu des resultats saisis-sants aNew Gourma en 1946 et, en 1967, aKharga, la ville-oasis. Les ouvertures redui-tes au minimum empechent les rayons desoleil directs de penetrer dans les pieces.Grace ades conduits d'aeration et en tirantparti de la thermique naturelle, Fathy assureune bonne circulation de I'air a travers laconstruction. L'orientation des batiments tientcompte du soleil, mais aussi des vents domi-nants: malgre des temperatures exterieurestres chaudes, les courants d'air permanentsassurent un reel confort interieur. Cet archi-tecte a rassemble toutes ses connaissancesacquises, par I'experience, dans son livreNatural Energy and Vernacular Architecture,

Principles and Examples with Reference toHot Arid Climates. (3)

La construction traditionnelle d'une region estdeterminee par Ie c1imat, d'une part, et par lesmateriaux locaux d'autre part. La constructiona colombages se retrouve en toute logiquedans des zones tres boisees. Selon Ie terrain, lamaison repose sur des pieux en bois, ou direc-tement sur Ie sol, ou bien encore sur un rez-de-chaussee massif a demi enfoui. Le hourdis seraen paille, en terre glaise, en brique ou en pier-re. Le plan s'adapte aux differentes exigences.Seul Ie creur, avec son foyer et sa cheminee,ne change pas. II occupe Ie centre du biHimentet agit comme masse thermique. Le type etla frequence des intemperies conditionnent Iechoix de la couverture, sa pente et Ie debordde la toiture. Les dimensions des feniHres sontcalculees pour minimiser les deperditions ther-miques I'hiver.

L'attention pretee aux energies naturelles nousamene a considerer la technique perfectionneedes moulins hydrauliques ou des eoliennes. Onne devrait pas se contenter de regarder d'unreil nostalgique les temoins des siecles pas-ses, souvent presentes dans des musees a I'airlibre, mais analyser leur etonnante resistanceau temps.

De nouvelles techniques et dispositifs ont etemis au point pour I'habitat urbain et rural durantla revolution industrielle. L'abandon des tradi-tions anciennes, souvent considerees commedepassees, a conduit a de visions innovantes.

En 1910,I'urbaniste Eugene Henard (1849-1923)fait un premier bilan dans son ouvrage intituleEtudes sur les transformations de Paris. Lesvilles de ravenir. Deux de ses croquis resumentIe developpement fulgurant de la technique etses reyeS futuristes. (4)Les changements en matiere de technique etd'hygiene operes durant Ie 1gesiecle sont mon-tres dans la « Rue actuelle». Tandis que Ie cotegauche est jalonne de becs de gaz, Ie cote droitest borde de reverberes electriques. Le vastecollecteur des egouts voit sa voute deja par-courue par des conduites d'air comprime, d'eaupotable, de pneumatiques postaux, de lignes

8

9 10

8 Moulins il vent il Spiel.district de Duren (D).1782

9 Maison il colombages ilAltenburg, canton deNeuwied (DI, vers 1700

10 Maison il colombagesen chanvre pres deHennef, musee deplein air de Rhenanie,Kommern, 1688.Detail d'une fenetre:I'ouverture estpour minimiser lesdeperditions ther-miques en peri odesfroides.

(3) Hassan Fathy:Natural Energy andVernacular Architecture,Chicago 1986

(4) Jean-Louis Cohen:Eugene Henard. Etudessur les transformationsde Paris et autres ecritssur /'urbanisme, Paris1982, p. 345 sq.

11

de telephone, etc. A tous les etages se trou-vent des salles de bains avec eau froide et eauchaude, tandis que, de "autre cote, les orduressont encore jetees par la feniHre. Les fumeesdes cheminees proches les unes des autressont clairement representees des deux cotesde la rue. Ce probleme semble resolu dansla« Rue future» par Ie chauffage urbain. Acoted'un superbe toit-terrasse amenage en jardin etcouronne d'une antenne de «telegraphe», on aprevu des aires de decollage et d'atterrissagepour Ie transport individuel des personnes. Unsecond niveau de rue, la «rue de service», aug-mente reellement Ie confort urbain, meme au-dela de celui de notre epoque. Le reve d'EugeneHenard, malgre certaines reserves, est encore aI'ordre du jour.

EI Ensanche (ou en catalan, L'Eixample; termequi en costillan eten castilian signifie I'extension)est aujourd'hui Ie quartier central de Barcelone.C'est surtout I'architecture spectaculaire del'Art nouveau catalan qui rend ce quartier siattirant. Avec habilete, Antoni Gaudi couronnases batiments par des cheminees d'extractiona la decoration tres inspiree. Les Hots repetitifsdu 19" siecle ne manquent pas d'une certainemonotonie. Pourtant, malgre les protestationsque Ie plan de Cerda a declenchees au momentde sa publication en 1859et certaines conces-sions arrachees lors de sa realisation, il reste unembleme essentiel des debuts de I'urbanismemoderne.

L'extension de Barcelone a commence en 1854avec la demolition des fortifications. Hommepolitique engage socialement, ingenieur desPonts et Chaussees et theoricien, IIdefonsoCerda a realise plusieurs etudes sur les condi-tions de vie dans la societe industrielle. II expo-sa ses solutions techniques dans son ouvragemajeur La Theorie g(merale de {'urbanisation(1867, paru au Seuil en 1979, traduit en fran-r;:ais par Jacques Boulet). Favorable au progrestechnique, il connaissait aussi les theories desutopistes, hygienistes et economistes anglaisetfranr;:ais. Cerda developpa des solutions tech-niques pour repondre a des problemes politi-ques et sociaux, dont I'origine eta it, selon lui,Iiee a la concentration urbaine, aux conditionsd'hygiene deplorables, a la speculation urbaine

F(u£ FUTUFt£Jill' (' [)

au!," ..fur AB

F(pE. ACTUE.LLE.

12

11

12

et a I'absence d'un projet d'ensemble destine aresoudre les problemes du plus grand nombre.Le plan en damier prend en compte les axesde la ville ancienne et les exigences de Cerdaen matiere d'espace et de lumiere. A I'origine,seules deux bandes d'immeubles se faisantface devaient etre construites en bordure desilots. L'espace cote cour devait etre plante etouvert aux vents rafraichissants venant de lamer. Sous la pression economique, on n'entint pas compte. Jusqu'a aujourd'hui, les orielsvitres recouvrant de bas en haut les fayades surcour sont incontournables et jouent leur role detampon thermique. On retrouve ces elements,les loggias vitrees - ou oriels - dans d'autresvilles que Barcelone.

Dans Ie sud de l'Espagne et a La Valette, sur I'ilede Malte, ils conferent aux rues leur caractere siparticulier. Le jour, les vitrages sont recouvertsde nattes et de stores, les portes en retrait res-tant fermees. La nuit, on laisse entrer I'air plusfrais. En hiver, les rayons du soleil qui y pene-trent rechauffent les logements. Ces premieresfayades double-peau jouent aussi Ie role debarriere efficace contre les bruits toujours plusimportants de la rue.

Dans son ouvrage Well Tempered Archi-tecture(5), Reyner Banham recherche les ori-gines de la technique moderne appliquee aubatiment; il decouvre un interessant modeled'habitat traditionnel chez Catherine Beecher(The American Woman's House, paru en en1869) (6); cette militante de I'education desfilles organise la vie librement autour d'unnoyau central de services. Parmi d'autres fonc-tions, on notera cet ingenieux chauffage a airchaud qui amene un air « sain» et tempere atoute la maison.Frank Lloyd Wright s'est aussi toujours pre-occupe des details lies a la technique de sesbatiments et au confort des utilisateurs et habi-tants. Le Larkin Building, un batiment adminis-tratif situe Ie long d'une voie de chemin de fer,devait etre c10s de fayon hermetique a causedes nombreux passages de trains: ainsi estapparu un des premiers batiments c1imatisesdes Etats-Unis. Les quatre angles sont mar-ques par les cages d'escaliers d'oLJ montent lesgaines de ventilation. Une verriere permet a la

13

14 15 11 « Rue actuelle II tire de« Les Villes de I'avenir II,

Eugene Henard. 1910

12 « Rue future II extrait de((Les Vi lies de I'avenirll,Eugene Henard, 1910

13 Palais Guell, AntoniGaudi, 1889, chemineesde ventilation

14 Verandas il Barcelone

15 Perspective d'une rueavec balcons at oriels,La Valette, Malte

(5) Reyner Banham: "DieArchitektur der wahl·temperierren Umwelt ",in Arch+ 93/1988

(6) Catherine E. Beecherand Harriet BeecherStowe, AmericanWoman's Home. Textecomplet: Internet, TheProject Gutenberg:www.pjbsware.demon.co. uk/gutenberg/gtnletB.htm

13

17

20

18

19

Les premiers batiments de logements de Wrightse reconnaissenta leurstoitures en croupe a largedebord servant d'efficace protection solaire ausud et a I'ouest. AI'oppose de I'architecture ver-naculaire, plans ouverts doivent leur conforten partie a la bonne ventilation naturelle et a unsysteme de chauffage central a eau chaude ins-talle a chaque fenetre, Dans un article paru dansla revue Modern Architecture de 1931, Wrightexpose ses idees sous Ie titre« Prairies Houses»:«Toutes les gaines de chauffage, d'eclairageet d'alimentation sont a prendre en compte detelle sorte que ces systemes deviennent de reelsconstituants du biltiment.» (7)

lumiere zenithale d'eclairer I'atrium central surlequel donnent les autres espaces de bureauxa travers des galeries ouvertes: un espace debureaux sur plusieurs niveaux,

Acetteattitude militante, mais pragmatique deWright par rapport aux nouvelles technologies,Banham oppose les «machines a habiter» deLe Corbusier. II peut ainsi relever les contra-dictions qui separent les louables intentionsdes resultats atteints. Le Corbusier fournit asa maison ideaIe, la «maison a I'air respirableexact », un air chaud a 18 'C (!) au moyen d'une«usine d'air respirable exact». Des« murs neu-tralisants» devaient assurer Ie maintien decettetemperature: ils sont constitues de deuxcouches separees par un vide permettant Iepassage d'air. «Dans cet etroit intervalle desmembranes, on chasse de I'air brQlant si c'est aMoscou, de I'air glace si c'est a Dakar. Resultat:on a regie de telle favon que la paroi interne, famembrane interieure conserve une tempera-ture de 18 degres. Et voila!La maison russe, parisienne, de Suez ou deBuenos-Ayres, Ie paquebot de luxe qui traverseI'equateur, seront hermetiquement c1os. Enhiver, il y fait chaud, en ete il y fait frais, ce quiveut dire qu'en permanence, il y a 18 degresd'air pur et exact a I'interieur.

16

16 "Maison de la femmeamericaine n, CatherineBeecher 1869

17 Willis H. Carrierdevant lapremiere turbomachinefrigorifique, 1922

18 Biitiment Larkin, FrankLloyd Wright 1904, vueexterieure

19 Biitiment Larkin: espaceinterieur

20 Willits House, FrankLloyd Wright,1902

171 Frank LloVd Wright:Schriften und Bauten,choix de textes effectuepar Edgar Kaufmann etBen Raeburn, reedition,Berlin 1997,p. 44

14

La maison est hermetique! Nulle poussieredesormais n'y penetre. Ni mouches, ni mous-tiques. Pas de bruit! » (8). Acette epoque, I' « airconditionne» avait deja ete invente mais n'etaitutilise que dans I'industrie. L'idee d'une ferme-ture hermetique des locaux revient a I'ordre dujour avec la technologie des maisons passives.

« Du solei I, de I'air et une maison pour toUS»:tel etait Ie slogan d'une exposition de 1932 quis'est tenue sous la tour de la Radio de Berlin. Leresultat du concours « Das wachsende Haus»(La maison croissante) a ete presente sous laforme d'une maquette a echelle 1: 1. Des ele-ments de fac;:ades vitrees inclinees et de jardinsd'hiver signalent I'amorce d'une utilisation pas-sive de I'energie solaire. (9)Avec son ecole en plein airde 1930aAmsterdam,Johannes Duiker renouvelle la conception desbatiments d'enseignement, et ce, dans un envi-ronnement de forte densite de construction.Le batiment reprend en integralite les nouvel-les idees developpees au sujet de la manierede traiter les enfants. Consideres comme desmoyens favorisant la sante et Ie processus d'ap-prentissage, la lumiere, I'air et Ie solei! sont prisen compte dans la conception du batiment.Le climat tempere des Pays-Bas autorise I'uti-lisation genereuse du verre. Mais c'est plustard, a Wallasay, que I'architecte anglais EmslieMorgan mettra pour la premiere fois en ceuvreIe verre dans Ie domaine scolaire avec un soucide performance energetique. (10)« De I'interieur, on ressent un contact ininter-rompu avec Ie monde exterieur. Le solei! et lalune vont illuminer Ie paysage et Ie ciel seraparfaitement visible, mais les effets netastesdu c1imat, de la chaleur etouffante, de la pous-siere, de la vermine, de la lumiere blafarde, etc.,seront regules par la peau de telle sorte queI'interieur devienne un jardin d'Eden.» (11)

Des Ie debut des annees 1950, BuckminsterFuller reflechissait a I'idee de recouvrir desvilles entieres. II conc;:ut alors Ie projet de placerManhattan sous une coupole et, dix ans plustard, suivront des idees comparables, commela colonisation de I'Arctique et de I'Antarctique.La maitrise absolue des conditions climatiquesest un vieux reve de I'humanite. Fuller put Ie

21

22

23 24

21 Openluchtschool(ecole de plein air) IIAmsterdam. JohannesDuiker 1930. plan

22 « Sonne. Luft und HausfUr aile» ISolei I. airet maison pour taus),exposition II Berlin,1932

23 Cf. 21: vue generale

24 Ecole II Wallasay, EmslieMorgan, 1961, fa9ade:il est prevu de ne chauf-fer Ie batiment qu'avecIe rayonnement solaireet la chaleur emise parI'eclairage artificielIU.K PatentSpecification 1022411).

(8) Le Corbusier: Precisionssur retat present deJ'architecture et deI'urbanisme, ed. Cres,Paris 1930

(9) Thomas Katzke:(( Netzwerken aBerfin ",in Bauwelt 17/2004,p.12

llO)Brian Carter, PeterWarburton: « DieEntwicklung einerSoJararchitektur II, inDetail 6/1993,p.671

(11)«From the inside therewill be uninterruptedcontact with the exte-rior world. The sun andmoon will shine to thelandscape, and the skywill be completely vis-ible, but the unpleasanteffects of climate, heat,dus!, bugs, glare, etc.will be modulated bythe skin to provide gar-den of Eden interior.»Buckminster Fuller:Your Private Sky, Baden1999, p. 434

15

25 Pavilion des Etats-Unisil l'Exposition uni-verselle de Montreal,Buckminster Fuller,1967

26 Projet pourI'amenagement d'unecarriere aciel ouvert,Per Krusche, 1977,elevation sud

27 Projet pour I'amenage-ment d'une carriere aciel ouvert coupe dela partie logement etactivites

(12) www.clubofrome.org

(13)P. et M. Krusche,D. Althaus, I. Gabriel:Okologisches Bauen,Wiesbaden/Berlin 1982

16

25

26 27

realiser a une petite echelle lors de l'Expositionuniverselle de Montreal de 1967: I'euphorietechnique etait alors totale. Depuis la destruc-tion de la membrane plastique au cours d'unincendie en 1976, seule la resille structurellesubsiste. L'idee d'une coupure radicale avec Iec1imat naturel est certes attrayante mais n'enreste pas moins inquietante d'une certainefa90n.

Des 1968, Ie Club de Rome s'etait constituecomme «cercle de citoyens du monde reunispar Ie souci de I'avenir de I'humanite et dont Iedevoir consiste a agir pour Ie changement entant que catalyseur global et independant detout interet.» Le rapport intitule Hafte afa crois-sance? (12) paru en 1972 sous I'autorite entreautres de Denis L. Meadows fit sensation. Denombreuses institutions et commissions sontdepuis chargees d'en tirer les consequences, asavoir « mettre sur pied Ie plus vite possible unmarche mondial socio-economique ». La crisepetroliere de 1973 n'a fait que rendre la situa-tion encore plus preoccupante que prevu. Lanecessite d'un rapport plus responsable vis-a-vis des ressources disponibles fait depuisI'objet de nombreuses etudes. Le secteur deI'amenagement urbain et de la constructionest depuis longtemps reconnu comme Ie plusdeterminant. II a fallu attendre un certain tempsavant qu'un livre debouche sur de nouvellesrecommandations en matiere de construc-tion: il s'agit du premier manuel contenant desinformations fonda mentales, publie en 1982sur papier recycle - a peine remarque - par Iedepartement federal allemand pour I'environ-nement, Oekofogisches Bauen (La construc-tion ecofogique).(13) L'equipe de redaction,Althaus, Gabriel, Krusche, Weig-Krusche, s'estefforcee d'examiner de fa90n globale les alter-natives proposees dans I'ensemble du domai-ne de la construction. Les questions fonda men-tales, tout comme les details, furent abordessans Ie moindre detour. Les cycles climatiques,naturels et ceux des materiaux furent analyses,les moyens passifs et actifs de production deI'energie furent compares; les opinions despersonnes partageant les memes preoccupa-tions sont analysees et reproduites. L'architectesuedois Bengt Warne teste dans sa propre mai-son la possibilite de reduire la consommation

28

28 Bengt Warne,Naturhuset, 1976

29 Maison aNew Mexico,Steve Baer, 1972. Lachaleur accumulee Iejour est utilisee pour lesnuits fro ides.

30 Cf. 29: vue rapprocheeavec Ie mur solaireapparent

31 Bureau dans une ancien-ne grange, Arche Nova(Per Krusche, MartinSchaub, Claus Steffan,Maria Weig-Kruschel.1983, coupe

32 Cf. 31: vue exterieure

33 ResidencepouretudiantsBauhiiusle aStuttgart-Vaihingen, Peter Sulzer,Peter Hubner, 1983

3332

31

30

29

Quand, au debut des annees 1980, Peter Sulzeret Peter Hubner se mirent a construire avecleurs etudiants une residence universitaireen autoconstruction a l'Universite techniquede Stuttgart, ils Ie firent pour les memes rai-sons. Les batiments sont edifies en structurebois legere en vue d'une reutilisation future.La dimension solaire, absente de ce premierprojet. sera prise en compte dans les suivants.S'y ajoute I'idee d'une formation basee sur lapratique et la participation des futurs usagersau cours de toutes les phases de la realisation.

Pour Ie projet Landstuhl de 1982, une rangeeentiere de maisons d'habitation fut pour la pre-miere fois equipee de systemes solaires; onles testa et les evalua. La maison avec cour-jar-din, d'Eissler, Hoffmann et Gumpp, est conyuede telle sorte qu'elle fonctionne en reseau. IIest prevu de produire de I'energie solaire aumoyen de la grande fayade sud vitree equipeed'ailettes reglables et d'une isolation thermiqueinterieure amovible - deux dispositifs faciles amanipuler; cette energie est ensuite stockee

d'energie et de minimiser autant que possibleles nuisances Iiees aux travaux sur I'environ-nement naturel proche. II est donc logique queI'architecte Per Krusche, et ses compagnonsd'armes, fassent ensemble des experiences surleur propre habitat. L'autoconstruction permitde transformer progressivement une grangeen maison d'habitation et en bureau et leurservit de champ d'experiences. Devenus cele-bres au debut des annees 1970, les batimentsdes hippies et autres marginaux des Etats-Unisont constitue une autre source d'inspiration.Au Nouveau-Mexique, Steve Baer est parvenua realiser un batiment tout a fait ingenieux etautonome sur Ie plan energetique: une foisremplis d'eau, des bidons de petrole usagesservent d'accumulateurs solaires.Le projet de lotissement deja engage en 1977pour une carriere a ciel ouvert (voir illustrationsci-contre) complete Ie manuel mentionne ci-dessus. « La revitalisation d'un terrain appauvriau niveau biologique, et meme mort, peut sefaire partout, meme dans les grandes villes(New York, etc.) car les maisons, places et ruessont des biotopes qui peuvent reprendre vie»,est-il ecrit de maniere encourageante.

17

18

35

36 37

34

dans I'importante masse du batiment et resti-tuee en fonction de la demande par convectionlibre et rayonnement. Une analyse effectueepar R. Gonzalo a revele que Ie systeme dechauffage complementaire adopte etait troplent et qu'il supposait une tres grande disciplinede la part des utilisateurs.(14)Bien sur, la maison individuelle n'est, en regiegenerale, pas un bfltiment energetiquementefficace. De nombreux composants solaires ontneanmoins ete developpes pour elle, installes,testes et perfectionnes. Le projet presente icise veut un exemple parmi un grand nombre deprojets pilotes comparables. Dans un article de1983 intitule « Maisons a energie minimale»,Horst Kusgen fit Ie constat suivant: « La plupartdes plans d'urbanisme empikhent, souvent aI'insu de leurs auteurs, une conception energe-tiquement efficace des batiments.» Par la suite,il ecarta sans hesitation la maison individuelleet se declara en faveur d'une forte densite debfltiments d'habitation a plusieurs niveaux. IIapporte une vue d'ensemble en etablissant uncomparatif des differentes experimentations desystemes alternatifs de production d'energie.II evoque aussi bien la ventilation forcee avecrecuperateur de chaleur que les collecteursd'air ou les systemes a inertie. II se montreaussi sceptique quant aI'efficacite energetiquereelle des verandas, un embleme des tenantsde la construction solaire. (15)Les maisons enterrees sur Ie campus de I'uni-versite de Stuttgart-Hohenheim, une residencepour etudiants de 158 chambres, ne sont pasautoconstruites; on en doit la conception ades professionnels. La construction a basseenergie suppose Ie recours a I'energie solairepassive, un pourcentage de lumiere du jourimportant et une vegetalisation intense de latoiture. Les eaux de pluie sont recueillies et peu-vent s'ecouler par infiltration, les fa{:ades sontvegetalisees, ce qui permet d'eviter d'eventuel-les surchauffes estivales. L'enfouissement dansIe terrain repond au souhait ecologique d'unemise en ceuvre de mesures de construction ameme de compenser les dommages infliges ala nature.

Au Danemark, en plus des aspects qualita-tifs et economiques de la construction, on sepreoccupe aussi des questions energetiques.

Les habitations construites a Greve par BenteAude et Boje Lundgaard sont Ie resultat d'unconcours d'architectes. Une disposition habiledes plans Iiee a I'utilisation de materiaux decloisonnement aises a manipuler mais perfor-mants permet de reelles economies d'energie.En hiver, seule la partie tres isolee, au nord, esthabitee, la partie centrale I'Mant seulement parbeau temps. La chaleur du soleil est transmisepar les verandas et penetre au centre de lamaison. Durant les demi-saisons, les zones aunord et au centre sont utilisables et I'ensembledurant I'ete. Seul un bon usage des portes-fenetres, des persiennes et des volets roulantsisolants permet de maximiser les economiesd'energie. D'autres quartiers reprennent ceprincipe.En Autriche, et surtout dans Ie Vorarlberg, unereelle volonte d'utiliser Ie solaire dans Ie bati-ment se manifeste en depit - ou en raison - deconditions climatiques difficiles. L'engouementpour les maisons ala fois ecologiques et econo-miques explique I'apparition de maisons pluri-familiales - souvent organisees sur la base dela communaute. C'est I'occasion de prevoir deslocaux supplementaires a usage collectif quise presentent soit sous forme de grands volu-mes vitres en saillie, soit d'atriums interieursrecouverts par une verriere. On obtient ainsides espaces tampons tres efficaces qui peuventetre utilises en hiver ou en demi-saison. La pre-sence d'une tradition locale de construction enbois va dans Ie sens de ces recherches de solu-tions energetiquement efficaces. La diffusionactive des connaissances acquises grace a desseminaires et a de nombreuses publicationsjoue la un grand role.La construction energetiquement efficace etsolaire a ete introduite en ville a I'occasionde l'Exposition Internationale d'Architecturede Berlin UBA). Un rapport largement diffusedans la revue Bauwelt sur la rangee des cinqbatiments a basse consommation d'energieau bord du Landwehrkanal montre I'engage-ment des pouvoirs publics: « L'objectif des mai-sons a basse consommation de Berlin n'estpas de construire des bfltiments experimen-taux pour des techniques permettant une basseconsommation d'energie, mais de demontrerIe niveau d'avancement actuel de la techniqueet de Ie valider par la pratique et I'usage des

38

39 40

34 Maison construite dansIe cadre du projetLandstuhl, Eissler,Hoffmann, Gumpp,1982, vue du sud

35 Ct. 34: elevation sud-ouest, coupe, plans

36 Residence pou r etudiantsa Stuttgart, Kaiser,Schmidtges, Minke,1984

37 ImmeubledelogementsaGreve, Danemark, BenteAude, Boje Lundgaard,1985

38 Quartier residen-tiel a Copenhague,Faellestegnestuen, 1987

39 Immeubled'appartementsa Mittersteiner,Larsen, 1988; vue sur Iejardin d'hiver commun

40 Cf. 39: vue sur Ie jardind'hiver commun depuisI'exterieur

(14) Roberto Gonza/o:Passive Nutzungder Sonnenenergie- Grund/agen fiir denGebaudeenrwurf,Munich 1990, p.89

(5) Horst-Kiisgen:" Minima/-energiehiiuser ", inarcus 3/1983,p. 137sq..eire p. 137

19

41 42

41 Cinq immeubles 11basse consommationd'energie 11 Berlin,von Gerkan, Margund Partner; Pysall,Jensen, Stahrenberg;Faskel, Nicolic;Schiedhelm, Axelrad;Klipper+Partner, 1985

42 Immeuble solaire11 Berlin, Schreck,Hillmann, Nagel avecKempchen, Guldenberg,1988

43 Renovation ecologiquemodele 11 Munich, PerKrusche, Arche Nova,1989

44 Immeuble d'habitation11 Stuttgart, ChristianGullichsen, 1993

45 Immeuble d'habitation11 Stuttgart, MichaelAlder, 1993

(16) Axel Jahn, KlausSommer: ((FuntEnergiesparhiiuseram Landwehrkanal inBerlin ", in Bauwelt4/1985, p. 126sq.

(17) Robert Kaltenbrunner:({ Die Energiesparhauserder IBA aBerlin »,in Bauwelt 38/1993,p.2056sq.

20

43

44 45

habitants.» (16) L'analyse critique renvoiedirectement aux problemes d'urbanisme: unilot ferme aurait de beaucoup ameliore I'effi-cacite energetique. En cours de realisation, ona supprime de nombreux equipements techni-ques alternatifs. En 1993, Robert Kaltenbrunnerfit des recherches et confirma les premieresimpressions. II fit ainsi Ie constat suivant: « Leshabitants ont soit mal compris, soit refuse d'ac-cepter les intentions de I'architecte.» (17)

La maison dite solaire de la LutzowstraBe estun projet ISA encore plus significatif. II s'agitd'un Hot ferme comportant des jardins d'hiverau sud, des collecteurs d'air et, derriere, despanneaux isolants coulissants. En tant que sys-teme passif, Ie sol du jardin d'hiver fait officed'accumulateur thermique. L'air rechauffe descollecteurs situes entre les jardins d'hiver estpulse par des ventilateurs vers les cavites duplafond creux. Un systeme de regulation gereIe fonctionnement durant I'hiver et les demi-saisons - quand I'ensoleillement est suffisant.AMunich, Ie projet de rehabilitation ecologiquemodele d'un immeuble d'habitation datant de1898, declare monument historique, est helasreste une exception. On voulut, dans un grandelan, pourvoir ce batiment vetuste de nom-breux equipements techniques: des balconsen partie vitres servant d'espace tampon, descapteurs solaires pour chauffer I'eau chaudesanitaire, un echangeur thermique pour lesevacuations des cuisines et un espace tampon,une installation de recyclage des eaux griseset une autre pour Ie compostage des dechetsbiodegradables. Le maitre d'ouvrage n'a jamaisdonne suite aux questions reiterees de I'auteurconcernant Ie fonctionnement futur du bati-ment. Dans ce domaine, les informations reu-nies en cours d'utilisation du batiment sont aumoins aussi determinantes que I'enthousiasmemanifeste au moment des decisions de concep-tion. On peut supposer que responsables etutilisateurs ont ete en fin de compte depassespar les problemes.

De meme, lors de la realisation de batimentsd'habitation pour I'exposition ISA a Stuttgarten 1993, on put constater un ecart par rapportaux intentions de depart. Malgre Ie peu d'inno-vations techniques, les batiments de Gullichsen

et Alder satisfont aux exigences actuelles enmatiere de logement.Le pavilion d'accueil de I'etablissement d'ensei-gnement aWindberg reste une exception. Unebonne insertion dans Ie site, la differenciationjudicieuse des fagades et un equipement tech-nique adequat justifient les nombreuses publi-cations en Allemagne et aI'etranger.

On doit a I'agence d'architecture danoiseTegnestuen Vandkunsten de nombreux lotisse-ments de grande qualite plastique. On ne s'inte-resse aux aspects d'efficacite energetique quedans certains projets particulierement subven-tionnes, comme Ie lotissement de Skejby. Lescollecteurs integres aux fagades jouent un roleaussi important que I'orientation du batiment,I'organisation des plans et la differenciation desfagades en fonction de leur orientation.Le batiment d'habitation des architectes Finket Jocher aCoburg presente Ie meme aspect.Alors que la fagade nord semble fermee acause de ses petites ouvertures, la fagade suds'ouvre au solei! par ses grandes surfacesvitrees. Des elements d'isolation transparente(TIM) integres avec habilete font partie d'uncollecteur. Par I'intermediaire d'elements enbeton pretabrique situes derriere et equipesd'echangeurs de chaleur, I'excedent de cha-leur est dirige vers un accumulateurthermiqueplace dans la cave. Le plan d'urbanisme, objetd'un concours, a ete confie aux architectesH2R (voir aussi Ie projet p. 56).

Ce bref survol historique de la constructionenergetiquement efficace n'a pu aborder quecertains aspects essentiels et ne pretend enaucun cas a I'exhaustivite. Ce qui nous impor-tait, c'etait avant tout I'enseignement que I'onpeut en tirer pour la construction actuelle.

Les rapports existant entre les ressources localeset la tradition constructive vernaculaire se sontperdus avec I'extension rapide et mondiale desmoyens de transport. Ainsi, la pierre naturellede Chine ou d'Amerique du Sud peut s'averermeilleur marcM en Europe que la pierre locale.Pour decorer Ie musee de Riehen en porphyrerouge de Patagonie, materiau bien plus resis-tant, Renzo Piano s'est inspire du gres local. Leprobleme de la durabilite n'est pas simple.

46

47

48

46 Residenced'un etablisse-ment d'enseignementit Windberg, ThomasHerzog et Peter Bontig,1991

47 Ct. 46: d'entree

48 Ensemble de logementsit Skejby, TegnestuenVandkunsten, 1998

49 Ensemble de logementsit Coburg, Fink + Jocher,1999. Le bilan energe-tique surpasse de 40 %les exigences regle-mentaires. Les surfacesnon vitrees, en betonprefabrique bleu tonce,integrent des echan-geurs thermiques.

21

50 les celebres toursde ventilation aHyderabad, Pakistan,tirees du livre deBernard RudofskyArchitecturewithoutArchitects

51 Tours avent d'unimmeuble d'habitationaBeddington, dansla banlieue londo-nienne de Sulton, BillDunster, architecte, etChris Twinn, ingenieurthermicien, 2002

Page de droite:

52 Immeuble d'habitationaStultgart, ChristianGullichsen, 1993; vuesur la loggia vitree:sans chauffage, servantseulement de tamponthermique

22

Le confort actuel lie a la technique s'est sur-tout developpe au cours de ces derniers troissiecles. Cela explique I'augmentation de I'es-perance de vie. Cependant, la demande sansarret croissante en energie qui accompagneIe developpement technique et Ie gaspillagedes ressources disponibles ont longtemps etenegliges. L'emergence d'une conscience eco-logique de I'opinion ne s'est faite qu'a petitspas et sous la pression de I'urgence; elle est li-sible au travers d'evenements comme la Charted'Athenes, la crise petroliere, la catastrophe deTchernobyl, la conference de Rio ou la ratifica-tion du protocole de Kyoto.Nombre de technologies disponibles aujour-d'hui ont ete mises au point et testees par desbricoleurs pour leur propre usage, mais la mai-son individuelle ne peutetre Ie butd'un projetdemaison passive ou a consommation nulle. Lesautorites devraient mettre un terme au mitagede notre paysage. Seules les constructions delogements a forte densite Iiees a des envelop-pes tres isolees et a des systemes de ventilationperformants ont un sens. Les exemples quivont suivre montrent que la phase de deve-loppement doit en toute logique se poursuivrepar I'integration automatique des nouvellestechnologies dans I'architecture. Son histoirenous enseigne que I'esthetique participe aussidu caractere durable.

50 51

Lotissement Thalmatt 1 presde Berne, Atelier 5, 1967

URBANISME ENERGETIQUEMENTEFFICACE:PRINCIPES ET STRATEGIES

0

//

v/

//

//

SURFACE CHAUFFEE m1

"

20 50

1 Comparaison entre laconsommation quoti-dienne d'une voiture(51/100 km) pour Ietrajet moyen domi-cile/travail et la surfaced'un logement iI basseconsommation d'ener- •gie chauffe avec cettememe energie

26

" 50KmlJOUR

URBANISME ENERGETIQUEMENTEFFICACE:PRINCIPES ET STRATEGIES

Situation de depart

Des principes et des strategies d'ordre gene-ral regissent la construction energetiquementefficace. Si I'on recherche un equivalent enurbanisme, la situation devient vite illisible.Cela est dO, d'une part, a la multitude de fac-teurs a prendre en compte dans ce domaineet, d'autre part, aleur evaluation et aleur miseen reuvre source de bien des discussions. IIs'agit aussi de I'instauration de reglementsd'urbanisme par les politiques - pour lesquelsentrent en jeu par exemple Ie plan local d'ur-banisme, la desserte ou la circulation -que desaspects techniques comme Ie mode de distri-bution de I'energie ou I'utilisation des energiesrenouvelables.D'une maniere generaIe, on peut faire Ie constatsuivant: plus I'echelle d'un systeme est grande,plus complexes sont les mecanismes qui Ieregissent dans son ensemble. Ainsi, Ie nom-bre de facteurs determinants au niveau urbaincroit-il en proportion de celui des decideurs,si bien que les mecanismes de controle et deregulation perdent en efficacite.1I n'est pas rarede voir des situations ou I'activite conceptuellepure s'exerce dans un contexte qui contredit lesprincipes de I'efficacite energetique. Les effortsdeployes pour un amenagement durable etefficace sur Ie plan de I'energie ne peuvent plusalors equilibrer les effets negatifs resultant desexigences de mobilite, de desserte et d'appro-visionnement.Les possibilites pour un architecte d'influer surIe plan d'urbanisme s'averent dans la plupartdes cas limitees et peu efficaces. Cette constata-tion ne doit en aucun cas excuser une demarchese bornant aI'observation d'un seul critere etdonc aexonerer I'architecte de sa responsabi-lite. Modifiables ou non, les relations doiventetre considerees dans toute leur etendue. DansI'interet du developpement futur, on devra s'ap-puyer sur les inevitables retroactions d'un pro-jet et, dans la mesure du possible, corriger leserreurs du passe. Un urbanisme conltu pourdurer suggere une autre approche. Puisque laconstruction determine Ie cadre d'eventuelsdeveloppements durables, elle peut aussi atti-rer I'attention sur les limites et les potentia litesdes batiments eux-memes et aussi des espacesde vie collectifs qu'ils engendrent.

Les conditions politiques et sociales sontessentielles - meme si elles ne concernent pasdirectement la conception des plans - car ellesdeterminent de maniere fondamentale et enamont Ie cadre de tout developpement urba-nistique. Nous les evoquerons brievement.Pour I'approfondissement de cette question,nous renvoyons a une vaste bibliographie.Sur Ie plan pratique, les decisions lourdes deconsequences sont tres difficiles a prendre:meme lorsqu'un consensus sur des objectifsgeneraux est obtenu au sein de la populationet que I'on a reconnu I'importance qu'il y a aencourager une demarche durable, I'engage-ment disparait des que des interets personnelsentrent en jeu.La nostalgie de la nature et la fuite hors des villesqui en a resulte expliquent la croissance atoneet anarchique des villes durant ces dernieresdecennies. La consequence la plus recente dumouvement moderne consiste, outre la sepa-ration des fonctions, en une tendance qui a etesur Ie tard reprise par un courant ecologiquemal compris. Les villes ont ete delaissees carelles seraient inadaptees ala vie en symbioseavec la nature. La vie « au vert» ne pouvait enrealite etre envisagee sans renoncer aux infras-tructures de services et de distribution. La villeen tant que centre de services proche devaiten outre satisfaire la demande en emplois eten commerces. Consequence d'une societe deconsommation, dans laquelle I'ecologie devientaussi un produit, cet etat de fait ne peut se pro-longer que pour un petit groupe de « bobos»privilegies, qui peuvent se Ie permettre. Car lamaison individuelle, meme energetiquementtres efficace, ne peut etre une solution valablepartout et pour tous.Le resultat en est Ie mitage du paysage, de tellesorte que la vie tant desiree en pleine naturedevient une illusion. Au lieu de cela, on trouve,autour de quelques maisons individuelles ener-getiquement peu efficaces, d'etroites bandesde pelouse de la largeur prescrite par les reglesde lotissement. L'aspect negatif de ce develop-pement est renforce par les mesures fiscales(par exemple les allocations de logement nondifferenciees, les abattements lies aux trajetsdomicile/lieu de travail), la consommationd'energie, les emissions polluantes et Ie bruitoccasionne par les navettes quotidiennes.

plan directeur du quartierMessestadt Riem

2

Depuis peu, on recherche des solutions pourinverser cette tendance. Dans plusieurs gran-des villes comme Londres ou Paris, de vas-tes enquetes et projets sont menes pour trou-ver des alternatives ecologiques, durables etsociales au logement dans Ie tissu urbain. Lebut essentiel est de rendre la vie en ville plusattrayante. Les pouvoirs publics peuvent a cetegard donner des signaux determinants.Pour en rester aux directives, les considera-tions urbanistiques correspondent rarementaux criteres utilises pour "attribution de sub-ventions a des modes de construction ener-getiquement efficaces. On se focalise sur lesseuls batiments. Meme des typologies commela maison individuelle sont encouragees, dumoment que leur bilan energetique repond auxexigences. On oublie ce faisant que les conse-quences negatives inherentes a ce type de bati-ment ne pourront etre compensees par aucunemesure d'economie assez efficace car Ie mitageconstant du paysage, Ie coGt des infrastruc-tures dG a un eparpillement des constructions

et la dependance vis-a-vis des moyens de trans-ports prives impliquent un accroissement dela consommation d'energie qui ne ressort pasdans Ie bilan du batiment.Les mesures d'aide a la construction sont aapprecier en fonction de leurs effets sur la ville- et de leur caractere durable. Une inflexion deI'incitation a la construction neuve au profit dela renovation, de la densification urbaine et dela requalification de zones urbaines en frichepourrait faire revivre des quartiers anciensou delaisses. La reduction des transports, lacreation de reseaux de voies pietonnes etcyclables, I'utilisation d'infrastructures exis-tantes (rues, voies de desserte, d'approvi-sionnement et d'evacuation, liaison au reseaude transports en communI, ainsi que I'arretdu mitage du paysage et Ie renforcement desliens de voisinage, I'accessibilite des equipe-ments culturels et des services sont autantd'avantages de ce developpement qui revalo-rise I'espace de vie en diminuant la consom-mation energetique.

3

2 PlandirecteurduquartierMessestadt Riem, presde Munich: ce projetprevait une mixite debatiments: maisonspassives, maisons abasse consommationd'energie, logementsadaptes, etc. Unebonne desserte, desequipements sociaux,commerciaux et de loi-sirs favorisent un modede vie responsable dupoint de vue energeti-que.

3 Batiment d'habita-tion avec crechesau standard maisonpassive, MessestadtRiem, Munich, NESTGmbH,2002

27

4 Woningbouw KiefoekiI Rotterdam, JJP Oud,1925-30. Depuis sarenovation, cet ensem-ble ",pond aux exigen-ces actuelles en matierede logemen!.

5 Batiment d'habitationau standard maisonpassive, projet de deve·loppement urbain deAm Ackermannbogen,Munich, A2-Architekten,NEST GmbH, 2004.Rehabilitation d'uneancienne caserne

6 Immeuble d'appar-tements iI Passau-Neustift, H. Schroderet S. Widmann, 1989.Construit dans Ie cadredes projets pilotes bava-rois, ce programme meten reuvre les principesd'economie d'energie etd'utilisation passive deI'energie solaire.

7 Immeuble d'habita-tion et de bureauxiI Wiesbaden, A-ZArchitekten, 2002.Construction sur uneparcelle exigue austandard passif(voir aussi p.68)

28

6

Dans les villes moyennes et grandes, les surfa-ces disponibles pour la construction neuve sontde plus en plus reduites, de telle sorte que lesreglementations futures ne pourront s'appli-quer qu'en supposant un agrandissement de laville ou une renovation du bati existant. La pre-miere hypothese est peu souhaitable en raisondes consequences qu'elle entrainerait; la reno-vation par demolition ou rehabilitation permet-trait d'atteindre une densite superieure et unemeilleure utilisation des surfaces construites.Meme sans demolition, une densification desstructures existantes est une bonne mesure dupoint de vue energetique. En regie generaIe,une densification est I'occasion d'un bilan ener-getique du bati.II convient avant tout de changer de fonction lesbatiments et surfaces restes inoccupes commeles anciens sites industriels ou les casernes. Cesespaces, souvent situes au centre-ville, offrentdes sites ideaux du point de vue ecologique enraison de la proximite des infrastructures et desreseaux de transport. lis sont un endroit revepour la creation de logements collectifs, et desobjectifs de durabilite guideront les operationsde construction.

Developpement

L'histoire recente de la construction abondeen precurseurs partisans d'un amenagementinspire par I'ecologie, comme par exempleles mouvements des cites-jardins ou bien lescites ouvrieres de I'epoque industrielle. Pources exemples historiques, les considerationsenergetiques liees a la construction etaientcependant secondaires; en reaction aux bou-leversements de I'industrialisation, la dimen-sion sociale figurait au contraire au centre despreoccupations. Le recours a I'energie etaitalors plut6t envisage dans un contexte opti-miste et ignorant des contraintes et privationsactuelles.

Une attitude consciente de I'energie et de I'utili-sation du rayonnement solaire permettant unereduction de la consommation de chauffagedans Ie logement s'est manifestee avec ce queI'on a appele I'« architecture solaire». La transi-tion entre des batiments experimentaux isoles

et la vaste prise de conscience des liens entreI'architecture et I'energie n'a eu lieu qu'au coursdes annees 1970.

Au debut, les mesures d'utilisation passive deI'energie solaire dans I'habitat n'ont presqueconcerne que des maisons isolees. Cela s'ex-plique en partie par leur caractere experimentalet par les risques encourus, trop eleves pourune application aplus grande echelle. En outre,I'examen et I'optimisation ulterieure des sys-temes solaires en agissant sur les situationsinsatisfaisantes (ombrages, orientation impar-faite, etc.) etaient plus aises avec des maisonsisolees.Les experiences et I'intense recherche effec-tuee au cours des annees suivantes ont per-mis d'accumuler des connaissances qui ontouvert aux architectes la voie a une mise enceuvre plus large de ces principes eprouves.Les equipements techniques (panneaux solai-res, installations de traitement d'air, etc.) sonteux aussi plus perfectionnes et moins chers enraison des economies d'echelle. La construc-tion energetiquement efficace a enfin pu trou-ver sa place en architecture et perdre soncaractere « marginal»; on a ete en mesure dedepasser les prejuges formes a I'epoque dudeveloppement et de I'experimentation selonlesquels cette technique devait se limiter adesbatiments isoles ou ades petits lotissementsafaible densite.Plusieurs lotissements en bande aforte densitede construction ont vu Ie jour quelques anneesplus tard. Dans ce domaine, la rangee pre-sente un meilleur rapport surface exterieure/volume que la maison isolee. Les lotissementsde Halen et de Thalmatt de I'agence Atelier5sont les premiers exemples des annees 1960.lis temoignent de fac;on magistrale de I'effortpour retrouver les avantages de la maison iso-lee dans un ensemble dense accessible au plusgrand nombre, et atteignent un haut degre d'ef-ficacite energetique grace aleur plan compactet aune orientation ideale.Les premiers projets de lotissement, toutcomme les premieres maisons experimenta-les, ont pu eviter les contraintes liees a unmauvais ensoleillement local: les terrainssitues ala campagne ou en peripherie des vil-les et ne presentant pas de probleme d'orien-

B

9

tation ou d'ombrage ont en regie generale eteprivilegies.

Dans Ie cadre des expositions internationa-les du batiment comme celie de Berlin (lBA)en 1989, I'exposition horticole de Stuttgarten 1993 ou encore l'Exposition universelle deHanovre en 2000, les innovations en matierede construction ecologique etaient a I'ordredu jour. Le logement dense des centres-vi lies,devrait etre Ie lieu de developpement d'uneconstruction consciente des enjeux energeti-ques. Bien que de nombreux batiments aientsurtout ete conc;us a partir de considerationsesthetiques, on a neanmoins pu appliquer Ieconcept d'urbanisme durable au logement encentre-vi lie.

8 Lotissement Halen presde Berne, AtelierS, 1955

9 Cf. B: vue a.rienne

29

12

10 Lotissement de maisonspassives LummerlundaKronsberg, Hanovre,Rasch & Partner, 1998

11 Sotiment ecologiquedans Ie cadre de l'Ex-position universelle deHanovre, 2000

12 Siltiment de logement aStuttgart, TegnestuenVandkunsten, 1993. Faitpartie de I'exposition« Werk-Stadt-Wohnen II

Hravail-ville-habitat)dans Ie cadre del'Exposition horticoleinternationale IGA deStuttgart, 1993.

13 Cf. 12: fa9ade sud

30

10

11 13

L'urbanisme solaire est un champ experimentalplutot onereux pour des projets de demonstra-tion et de recherche, Les rares exemples de cetype montrent ala fois I'ampleur de I'investisse-ment necessaire et la multitude des deceptions.On a accorde trop d'attention a la conceptiondes batiments aux depens des principes fon-damentaux de I'urbanisme. La definition desdispositions reglementaires - depuis la gestioncommunale de I'energie en passant par lesconcepts locaux et regionaux de distributionde I'energie jusqu'a I'etablissement d'un plandeterminant les conditions d'une architecturesolaire - constitue un prealable au developpe-ment reussi d'une architecture urbaine energe-tiquement efficace.

Conditions climatiques

Un urbanisme durable ne peut reussir qu'enpassant par un amenagement tenant comptedes conditions climatiques locales. Le sensetymologique du mot « c1imatl> est « pente I),

« inclinaison» en reference a I'angle des rayonsdu solei!. Cette « inclinaison» (en fait appe-lee « declinaison») varie aussi bien au cours dela journee qu'au long de I'annee et conditionneI'ensemble des parametres climatiques. Pourles architectes, parmi les facteurs lies aux intem-peries, seuls comptent ceux qui influencent de

directe les hommes ou qui determinentI'usage d'un batiment: principalement la tem-perature, Ie vent et Ie rayonnement solaire.

Les deperditions thermiques d'un batimentsont en grande partie liees aux temperaturesexterieures. Les deperditions thermiques partransmission dependent de trois facteurscom-parables: les surfaces emissives de chaleur,leurs proprietes isolantes et la difference detemperature entre I'interieur et I'exterieur.Alors que les deux premiers facteurs font inter-venir la conception (compacite) et la construc-tion (qualite de I'isolation), Ie troisieme facteurreleve des proprietes non modifiables du c1imatlocal. Plus les temperatures exterieures sontextremes, plus I'optimisation des deux aspectsprecedents sera determinante.

Les serres, Ie principe de la maison dans la mai-son, de I'atrium et des cours fermees reposentsur la creation d'un espacetampon entre I'espaceinterieur et I'exterieur. Les cours avec verrie-res, les passages publics couverts du 1gesiecleoffrent un modele interessant pour la concep-tion des batiments de bureaux et d'ateliers oupour les grands atriums distribuant plusieursniveaux construits ces dernieres annees.Rechauffes par Ie rayonnement solaire, cesespaces ont une temperature moyenne supe-rieure 1'1 celie de I'air exterieur: ils contribuentainsi 1'1 economiser de I'energie et assurent unconfort propice au deroulement des diversesactivites. Bien que Ie concept ouvre une magni-fique perspective architecturale, les depensesengagees dans la plupart de ces realisationssont souvent sans commune mesure avec leseconomies d'energie obtenues. Par ailleurs, lessurchauffes estivales ne sont attenuees qu'enutilisant de I'energie.Les variations quotidiennes de temperature deI'air exterieur peuvent aussi etre importantesen ete. Par une ventilation adaptee la nuit, lamasse du batiment peut etre rafralchie afin depouvoir attenuer les pics de temperature de lajournee et garder I'interieur plus frais.

14

15 16

Le vent agit de deux manieres sur Ie bilan ener-getique d'un batiment: d'abord par I'augmen-tation des deperditions par transmission - duesau refroidissement de I'enveloppe du batimentpar convection -, et ensuite par I'augmentationdes deperditions par la ventilation - 1'1 traversles parties peu etanches de I'enveloppe. Uneconstruction energetiquement efficace suppo-se donc une enveloppe etanche.L'influence du vent est essentielle pour les espa-ces 1'1 I'air libre. Les conditions locales, notam-ment la topographie et la vegetation, I'orienta-tion d'un batiment et sa volumetrie ou bien ladisposition de plusieurs immeubles entre eux,determinent les effets du vent dans les espacesintercalaires et donc Ie degre de confort. Desensembles denses ainsi que des rues et espa-ces exterieurs en chicane empechent les cou-rants d'air. Des batiments annexes (entrep6ts,hangars, garages, etc.), des talus ainsi que desplantations (arbres, haies, etc.) peuvent aussiproteger les batiments des vents.

14 Galerie Vivienne II Paris

. 15 Cite Nachtgiirtle IIFuBach, Vorarlberg,W.Juen, 1993, halld'entree vit,,!

16 Satiment administratifde DVG II Hanovre,Hascher +Jehle etHeinle, Wischer undPartner, 1999. Lacouverture en verreprotege les bureaux,les espaces libres etde distribution.

31

17 Exposition universellede Seville en 1992.Ombrage des alleespar les plantes etrafraichissement parevaporation de I'eau

18 Cf. 17: place ombragee

19 Rue ombragee par desvelums aSeville

32

17

18

Le rayonnement solaire est Ie principal facteurclimatique pour I'architecture energetiquementefficace: pour simplifier, on appelle «architec-ture solaire» I'art de construire en harmonieavec la nature. II est important de comprendrela geometrie solaire, aussi bien pour les zonesfroides, ou I'utilisation des rayons du solei I peutrepresenter un interessant apport calorique,que pour les zones chaudes, ou ceux-ci doiventetre evites, surtout en ete. Les methodes dedetermination de I'eclairement solaire en siteurbain sont detaillees page 40.Le rayonnement global, lie a la presence ounon de nuages, comporte une part directe etune autre diffuse. La part diffuse est multidirec-tionnelle, ce qui explique que les fat;:ades nordbeneticient aussi d'une partie de I'ensoleille-ment. Celui-ci y est neanmoins bien inferieura celui des autres orientations. Les systemesd'utilisation passive de I'energie solaire exploi-tent surtout Ie rayonnement direct qui deter-mine I'orientation et la distance des batimentsentre eux, ainsi que I'ensoleillement des rues etdes espaces libres.

19

Sous les climats chauds, la protection vis-a-visdu soleil est la principale mesure d'urbanisme.L'etroitesse typique des rues dans la regionmediterraneenne permet, grace aux ombresportees, d'eviter Ie rechauffement de la massedes maisons. Les ruelles et les cours sont de cefait protegees du rayonnement direct du solei!.Outre les facteurs climatiques deja evoques,la situation, I'orientation, la topographie et lavegetation determinent fortement les condi-tions locales.Les caracteristiques du lieu ont des consequen-ces essentielles sur Ie choix des mesures eco-logiques. En ville, les terrains sont plus petitset plus fortement soumis a I'environnementqu'en pleine campagne. La topographie deter-mine I'orientation d'un batiment par rapportau solei I (orientation de la pente de la toiture)ou !'influence du vent (situation exposee ouabritee). Par exemple, construire au sommetoptimise certes I'utilisation de I'energie solairemais entraine d'importantes deperditions ther-miques en raison de I'exposition au vent. Uneorientation au sud permet de reduire la dis-tance entre les rangees de batiments, mais aussid'augmenter la densite de construction.

Les plantations autour d'un batiment permet-tent d'ameliorer les conditions climatiques(rayonnement solaire, effets dus au vent) quis'exercent sur I'enveloppe et les espaces exte-rieurs. Les arbres a feuilles caduques offrentune protection solaire I'ete et laissent passer Ierayonnement I'hiver. De plus, les alignementsd'arbres constituent des barrieres naturellescontre Ie vent ou des corridors qui dirigent Ievent a I'endroit desire. En raison de I'evapora-tion qui permet la dissipation de la chaleur, laplantation d'arbres entraine en ete un rafrai-chissement de I'air, ce qui peut renforcer uneventilation naturelie.

Types et proportions de batiments20

Alors qu'il existe pour les maisons passives desparametres constructifs et conceptuels deti-nis permettant des economies ou des gainsenergetiques, ils ne sont que fragmentaires enmatiere d'urbanisme. Des exigences concre-tes font en effet detaut pour I'optimisation dubilan energetique des structures urbaines. Acet egard, les regles d'urbanisme (distances,orientation, desserte, forme des batiments,etc.) servent de base aune conception du bati-ment optimisee sur Ie plan energetique et doneaux exigences constructives appliquees aunearchitecture energetiquement efficace.Les deperditions par transmission d'un bati-ment sont proportionnelles a la qualite de sonisolation, mais aussi aux surfaces exterieuressusceptibles de perdre de la chaleur. Du pointde vue urbanisme, deux aspects sont aconsi-derer:-Ie type de batiment,- les proportions du batiment.Le type de batiment detinit Ie degre de compa-cite possible. Aforme egale, un petit volume aune surface exterieure superieure acelie d'ungrand volume. C'est pourquoi les maisons indi-viduelles isolees, meme compactes, sont, sur Ieplan energetique, moins performantes que lesmaisons en bande ou que les petits collectifs.Le cube represente pour une maison isoleela forme la plus compacte; pour les maisonsen bande, ce sera un prisme allonge. Dans cecas, Ie rapport entre la profondeur et la largeurde chaque logement doit etre considere sous

21 22

20 Protectionsolaireassureepar des naltes de pailletressees, rafraichissan-tes si on les humidifie

21 Lotissement Hanweiler11 Stuttgart. Knut Lohrer,1982. Les espaces vitresponctuent la rangee demaisons sur Ie coteau.

22 Reconstruction deI'ancienne gare cen-trale d'Atocha 11 Madrid.Rafael Moneo. 1992.Depetits sprinklers placesentre les plantes humi-difient et rafraichissentI'air.

33

23

24

34

25

I'angle de la compacite, de I'eclairement et desapports solaires.

Le contexte dans lequel se trouve Ie batimentdetermine son potentiel solaire et donc seseventuels gains energetiques. Deux facteursurbains sont, de ce point de vue, essentiels:- I'orientation du batiment,- la distance entre les batiments (Ia densite).En relation avec ces deux aspects, d'autres fac-teurs sont determinants pour une architectureenergetiquement efficace:- la desserte (externe et interne),- Ie stationnement,- les espaces libres.

Orientation du batiment

Dans les lotissements peu denses, comme ala campagne ou en peripherie des villes, desexigences comme I'orientation ou les distancesentre les batiments sont plus faciles asatisfaire.En revanche, en ville, les enjeux energetiquesprennent une autre dimension. Des rapportscomplexes comme la desserte, la circulation,Ie bruit, les liaisons urbaines, la densite, lesconstructions mitoyennes ou I'approvisionne-ment en energie doivent etre pris en compteavec une vision globale et non pas optimisesun par un.Cela ne signifie pas pour autant que I'energiesolaire ne peut pas etre exploitee dans Ie cadrecomplexe de la ville. D'un cote, I'orientationsolaire des batiments n'est sans aucun doutepas toujours possible et il faut, dans la plupartdes cas, compter sur un ensoleillement limiteen hiver. De I'autre, les villes se caracterisentpar de plus fortes densites et des batiments pluscompacts, ce qui permet dans un premier tempsde reduire les deperditions thermiques.Les mesures envisagees pour une utilisationpassive de I'energie solaire doivent s'appuyersur la situation locale pour leur developpe-ment et leur dimensionnement. Ces mesuresconstructives passives peuvent etre complMeespar des systemes actifs efficaces (eau chaudesanitaire, chauffage complementaire) qui sontplus performants quand ils sont prevus non paspour un batiment seul, mais pour un ensemble.On les place en general en toiture, partie non

26

ombragee meme dans les cas de forte den-site. L'orientation optimale de ces equipementssolaires - independante de celie du batiment- est des lors plus facile. Le choix et Ie dimen-sionnement du systeme adapte sont lies auneapproche globale de I'approvisionnement. Lesconcepts energetiques regionaux et les struc-tures d'approvisionnement doivent egalementetre pris en compte.

Densite de construction

La densite possible depend surtout des dis-tances a respecter entre les batiments. Dansune barre orientee au sud, tous les logementspeuvent beneticier des memes conditions d'en-soleillement acondition que la distance entreles barres soit suffisante pour I'hiver. Pour unelatitude de 480 (Munich, Fribourgl, cette dis-tance correspond au triple de la hauteur dubatiment. Dans ce cas, les immeubles d'habi-tation peuvent atteindre un rapport maximalhauteur/largeur de 1.Si I'on veut augmenter la densite, ces ecartsne peuvent plus etre respectes. La forme dutoit joue aussi un role. Meme si un ensoleille-ment complet de la far;:ade est souhaitable, lareduction des ecarts permettra malgre tout auxduplex, par exemple, d'etre au moins en partieensoleilles durant les mois d'hiver. Grace ace genre de mesures constructives, Ie rapporthauteur/largeur peut atteindre 1,3 pour des bar-res orientees au sud. Le rapport habituel H= L,c1assique pour les immeubles d'habitation, estalors difficile aconserver. On ne peut atteindreune densite superieure qu'en variant I'orienta-tion des differents batiments (autour d'une courou en riot). Les ombres portees et les diversesqualites spatiales devront alors etre analyseesau cas par cas.

18<.§.. I"- / / hauteurdefaltage U.S

....... / .......N / t:--............... ..... hauteur d' egout 8.2

:----

I1D 20 12 22,5

27

Pour les fonctions autres que Ie logement, lesapports solaires jouent souvent un role secon-daire. Le fait de reserver aun usage profession-nella partie basse, non ensoleillee, du bfltimentpermet de reduire les distances.Les lotissements situes en peripherie des villesdevraient aussi etre plus denses et relies a descentres bien desservis. Les economies faitesdans Ie domaine du transport et des infras-tructures sont souvent alors bien superieuresaux economies d'energie realisees par les bati-ments eux-memes.

Desserte

En plus de la densite, Ie systeme de desserteet I'utilisation differenciee des espaces exte-rieurs - prives ou collectifs - sont des aspectsimportants pour la determination des distancesentre batiments. L'urbanisme du Mouvementmoderne a vu s'affronter les partisans d'uneorientation ouest-est et ceux pronant une orien-tation nord-sud.En 1918, Muthesius ecrivait deja a ce sujet:« [...) De I'orientation de la rue depend dans unecertaine mesure la qualite des habitations qui labordent et avant tout I'ensoleillement et la pro-tection des logements par rapport au vent. Unerue allant d'est en ouest a un cote sans solei!et I'autre tres ensoleille. On ne pourra dans cecas prevoir du cote sans soleil que des locauxpouvant se passer d'ensoleillement comme lescouloirs, les cages d'escalier, les cuisines, lestoilettes, etc., tandis que Ie cote ensoleille seraoccupe par les salles de sejour, peu importequ'i! s'agisse de fac;:ades avant ou arriere. Lamaison de petites dimensions ne peut repon-dre aces exigences comme Ie pourrait sansdifficulte un immeuble plus grand. Les sejoursdonnent aussi bien sur les fac;:ades avant quesur I'arriere. Dans Ie cas de maisons compre-nant une cuisine-salle a manger, celle-ci devraitetre aussi ensoleillee et, si possible, davantageque les autres pieces. A I'etage des chambresa coucher, on ne peut envisager de faire unedifference entre les fac;:ades avant et arriere. IIs'ensuit que, pour les petits lotissements, lesrues allant d'est en ouest ne sont pas adaptees.Celles allant du nord au sud sont preterablescar elles laissent aux immeubles d'un cote Ie

28

29

23 Immeuble d'habitation aMunich. Raupach undSchurk, 1996. Les balconsvitres utilisent I'energiesolaire passive et isolentdu bruit.

24 Immeuble d'habitation aMadrid. Mario Muelas.2003. Utilisation active deI'energie solaire en cen-tre-ville: capteurs solairessur Ie toit pour I'eauchaude sanitaire

25 Ct. 24: collecteurs d'air surla sous forme de

30 cheminees solaires pourla ventilation estivale

26 Quartier residentiel aKriens, Suisse, Lischer,2001. Le terrain en penteet les decalages permet-tent de reduire les distan-ces entre les batiments(voir aussi p.44).

27 Lotissement BerteldorferHtihe aCoburg, H2R.Huther, Hebensperger-Huther. Rtittig, 1992;ensemble de barresorientees au sud avecune optimisation desdistances pour I'enso-leillement des batimentset des espaces libres

28 Cf. 27: plan de masse

29 Cite Ried aNiederwangenpres de Berne, Atelier 5,1983-1990. ilot dense

30 C1. 29: orientations dif-ferentes des logementsselon leur situation

35

31 3331 Lotissement solaire

aMunster-Coerde,Pollok + Gonzalo, 2000.Desserte des banesd'un seul cote

32 Cf. 31; les banes depetite longueur sontdesservies par una courcentrale commune.

33 LotissementRothenbacha. d. Pegnitz, MetronArchitektur, 1990.Desserte des biitimentsdepuis un espace cen-tral de jeu comprenantune maison commune

34 Ct. 33: une rangee dehangars separe voied'acces et jardinsprives.

(I) Hermann Muthesius:« Indications pourconcevoirun lotisse-ment"r in Kleinhausund Kfeinsiedfung,Munich 1918

32 34

soleil de I'est et aux autres celui de I'ouest, doncpour chaque moitie de rue Ie meme ensoleille-ment.» (1)

Detelles prises de position ontservi de base auxcelebres barres orientees est-ouest des annees1950 et 1960. Pour celles orientees au sud, la

exposee au soleil fait face a celie plusrefermee exposee au nord. Un agencementsymetrique des barres contrarierait I'orienta-tion souhaitee au sud pour les sejours.

Pour une meilleure utilisation de la sud,il est preferable de prevoir I'acces par Ie nord.Cela suppose toutefois une augmentation peueconomique des dessertes par ce seul cote. Onconstate aussi des espaces centraux indiffe-rencies, ce qui nuit a la distinction entre voiesd'acces et espaces libres. Du point de vue convi-vialite, cette solution est aussi peu satisfaisantecar ce doublement des voies d'acces reduitles occasions de rencontres et les relationssociales.

La desserte d'un seul cote exige un grand soindans Ie traitement apporte aux espaces cen-traux et ne convient qu'aux petites bandes dis-tribuees par un espace commun - une alleemenant aux logements.Une seule desserte pour deux barres est pre-ferable sur Ie plan economique, surtout si ellesert aussi aux voitures. Pour des barres expo-sees au sud, en raison de la preference de cecote pour des pieces principales, on doit, pourla conception du batiment, tenir compte desconditions de desserte, differentes pour chaquebarre. De plus, Ie traitement des espaces exte-rieurs demande dans ce cas un soin particulier,comme nous Ie verrons plus loin. La desserteunique est typique des barres est-ouest pourlesquelles une differenciation bien etudieeentre les parties est et ouest serait importante,mais helas souvent negligee.

Pour la distribution interne d'un batiment, plu-sieurs conditions sont a remplir en fonction deI'orientation de la desservie.

36

Pour un batiment desservi par Ie nord, plu-sieurs possibilites se presentent:- distribution directe (maison en bande, accesdirect par un escalier exterieur).- coursive.- escalier exterieur.

Pour un batiment desservi par Ie sud, certainescontraintes sont aconsiderer:- desserte directe: par Ie cote ensoleille ou unespace exterieur privatif serait aussi souhai-table. Des mesures appropriees eviteront toutconflit entre zones publique et privee.- coursive: cote sud, elle gene I'ensoleillementdes pieces situees devant ou derriere: de plus,il faudra eviter toute vue directe sur ces piecesprivees. Si la coursive est au nord, I'ensoleille-ment n'est certes pas gene, mais Ie cote des-servi se trouve change. On traverse Ie batimentpour rejoindre la fayade arriere, ce qui sup-prime la distinction nette entre cote desservi etcote prive. La aussi, les regards dans la sphereprivee sont aeviter.- escalier: les problemes lies aI'ensoleillementsont moins importants. Pour que les logementsdu rez-de-chaussee puissent disposer d'unespace exterieur privatif au sud, la distanceentre les escaliers ne doit etre pas trop courte;s'ils sonttrop eloignes, il n'y aura que de grandsappartements. Une alternance entre des esca-liers exterieurs et de petites coursives est alorsune solution avantageuse.

35

36

35 Lotissement aPassau-Neustift, H. Schroderet S. Widmann, 1989.Desserte des deux cotes

36 Ct. 35: les espacesdevant les immeublessont differents selonque la rangee est des-servie par Ie nord aupar Ie sud.

37 Lotissement solaire aOsuna, Espagne, SAMAarq., 1990. Selon leurorientation, les ta9adessur les etroites courspresentent de grandesdifferences.

38 Lotissement Siveliusparka Danemark,Frelleslegnesluen Aps.Desserte des deux cOlespar une allee

37 38

37

39 Desserle, parking etespaces entre deuxbatiments

40 Lotissement aAttolternam Albis, MetronArchitektur, 1998.Le terrain en pente apermis de prevoir Iestationnement sousI'espace vert: les ,kartsentre les immeublessont ainsi reduits et lesespaces publics sepa,,;sdes jardins privesIvoir aussi p.50).

38

Stationnement

Un urbanisme durable doit viser une forte den-site de construction, mais en evitant une inutileimpermeabilisation des sols. Les voies d'acceset les parkings peuvent contribuer plus queles batiments eux-memes it cette impermea-bilisation. Pour eviter les voies d'acces inutiles(comme par exemple les dessertes sur plu-sieurs cotes), il faut les prevoir courtes et sim-ples. Le type de desserte est directement lie it laquestion du stationnement. Si I'on veut eviter laconstruction coGteuse d'un garage souterrainou d'un grand parking, les regles d'urbanisme itcet egard constituent la principale contrainte.Pour des batiments de faible hauteur, les dis-tances entre bandes sont plutot reduites. Ellessuffisent juste pour desservir les logementspar une voie privee (reservee aux residants)et pour un jardin assez grand. C'est pourquoi,dans Ie cas de petites rangees, il est preferablede concentrer it proximite de la voie de desserteprincipale Ie stationnement depuis lequel leshabitants pourront rejoindre it pied leur habi-tation.Si les voitures occupent une partie de I'espaceentre les batiments, celui-ci sera plus large,comparable it celui de biltiments de 3 it 4etages.Dans ce cas, un amenagement reflechi du sta-tionnement peut amener it structurer les espa-ces centraux et it proteger les jardins privatifs.Si Ie terrain est en pente, on peut Ie modeler afind'y integrer Ie parking.Si I'on souhaite rendre la vie urbaine plusattractive, il importe de reconquerir les espacesexterieurs. Acet egard, on peut trouver d'autressolutions, de maniere it contribuer it ameliorerI'espace public. Les surfaces reconquises doi-vent servir it divers usages - aires de jeux pourenfants, abris, espaces de loisirs ou ateliers.Ainsi sera renforcee la flexibilite du lotissementet, grace it cette offre en espaces alternatifssupplementaires, la taille des batiments pourraetre reduite.

"2 '"l' ..

, I ,:t "--,0,-":;:,.. If c !il..

I "...

H I

N 2.0 '"

12 ,.,

39

40

Environnement et espaces libres

La determination des distances entre batimentsdoit toujours se faire parallelement it la concep-tion et it I'utilisation envisagee pour ces espacesexterieurs. II faut definir it la fois la desserte maisaussi les espaces libres qui accueillent les acti-vites les plus diverses - ateliers, jardinage, fetescollectives. Une differenciation entre domainespublic et prive est indispensable pour assurer latranquillite des zones privatives.La desserte des barres par un seul cote donnelieu it des espaces intermediaires comprenantdes voies d'acces jouxtant des surfaces libres; iIfaut assurer une separation nette entre ces deuxdernieres, surtout en cas de faibles distancesentre les barres. Une desserte pour deux barresconduit it la formation de groupes et it I'alter-

41

®

42

43

nance de voies d'acces et de surfaces libresdans les espaces intermediaires. Des hauteursde batiments differentes entrainent des ecartsvariables pour I'ensoleillement et donc une plusgrande diversite d'espaces exterieurs: c'est une

de remedier a la monotonie des aligne-ments de barres typique des ensembles desannees 1950 et 1960. On peut aussi varier lestypes de batiments: maisons en bande, immeu-bles. Du fait de I'orientation sud privilegiee pourles sejours, on obtient ainsi pour chaque barredifferentes solutions de desserte qui doiventetre etudiees lors de la conception.Cela concerne en particulier I'utilisation desespaces exterieurs privatifs et la protection desspheres privees des pieces principales situeesdans des barres desservies par la sud. Sicette protection n'est pas assuree, les fenetres

seront masquees pour preserver I'intimite (pardes rideaux par exemple) et les apports thermi-ques esperes du rayonnement solaire serontalors perdus.« Meme quand Ie judas optique est devenudepuis longtemps une grande fenetre, il (I'Hom-me) ressent Ie besoin de garder un reil sur I'exte-rieur depuis la piece ou il se tient a I'ecart. II voitalors par la fenetre Ie monde ouvert a lui danstoute sa darte, mais Ie monde ne Ie voit pas, luiqui est cache dans I'obscurite de sa chambre.Par les rideaux et les voilages, les hommes onttente de renforcer I'intimite que permet la fene-tre alors que Ie logement actuel se caracterisepar I'ouverture sur Ie monde exterieur de lamaison par de grandes baies vitrees.» (2)Les decisions en matiere d'urbanisme influentaussi sur Ie comportement des habitants facea I'utilisation passive de I'energie solaire.C'est surtout Ie cas pour les fortes densites deconstruction: plus les batiments sont prochesles uns des autres, plus la protection visuelle deI'intimite devra etre assuree.Le solei I ne devrait pas etre considere du seulpoint de vue energetique; I'architecture nait dela definition d'espaces dans I'espace, autrementdit d'un dialogue entre l'interieur et I'exterieur,relation qui presente des degres, des elementsde transition que I'on qualifie de seuils.« L'exterieur et l'interieur sont deux interiorites;elles peuvent toujours basculer et echanger leurhostilite. Lorsqu'une surface separe tel interieurd'un tel exterieur, cette frontiere est toujoursressentie des deux cotes avec douleur.» (3)Le soleil permet un dialogue intense entre inte-rieur et exterieurgrace auquel cette relationpeut etre autrement. C'est pourquoi ilfaut attacher autant d'importance a I'utilisationet a I'ensoleillement des lieux exterieurs qu'acelie des espaces fermes.Cette conception releve en fin de compte d'unprobleme d'echelle. Les priorites varient enfonction du contexte du projet, selon qu'il s'agitd'un nouveau quartier, d'un lotissement isole,d'une construction en zone peripherique oud'un centre-ville.Dans Ie cas de logements a faible densite, Iesolei I peut jouer un role essentiel. En centre-ville, d'autres facteurs entrent en jeu, la specifi-cite du site et Ie coat du foncier, tres lies a la den-site et a la composition socioprofessionnelle du

41 Optimisation des sur-faces entre les barreset differenciation desespaces public et prive;travail d'etudiant al'Universite Techniquede Munich, 1991

42 Lotissement de mai-sons passives AmLeimbacher BergaLeverkusen-Schlehbusch,tr.architekten, Rossingund Tilicke, 2003.Barres sur un terrain enpente desservi par Ienord. Garages donnantsur la principale voied'acces.

43 Lotissement aAltotting.Demmel + Muhlbauer,1994. Stationnementprevu sous les locauxprevus pour des activi-tes multiples.

(21 Otto F. Bol/now:Mensch und Raum,Stuttgart 1989

(31 Gaston Bachefard: LaPoetique de I'espace,PUF, Paris 1957

39

44 Plaza Real aBilbao,Espagne

45 Champs-Elysees, Paris

46 LotissementTInggArden 2 aHerf¢lge, Danemark,TegnestuenVandkunsten, 1978.Place devant la maisoncommune

44

40

45

quartier, a la structure du bati et a son implanta-tion. On peut certes ameliorer I'ensoleillement,mais les benefices en seront bien souvent fai-bles. Malgre tout, la densification urbaine est Iemeilleur moyen d'economiser I'energie car ellepermet, d'une maniere generale, de meilleursresultats que des lotissements en peripherieoptimises sur Ie plan solaire.Un environnement ensoleille offre un cadreadapte au deroulement des activites individuel-les mais aussi collectives. C'est la que s'appre-cie la vitalite d'une ville; la qualite de vie deI'environnement est directement liee a celie deI'habitat car il en est Ie prolongement sur I'ex-terieur de celui-ci. Lorsqu'on a moins envie desortir de chez soi pour aller « dans la nature )1,

la consommation d'energie se trouve de faitreduite. Vivre en ville devrait donc permettre deretrouver Ie charme d'autrefois, I'espace publicdoit offrir une dimension sociale riche et I'es-pace urbain etre compris comme un lieu de viecollective.

Aides ala conception

L'orientation et la disposition des biHiments lesuns par rapport aux autres constituent I'aspectessentiel en matiere d'utilisation passive deI'energie solaire. Leur implantation doit etreetudiee en fonction de la position du soleil et deI'intensite du rayonnement solaire au cours deI'annee et de la journee. Des conceptions urbai-nes distinctes peuvent presenter des differencesmajeures en matiere d'ensoleillement des bati-ments, differences qui ne sont pas manifestesau premier abord, si ce n'est pour des experts.De meme, les ombres portees des batimentsou de la vegetation environnante doivent etreprises en compte. Les zones d'influence sont entout cas plus faciles a prevoir entre batimentsqu'entre des formes irregulieres - arbres, colli-nes. On doit aussi penser a I'ombre de certainselements batis (saillies, angles, annexes). Enmatiere d'utilisation passive de I'energie solaireen centre-ville et pour des densites croissantes,il n'existe aucune regie. Une bonne connais-sance de la geometrie solaire et Ie travail sur desmaquettes ou des simulations informatiquesen trois dimensions sont indispensables pouretudier les situations complexes.

46

Le diagramme solaire (calcule pour une latitudedonnee), ou gnomon, permet d'etudier desimplifiee les conditions d'ensoleillement auxdifferents moments de la journee et de I'annee.On peut ainsi effectuer des controles pour eva-luer differentes possibilites. Le travail avec unemaquette correspond a la methode classique deI'architecte.Pour affiner les resultats en vue des phasessuivantes, un examen a I'aide de I'ordinateurs'avere indispensable. La plupart des program-mes de CAO proposent aussi Ie calcul d'uneprojection de I'ombre a un moment donne. Celapermet une premiere comparaison entre diver-ses possibilites, sachant que les resultats sontplutot limites: ils ne refletent qu'une situationdonnee a un moment donne et non I'evolutionau cours de la journee ou de I'annee. Pour allerau-dela, un long travail sur I'ordinateur s'avere-rait necessaire et, la encore, les resultats seraientloin de livrer tous les cas de figure possibles.

Puisque des donnees precises ne sont pas dis-ponibles pour la conception des batiments, eta-blir un bilan energetique sur la base d'un pland'urbanisme devient une operation souventimpossible, du moins approximative. Seule lacomparaison de plusieurs propositions pourune situation donnee - comme c'est Ie casdes concours - permet de definir des criteresd'evaluation; plusieurs programmes ont etedeveloppes a cet effet qui evaluent la part

47

48 49

d'ombrage des fa<;:ades, la plupart du temps enpourcentage.

Des donnees absolues ne peuvent etre etabliesque lorsque la conception est assez avancee etpour des batiments bien detinis. La faculte ou lapossibilite d'apporter a ce stade-Ia des change-ments significatifs est cependant mince.Les differentes methodes ne s'excl uent pas:chacune sera plus adaptee a une phase particu-liere. Le processus de conception peut etre cor-rige grace aces diverses possibilites de contr61eet les principes seront ainsi determines pour lesphases suivantes.

Approvisionnement en energie

Les lotissements urbains sont de plus en plussouvent equipes de dispositifs alternatifs enmatiere d'approvisionnement en energie com-me des centrales de cogeneration, des instal-lations de chauffage central completees parI'energie solaire ou des dispositifs de stockagede longue duree de I'energie solaire. Un memeprincipe s'applique a la conception urbanistiqueet aux batiments: ce qui a ete omis lors de laconception ne peut etre rattrape qu'a grandsfrais par la technique.La transformation de I'energie primaire en ener-gie finale occasionne des pertes tres variablesselon la source d'energie. Les energies renou-

velables (solaire, biogaz, chaleur disponibledans I'environnement) permettent de couvrirune partie importante des besoins meme entenant compte de leurs propres Iimites. Le choixdu systeme d'approvisionnement en energiedoit se faire en prevoyant un apport minimalen energie pour une utilisation maximale dupotentiel energetique.

Pour leurs besoins d'eclairage, d'energie et derefroidissement, les batiments d'activites utili-sent surtout de I'electricite, et en grandes quan-tites, alors que ce vecteur d'energie presenteun tres mauvais ratio energie primaire/energiefinale. De plus, leur consommation se concen-tre sur certaines heures de la journee, ce quientraine des surcharges ponctuelles du reseaupublic d'approvisionnement. Avec des centralesde chauffage, de grandes pompes a chaleur oudes cogenerateurs, des zones d'activites entie-res peuvent etre alimentees et les pertes liees ala production et aux transports minimisees. Lescogenerateurs produisent de I'energie electriqueet utilisent la chaleur perdue pour Ie chauf-fage, parfois au profit d'habitations voisines.Les installations decentralisees permettent enoutre un couplage plus economique avec lessystemes d'utilisation des energies renouvela-bles (vent, soleil) et I'utilisation de sources dechaleur situees dans un environnement pro-che - eaux souterraines, air, chaleur degageepar les usines.

47 Etude d'ensoleillementsur una maquette avecun diagramme solaire

48 Ct. 47: etude des ombres

49 Diagramme solaire(cadran solaire pourune latitude de 48°)permettant unasimulation d'ombres

41

50 Forages en profondeurpour ('exploitation geo-thermique aPullachpres de Munich

51 Eoliennes dans Ie sud del'Espagne

52 Ensemble de logementsaSalzbourg GneisMoos, Georg Reinberg,2000. Installation solairecomprenant410m'depanneaux at un reservoirde 100m'

51

52

50

42

Parmi les possibles utilisations des ressour-ces locales Iiees aux energies renouvelablesse trouve aussi Ie chauffage solaire avec stoc-kage saisonnier, De grandes installations solai-res permettent des rendements superieurs etdes investissements moindres en comparaisonavec les petites installations. Ce type d'appro-visionnement en chaleur est privilegie dans Iecas de nouveaux lotissements et cites. Pour desensembles existants ou en cas de redensifica-tion, il est possible d'utiliser la chaleur terrestre;les installations geothermiques peuvent, selonles conditions geologiques, assurer Ie chauf-fage de quartiers entiers avec les techniques deproximite les plus modernes. Les forages habi-tuels d'une profondeur de 3000 a 4000 metresnecessitentcertes un investissement important,mais ils livrent par la suite en permanence,de maniere sOre et efficace, une energie inde-pendante des variations saisonnieres et desintemperies.

La creation de centrales thermiques virtuellesrepresente une autre alternative pour I'appro-visionnement energetique urbain. Les instal-lations photovolta'iques alimentent Ie reseauen courant electrique en echange du reverse-ment d'une quote-part. De la meme maniere,des cogenerateurs prives ou bien des piles acombustible peuvent etre connectes au reseau.Grace a une gestion adequate, ils pourraientfonctionner comme des entites locales facilesa gerer. Lorsque Ie reseau est surcharge, lesfournisseurs locaux se mettraient aproduire apleine charge et vendraient leur surplus local.lis pourraient ainsi venir en appui lors des picsde consommation, ce qui rendrait Ie fonction-nement des installations d'approvisionnementplus economique. Cette «activite secondaire»des petits fournisseurs d'energie pourrait enplus attirer les investisseurs prives vers les tech-nologies du futuro

URBANISME ENERGETIQUEMENT EFFICACE:EXEMPLES

Construction de Lotissement de maison Lischer Partnermaisons passives jumeh!es aKriens Architekten, Luzern

Densification Maisons en bande Metron Architektur,urbaine aAffoltern Brugg

Comblement d'une dent Immeuble d'habitation H2R Architekten,ereuse aMunich Munich

Reparation Immeuble de bureaux et Martin Pool,urbaine d'habitation aMunich Munich

Comblement d'une dent Immeuble de bureaux A-Z Architekten,creuse et de logement aWiesbaden Wiesbaden

Construction de logements Immeuble d'habitation Guillermo Yanez,soeiaux energetiquement aMadrid Madrideffieaees

Requalifieation d'une Campus universitaire a Hopkins Architects,friehe industrielle Nottingham Londres

I

43

Construction de maisons passives:lotissement de maisons jumeh!es it Kriens

Architecte:Lischer Partner Architekten, Lucerne

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2001SHON: 340 m'SHOS: 423 m'Volume hab.: 1 780 m3 parpaire de maisons jumelles

Consommationenergetique:23,6 kWh/m'/an

Coefficient U toiture:0,10 W/m'.KCoefficient U mur exterieur:0,105 W/m'.KCoefficient U plancherrez-de-chaussee au-dessusdu sous-sol:0,10 W/m'.KCoefficient U fenetre:0,94 W/m'.K

1 Vue aerienne dulotissement

2 Vue d'une maisonjumelee avec sasdifferents niveaux

3 Espace exterieur plantede chataigniers

4 Plans ROJ, ROC, 1" et2' etages, sans echelle

44

Kriens est une commune voisine de la ville deLucerne; elle presente une structure de lotisse-ment heterogEme et un caractere rural. En bor-dure de I'agglomeration et tout pres du centre,neuf maisons jumelees forment un ensembleindependant et neanmoins integre. Disposeesperpendiculairement a la pente et orientees ausud, elles beneticient, grace a leur situation enhauteur et aleur decalage, d'une vue degageesur Kriens et sur les Alpes de la Suisse centrale.Une voie de desserte propre permet d'accederau quartier dont les espaces exterieurs sontamenages avec soin; des ruelles alternent avecdes placettes et des espaces verts aI'ombre dechataigniers. Le maitre d'ouvrage etait des Iedebut tres favorable aune architecture durableet energetiquement efficace. Le projet devaitse baser sur ce que I'on appelle la technologiepassive.

L'ensemble se remarque par ses formes cubi-ques simples. Elles garantissent une reduc-tion effective des deperditions thermiques. Unautre aspect du projet reside dans la repartitionintelligente des fonctions d'habitation. Tous lessejours sont orientes au sud. Les pieces humi-des, les escaliers et les locaux techniques sontregroupes au nord de fa!;:on compacte. Cettedisposition permet une grande flexibilite dansI'agencement des pieces avivre. Les variations

de niveau permettent une differenciation desespaces exterieurs. Chaque maison disposed'un espace privatif exterieur c1os.

Les points suivants sont essentiels pour laconception globale d'une maison passiveenergetiquement efficace: en plus du volumecompact et d'un plan bien structure, il faut pre-voir une enveloppe exterieure tres bien isoleeet hermetique a I'air, ainsi qu'une ventilationcontrolee avec recuperateur de chaleur. DansIe cas present, I'air exterieur est prechauffe parune nappe de tubes, puis rechauffe par un recu-perateur de chaleur - et si necessaire aussi parelectricite - et enfin insuffle dans les pieces.

Un systeme de construction en bois avant faitses preuves semblait tout indique pour mettreen reuvre ce concept car ce materiau etaitparticulierement adapte dans ce cas. Le choixdu chataignier pour Ie bardage en bois de lafa!;:ade apporte aI'ensemble un certain cachet,d'autant plus que quelques arbres ont ete pre-vus pour les espaces exterieurs.

La situation en pente explique pourquoiI'etage inferieur en beton arme supporteI'etage superieur en structure bois. Les diffe-rences de niveau du terrain ont rendu neces-saires des murs de soutenement en beton.

2

3

4

45

.• ij'"

---:::...""'.---=:..-=-

---

:===-=---==-ou-

, I

I1_-;--

'''1-

...........

..•.V'

----.

I Lr :tII__Q••••••" ------_..--

5 6

5 Coupe, sans echelle(extrait de plansd'execution): unbatiment cubique enstructure bois reposesur un sous-sol massifen beton arme et enmac;:onnerie

6 Vue sur Ie lotissement etIe splendide panoramade montagnes au sud

46

7 Prefabrication en atelierdes elements en bois

8 Photographie dumontage: transport desescaliers prefabriques

9 Aprils Ie montagedes plaques, on fixeles bardages enchataignier.

10 Vue du sous-sol enconstruction massive

10

8

9

La construction en bois met a profit les pos-sibilites offertes par la prefabrication preciseen atelier. Les murs exterieurs sont constituespar une structure faite de montants de 380 mmd'epaisseur en lamelle-colle. L'isolation ther-mique, de meme epaisseur, est en laine deroche et a une masse volumique de 32 kg/m3.

Un film pare-vapeur et pare-air pose avec soinsur la surface et les liaisons doit pouvoir per-mettre de passer Ie test Blower-Door. La peauinterieure est revetue par deux plaques defibro-platre recouvertes d'un mince enduit depliltre. Le bardage exterieur est en lattes dechataignier de 21 mm d'epaisseur, assembleesen atelier. C'est la seule maniere d'atteindre laprecision necessaire. Devant les terrasses, despanneaux de bois servent de protection contreles regards et renforcent I'unite visuelle de lamaison. De I'interieur, Ie paysage est visible atravers les interstices des planches, ce qui eviteaussi I'impression de garde-corps massif.La composition des toitures plates comprendd'abord, depuis I'exterieur, une couche vege-tale de protection. Le film d'etancheite reposesur un panneau de particules ventile en partiebasse. Un panneau inferieur en fibres de boistendre cache les poutres et I'isolation thermi-que. Le pare-vapeur et I'etancheite aI'air repo-sent sur les panneaux interieurs OSB. Un treillisde lattes reserve I'espace necessaire a I'eclai-rage. La partie basse est recouverte sur toute lasurface par un enduit au platre.Les escaliers ont aussi ete prefabriques en vued'un montage rapide.

La coupe ci-contre rend compte aI'echelle 1:20de la mise au point complexe de nombreuxdetails de raccord et de liaisons. On constateque pour les raccords des differentesrien n'a ete laisse au hasard. Le pari consistant aconcilier ecologie, economie et confort semblereussi.

47

Composition du mur:1 Bardage chataignier2 Lattage douglas3 Pare-pluie4 Montant5 Isolation en fibres6 Panneau aSB 37 Pare-vapeur8 Plaque fibre-gypse9 Montant

20 mm30 mm

40/260 mm260mm15 mm

15mm100/120 mm

13

48

11

2 1

6

3

7

4

8

5

9

Composition du plancher:10 Revetement de sol11 Chape anhydre12 Film de separation13 Panneau de particules OSB 314 Sollvage15 Poutre de rive161solant en vrac17 Panneau de particules OSB 318 Lattage19 Plaque fibre-gypse

123456

30mm

22 mm18/220 mm160/220 mm

22 mm27 mm

10 11 12 13

------+-- 14

1516

17 18 19

14

15

1211 Coupe horizontale de la

fenetre avec I'angle,sans echelle

12 Coupe du plancher

13 Coupe de la fenetre

14 Detail avec garde-corpsdu balcon

15 Detail de "angle dubatiment

49

Densification urbaine:maisons en bande it Affoltern

Architectes:Metron Architektur, Brugg

Informations sur Ie projet:

Livraison: 1998Surface de referenceenergetique:6137 m'Volume du batimentselon la norme SIA 116:29019 m'

Consommation d'energiepour Ie chauffage:51 kWh/m'/an

Coefficient U toiture:0,22 W/m'.KCoefficient U fa9ade:0,28 W/m'.KCoefficient U plancher:0,38 W/m'.KCoefficient U fenetre(avec huisseriel:l,40W/m'.K

50

Une construction respectueuse de I'environ-nement ne doit pas se contenter aujourd'huid'etre ecologique: elle doit aussi remplir desexigences economiques et architecturales, Onfavorise une bonne architecture qui assure ala fois une qualite de vie et des possibilitesindividuelles d'appropriation, qui tient comptedes techniques de construction optimisees surles plans ecologique et energetique, et ce, pourun cout raisonnable. Le lotissement Looren, undes plus importants en structure bois de Suisse,est un bon exemple de cette tendance. II a eterealise pour un promoteur immobilier prive etcomprend 4010gements.

Ce lotissement en bande se trouve dans lapartie sud du village d'Affoltern, sur un coteauensoleille et paisible oriente aI'ouest. La proxi-mite de la gare et des infrastructures essentiel-les, ainsi que la situation du terrain, assurentI'interet de ce site, Cet ensemble dense tire bienprofit de cette situation sur les plans economi-que et ecologique.

Le terrain est desservi depuis Ie sud par deuximpasses allant du nord au sud. Chacun desgarages, en sous-sol, a I'est de chaque voieservant pour Ie jeu et I'acces aux logements, estsurmonte par Ie jardin prive de la maison voi-sine, ce qui minimise les terrassements et I'im-permeabilisation du sol. Ainsi des economiesont-elles pu etre realisees tout en offrant despossibilites d'utilisation supplementaires dansI'avenir. Le garage ouvert peut en effet serviraussi a d'autres usages, comme par exempleun atelier, un local pour un hobby ou un espacede jeu couvert pour les enfants.

Les voies de desserte divisent Ie terrain en troisparties auxtypologies differentes (de 4,5 a6pie-ces). Les immeubles sont repartis en dix petitsgroupes en bande, comportant chacun quatreappartements. La partie haute comprend troisgroupes d'immeubles paralleles a la voie dedesserte et adosses au coteau. Leurs sejourset leurs jardins sont orientes a I'ouest. Dans lapartie inferieure, plane, se trouvent les quatre

, Centre du lotissement.place devant la maisoncommune

2 Maquelle

3 Coupe du terrain, sansechelle

4 Plan de masse, sansechelle

5 Maison type A (orienteeau sud): coupe et plansRDJ, RDC et etage, sansechelle

===========1

5

\. )

, II ()

:):;:F, rt '--1\::Fl

, II 1I (1\

lEI El

I II

cD,.-----rl-----,-r-rl -,.---,1--,---1I

3

51

6

52

immeubles orientes au sud. La desserte se faitdepuis !'impasse par de courtes allees situees achaque fois au nord de la rangee.

La disposition decalee des groupes de bati-ments aflanc de coteau offre des perspectivesvariees a travers I'ensemble du lotissement.Entre les immeubles, un reseau d'allees, depassages et d'escaliers relie entre eux les diffe-rents appartements.Dans les parties habitees et les jardins, I'in-timite de la sphere privee est assuree. Dansles immeubles orientes a I'ouest, la pentedu terrain entraine une difference de niveauentre zone publique et zone privee. En rez-de-jardin, les locaux de rangement servent d'abriet de pergola separant voies de desserte etjardins.

Une maison commune s'eleve au centre de ces40 logements en bande; elle doit servir de basepour une infrastructure communautaire.

Chacun des trois types d'immeuble est conyusur Ie mame schema: 6 m de large sur 9 m deprofondeur. Leurs dimensions varient en hau-teur; ils peuvent, selon leur situation, compter

8

deux, deux et demi ou bien trois etages. Ceprincipe simple permet aux occupants de divi-ser et d'utiliser I'espace selon leurs desirs etleurs besoins.

Le dimensionnement des structures, les far;:a-des et les installations techniques sont unifor-mises. Sur les far;:ades des pieces principales,les balcons filants sont identiques atous lesetages; ils prolongent la surface habitable etprotegent les baies vitrees du solei I estival.

La pente permet de decaler d'un demi-niveaules jardins et les acces. Le plan interieur offrepar consequent des differences sensibles deniveaux dans la distribution interne et les pie-ces humides. II en resulte des variations dehauteurs sous plafond, de vues traversantes etd'ouvertures.

Le lotissement est chauffe grace ades pompesa chaleur soileau. Cela augmente certes lesinvestissements par rapport a un chauffagec1assique mais supprime les degagements dedioxyde de carbone et les transports de com-bustible. Pour chaque groupe de quatre appar-tements, on a prevu une sonde geothermique

associee a une pompe achaleur prelevant deI'eau a20°C a 180m de profondeur. Le chauf-fage s'effectue de far;:on c1assique par des radia-teurs thermostatiques, chaque logement etantmuni d'un compteur.Pour I'eau chaude sanitaire, un complementest assure pour chaque immeuble par une ins-tallation solaire thermique. Certains logementssont pourvus, d'origine, de capteurs solaires.Pour les autres, une installation ulterieure estpossible.

Des materiaux sains et durables assurent Ieconfort interieur et rendent les maisons en boisencore plus agreables a vivre. L'utilisation depanneaux de bois pretabriques de grandesdimensions a reduit la duree du chantier et per-mis un montage asec. En une semaine, quatremaisons en bande ont pu etre edifiees sur lessoubassements en beton arme des caves et desgarages. Le choix d'elements pretabriques enbois etait accompagne de mesures importantesde traitement durable des materiaux: du boisbrut pour la structure porteuse, les poutres etcoffrages apparents, les balcons et Ie bardagedes far;:ades.La purete de I'architecture avec ses volumes

6 Sejour

7 Toiture vegetale

8 Espaces exterieurs atgarages ouverts

53

Composition de la tailure plate:

Substrat env. 60 mmCauche drainante 35 mmMembrane armeeLaine mlnerale 120 kg/m' 2 x 80 mmPare-vapeur 54Frisene 20 mmPoutralSon (e=5951 80/220 mm

Composition du mUf exterieur:

Bardage douglas 20 mmLanage vertical 30 mmPare-vent 18 mmIsolation cellulose 140 mmStructure bois 140 mmPlaque f,bre-gypse 15 mm(joints colles!1

en ROC:

ieur de l'etage:

12,5 mm80mm60mm12,5 mm

env. 10 mm70 mm

vrel 20 mm60 mm20 mm80/240 mm

9

--00 00

Composition du mUf inter

Plaque fibre-gypseStructure boisLaine mineralePlaque f,bre-gypse

Composition du plancher

Revetement de sol(execute sur placelChape ciment (sur place IMateriau resilient (non Iilsolant (non hvre)ReviHement muralPoutraison (e=5951,

V"

iii, sans echelle

e sud: en ete, lesns filants assurentrotection solaire.

es: les ouvertures

9 Deta

10baleoune p

11 Entresont reduites de cecote.

54

compacts et simples depourvus de retraits et desaillies dans les fayades optimise Ie rapport sur-face exterieure/volume. La construction com-pacte associee a une bonne isolation thermiquedes fayades et de la toiture explique les faiblesbesoins en energie pour Ie chauffage. Graceau recours au bois et a ses derives, une bonneisolation est possible pour de faibles epaisseursde murs.

Le substrat vegetal de la toiture repose sur160 mm de laine de roche et les murs compren-nent 140 mm d'isolant en fibres de cellulose etdes panneaux de fibres tendres de 20mm. Deplus, I'enveloppe perspirante (qui laisse tran-siter I'humidite) exterieure en bois et fibres decellulose contribue a la salubrite interieure.

La vegetalisation extensive des toits plats joueun role regulateur par rapport a la poussiereet a I'humidite. Elle retarde I'ecoulement deseaux de pluie et augmente l'inertie thermiquedu batiment rete. L'ensemble des eaux de pluies'ecoule dans un systeme de canalisationsouvertes jusqu'a une cuve de retention com-prenant de I'humus avant de s'epandre dansI'environnement naturel proche.

10 11

55

Comblement d'une dent creuse :Immeuble d'habitation it Munich

Architectes:H2R Architekten, Huther, Hebensperger-Huther,Ri:ittig, Munich

Informations sur Ie projet:

Concours: fin 1996Livraison: 2001Surf. hab.: 2 780 m'SHOB: 3 356 m'Volume du biltiment:13860 m3

Consommation pour Iechauffage tour et bat. sud:46,5 kWh/m'/anBat. ouest:49,9 kWh/m'/an

Coefficient U tolture:0,19W/m'.KCoefficient U mur exterieur:leger: 0,24 W/m'.Kmassif: 0,25 W/m'.KCoefficient U plancherau·dessus niv. inf.:0,20 W/m'.KCoefficient U fenetre:1,10W/m'.K

56

Outre les mesures d'economie d'energie ou I'in-tegration de I'energie solaire passive, d'autresfacteurs peuvent contribuer a une reduction dela consommation energetique dans Ie domainedu logement. L'utilisation du bfttiment et Iecomportement des occupants ou proprietairesjouent, dans la gestion rationnelle de I'energie,egalement un role important - meme si celui-cin'est pas toujours quantifiable. On evoquera ici,par exemple, la diversification de la taille deslogements, assurant un taux d'occupation eleveet constant, et la conception de plans flexibleset divisibles, susceptibles de s'adapter, Ie casecheant, a de nouvelles fonctions. C'est la nonseulement une garantie d'utilisation continuedu bati, pensee sur Ie long terme, mais aussi unmoyen d'eviter des travaux ulterieurs coGteuxet consommateurs d'energie.

Le comblement d'une dent creuse d'un ilotsitue a Schwabing, un quartier du centre-ville,est un projet communautaire associant lesfuturs habitants au processus de conception.Leur participation, depuis Ie choix des archi-

tectes jusqu'a la gestion partielle du batiment,en passant par la conception des plans, a etedeterminante pour la realisation d'economiessur ce projet. La construction d'un immeubled'habitation accessible a tous devait en outrefavoriser I'equilibre social de I'habitat en cen-tre-ville. Le concept developpe a cet effet nese contente pas de mettre en avant Ie rapportentre habiterettravailler, mais il vise egalementune diversification sociale: reunir a J'interieurde l'immeuble des personnes aux niveaux derevenus differents et appartenant a des typesde foyers divers.

La forte implication des futurs occupants adonne lieu a des logements tres varies selonleur surface, les subventions possibles et lesidees de chacun.

28 logements d'une a quatre pieces (de 30 a120 m2) ont ainsi ete construits; six d'entreeux sont accessibles aux personnes handi-capees et sont repartis sur tous les niveaux.Le batiment comprend aussi deux bureaux

3

-

6

Fa9ade nord-ouest

Plan rez-de-chaussee,sans echelle, avec halld'entree, locaux medi-calises, appartementpour personne depen-dante et appartementvisiteurs

Plan 3'etage, sans echel-Ie, avec logements deti-nis par les utilisateurs

Plan 4'etage, sans echel-Ie, avec salle communeet toitu re-terrasse

5 Vue du nord, sans echelle

6 Plan de masse, sansechelle

57

8

58

9

accessibles a tous, un appartement adapteaux personnes dependantes et un autre pourles visiteurs. Le stationnement souterrain aete amenage a 75 %, Ie reste est a finir. Deslocaux communs et une grande terrasse com-mune d'environ 200 m2, amenages en toiture,ainsi que la cour interieure plantee et dalleeen partie - ce qui garantit I'acces aux handi-capes - completent I'offre d'activites socialescollectives.

L'ensemble se distingue par un batiment d'an-gle de sept niveaux, aux allures de tour, auquelse rattachent deux ailes. Au rez-de-chausseese trouve un vaste hall d'entree qui peut aussietre utilise pour des activites sociales; il des-sert la cage d'escalier et deux ascenseurs pourpersonnes handicapees. Depuis la tour, onpeut acceder atous les logements en emprun-tant de courtes coursives egalement adapteesaux handicapes et aussi, se deplacer d'un loge-ment a I'autre. Les coursives de I'aile com-prenant quatre niveaux, orientee est-ouest,sont situees a I'ouest et donnent sur la cour.En raison de leurs dimensions et du fait qu'el-les s'elargissent aux extremites, elles serventaussi de terrasses aux logements contigus.Un escalier de secours avis assure une liaisondirecte avec la cour.

L'aile de six niveaux est orientee au sud et des-servie par Ie nord. Des balcons aux allures deboites, suspendus aux coursives, donnent a la

..

10

facade sur rue son aspect caracteristique. Ceselements construits comme de simples balconsen acier sont utilises comme espaces d'appointpour les logements: ils sont tantot espace derangement ouvert ou ferme, tantot espace dejeu au de detente.

L'alimentation en chaleur de I'immeuble parIe reseau de chauffage urbain de la ville deMunich se fait au niveau de la sous-stationequipee d'echangeurs thermiques a faisceautubulaire.La distribution se fait par un reseau de chauf-fage aeau chaude - la temperature de departetant de 70°C et la temperature de retour, de50°C. La chaleur est diffusee dans les piecesgrace ades radiateurs tubulaires verticaux dontla forte capacite de rayonnement assure un reelconfort thermique.

A la demande du maitre d'ouvrage, Ie raccor-dement au systeme de chauffage urbain, queI'on peut estimer rentable sur Ie plan energe-tique, a ete complete par un systeme d'eauchaude sanitaire solaire. Les collecteurs solai-res thermiques d'une surface globale de 52 m2

sont installes sur la structure metallique desbalcons de la facade sud et protegent ainsi cesderniers des intemperies et du solei!. En sebasant sur les economies d'energie calculeespour la premiere annee d'exploitation, on peutprevoir un amortissement sur seulement cinqannees.

11 12

7 Courinterieurecommune

8 Vue de la coursive

9 Esquisse de la coursiveavec les Ie bOltes ))

10 Schema d'utilisation des«boites))

11 Fa,ade sud avec lescollecteurs solairesau-dessus des balcons

12 Cf.11

59

60G

50G

40G

30G

20G

lOG

EG

13

Le projet ne visait pas seulement a satisfaireIe standard d'isolation d'un biltiment a basseconsommation d'energie et aintegrer I'energiesolaire active (sous la forme d'une installa-tion solaire thermique), mais aussi aatteindreun haut standard ecologique. C'est en ce sensqu'un systeme de recuperation des eaux depluie pour les toilettes et I'arrosage des jardinsa ete adopte. Une vegetation extensive recou-vre les toitures plates, protegees par un film. Etpour la ventilation du garage, un principe eco-nomique base sur des conduits de ventilationenterres a ete developpe. L'immeuble, voulu aI'origine en brique par Ie maitre d'ouvrage et lesfuturs occupants, a en definitive une structureen beton arme.

Les couts de construction devaient etre reduitsau minimum. Pourtant, la volonte d'atteindreIe standard d'isolation d'un batiment a basseconsommation d'energie a ete presente desIe debut. La grande compacite du batimentet I'homogeneite de I'isolation par I'exterieurde I'enveloppe ont joue en ce sens. II a doncete possible d'ameliorer de 30% Ie minimumprescrit (au moment de la conception) par lesnormes d'isolation thermique.

Les murs exterieurs sur cour sont constituesd'une ossature en panneaux de bois recouvertsde plaques de fibrociment. Les murs de la touret les fa«;:ades sur rue sont constitues de ma«;:on-nerie en brique ou de beton et d'une isolationthermique de 16cm d'epaisseur. lis participentau concept global d'economies d'energie eta I'inertie thermique, tout comme les mursmitoyens et les dalles en beton arme.

Panneau solaire3090/1209/101Entraxe 133015 elementsassurant la rigidite

PoteauHEB 100 avecplatine de fixation

IPE 160

Couvertine acierinoxydable

I

10 cm Vegetation extensive avec couchefiltrante antiracinesMembrane d'etancheite antiracines

20...30 cm Isolation thermique en laine mineralePare-vapeur

20 cm Daile beton arme

Bande de gravillons

Feutre de protection

Composition toiture platePente env. 1%

60

15

13 Coupe transversalede I'aile orientee ausud avec les capteurssolaires au-dessus desbalcons et les (( bOltes»accrochees ala coursive

14 Detail, sans echelle

15 Fa9ade nord, detail avecles (( boites II accrocheesa la coursive

61

Reparation urbaine:immeuble de bureaux et d'habitation aMunich

Architecte:Martin Pool, Munich

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2004SHON: 2410 m'SHOB: 2940 m'Volume du batiment:8860 m'

Consommationpour Ie chauffage:20 kWh/m'/an

Coefficient U toiture:0.13 W/m'.KCoefficient U murexterieur:0,13 W/m'.KCoefficient U plancherROC au-dessus niv. inf.:0,19 W/m'.KCoefficient U vitrage:0,7 W/m'.K

62

La construction d'un terrain laisse en frichedepuis des decennies, ou il ne restait que desruines, a eu comme effet, grace ala diversitefonctionnelle du projet et sa conception reso-lument urbaine, un prolongement vers Ie norddu quartier vivant et central de Lehel. En outre,elle offre au Land de Baviere, Ie proprietaire duterrain voisin au nord, la chance de realiser une« reparation urbaine» en completant par cetteconstruction un ilot historique. Au sud aussi,ce nouvel immeuble permet de reconstituer apeu de choses pres la situation d'avant-guerre.II a ete construit aune certaine distance de sonvoisin -un batiment ancien dont il a repris leshauteurs. Le parti architectural et Ie traitement

des derniers etages avec leurs terrasses trou-vent un echo dans les constructions nouvellesdu quartier, La ligne d'egout du batiment voisinau sud est reprise, I'homogeneite du paysagede la rue est respectee et meme renforcee.

Bien que ce nouvel immeuble soit relativementproche du batiment voisin cote sud, iI a ete pos-sible, grace a I'intervalle laisse entre les deuxconstructions, de menager aux angles du bati-ment de larges vues sur I'exterieur et de parve-nir ade bonnes conditions d'ensoleillement.Meme au rez-de-chaussee et en hiver, les anglesdu batiment peuvent jouir du soleil pendantquelques heures. Cette possibilite a ete saisie et

,---r-

34

a constitue Ie point de depart du parti architectu-ral. D'une part, les angles sont marques par degrandes ouvertures - comme Ie montre une pre-miere esquisse - et, d'autre part, Ie plan est detinipar une desserte en diagonale. Un axe visuelpart de la porte d'entree de I'appartement, situeeau creur du batiment pour traverser Ie couloir, Iesejour et la fenetre d'angle et se prolonger soitjusqu'a la cour, soit jusqu'a la rue. C'est danscette partie que se trouvent les sejours et lescuisines. La partie privee - chambres et salles debains - occupe I'arriere du batiment. Les fayadessur cour presentent un aspect plutot ferme. Leschambres et les salles de bains sont orienteessoit a I'est, soit a I'ouest.

Dans I'attente de la construction d'un batimentmitoyen, I'ensemble de la fayade nord est fermeet constitue un mur coupe-feu. Neanmoins, lespieces principales sont bien eclaireescar lecreurdu batiment est occupe par une cage d'escaliercentrale et par les habituels locaux annexes. Lapartie reservee a I'habitation, orientee au sud,est bien eclairee, la lumiere penetrant dans I'es-pace ouvert du sejour sur deux cotes.

Les etages de bureaux sont traites en espacespaysagers tres flexibles et comprennent peu depoteaux. La diversite de caractere des differen-tes parties de I'immeuble ainsi que les espacesde service structurent I'ensemble. Ces derniers

1 Vue depuis Ie sud: lesfenetres d'angle laissentpenetrer lumiilre etsoleil.

2 Esquisse preliminaire

3 Plan de masse, sansechelle

4 Vue du tissu urbain

63

5

6

5 Plan elage d'habilalion,sans echeJle

6 Plan elage de bureaux,sans echelle

7 Coupe, sans echeJle

64

comprennent Ie serveur informatique, la kitche-nette, les archives, les locaux techniques et lastructure; ils separent I'entree et les espaces detravail.Les locaux de rangement qui jouxtent I'escalierau sud peuvent etre reunis et former un couloirpermettant de relier la partie est a la partieouest de I'immeuble (et vice-versa). Cet espacepermet egalement, si necessaire, de faire com-muniquer differents niveaux par un escaliera une volee. Une tremie a ete menagee pourcette eventualite. Cette liaison peut etre reali-see a tous les etages. Les niveaux superieursdu batiment sont en gradins; les appartementsdisposent ici de vastes terrasses.

En depit de I'ombre portee par les batimentsvoisins, la consommation energetique annuellene depasse par 20kWh par m2 de surface habi-table. Elle est ainsi nettement en deya du stan-dard exige pour un batiment a basse consom-mation d'energie (30 a 70kWh/m2/an) et bienen deya encore du niveau moyen des immeu-bles de bureaux et d'habitation de Munich(200 kWh/m2/an). Avec seulement un dixieme defa consommation courante en eau chaude (chauf-

fage et eau chaude sanitaire), les coOts d'exploita-tion du batiment sont reduits durablement.Cela est dO essentiellement aux caracteristi-ques et aux mesures suivantes.Le batiment presente une forme cubique, donctres compacte. Puisque les deperditions ther-miques d'un batiment dependent de la surfacede son enveloppe, une grande partie de celles-ci sont reduites grace a cette compacite. On arenonce aux balcons et encorbellements qui agis-sent comme des «ailettes de refrigeration », ainsiqu'aux saillies et aux retraits en fayade. Grace alaforme du batiment (en forme de de) et a son planouvert, un grand nombre de pieces beneficientd'un eclairage naturel sur deux de leurs cotes. Letraitement de I'angle qui en decoule (Ies fenetresd'angle font penser a des oriels) ne modifie enaucun cas la compacite du batiment.Les fayades exterieures sont recouvertes de pan-neaux isolants sous vide (PIV) utilises - a notreconnaissance, pour la premiere fois pour I'isola-tion d'un immeuble. Leur performance thermi-que est 8 a 10fois superieure a celie des isolantscourants comparables. Les elements choisis icisont fabriques selon un procede brevete quireduit au minimum les deperditions thermiques

8

10

11

(Iineiques) en bordure des panneaux. Grace aI'utilisation de ces panneaux d'une epaisseurde 2 cm seulement (avec un support d'enduitde 8 cm en guise de protection), il est possibled'atteindre les coefficients thermiques d'un bati-ment passif et cela, sans perte de surface au sol(correspondant aune isolation epaisse des mursexterieurs) ni de reduction des apports solaires(en raison de profondes embrasures).Les panneaux sont appliques ala fac;:ade selonun procede specifique developpe par un fabri-cant renomme de systemes d'isolation thermi-que en collaboration avec les architectes et unconseiller en energie. La mise en reuvre de cetteinnovation dans la construction a fait ici I'objetd'un agrement particulier.

Dans la partie la mieux exposee au soleil, leslarges baies vitrees situees aux angles arrondisdu batiment assurent une penetration optimalede la lumiere. En ete et durant I'intersaison,elles peuvent etre ouvertes en totalite et deve-nir des loggias; en hiver, ces parties agrandis-sent la surface habitable. Toutes les fenetresont un triple vitrage, des stores venitiens inte-gres et des menuiseries a isolation renforcee.

8 Local techniqueavec la centrale dechauffage

9 Gaines techniques aun etage normal

10 Montage ducomplexe isolant

11 Schemaaxonometrique dela ventilation

65

15

14

" """ "" ""

"" "" " "

12 Coupe verticale de lafacade. De I'interieurvers I'exterieur: enduit,beton arme 24 cm,avec des cales en poly-

""" ""urethane recyclable100/35 mm, panneauisolant sous vide20 mm entre les lames " "-de polyurethane

"recyclable 30/50 mm,baguettes collees etchevillees aux cales,

12isolant polyurethane 80mm, baguettes colleeset chevillees aux lames,enduit mineral arme,7 mm

Fenetre bois pourmaisonpassive atriple vitrageavec protection solaireintegree et profil sup-plementaire pour Ie 13montage

AllegeenvitragefeuilleteVSG et attaches enBeier inoxydable, appuide fenetre exterieur enaluminium avec revete-ment antivibratoire

13 Coupe horizontale liaisonfenetre/mur, montageidentique acelui ci-dessus, sans echelle

66

La configuration du dormant permet de recou-vrir d'isolant la totalite de ce dernier et doncd'ameliorer I'isolation au niveau de la liaisonavec I'encadrement de la baie -liaison en gene-ral delicate sur Ie plan thermique.Pour eviter les deperditions thermiques dues aune ventilation non maitrisee et pour ameliorerla qualite de I'air, un systeme de ventilationavec recuperation de chaleur a ete prevu. L'airneuf est aspire au niveau de la toiture vegetaleet introduit dans tous les bureaux et logements.L'air vicie chaud aspire rechauffe I'airfroid pulsegrace a un echangeur thermique.La consommation residuelle est trop faible pournecessiter Ie raccordement au chauffage urbain:il suffit d'une production combinee chaleur-elec-tricite fonctionnant au gaz naturel et d'une chau-diere acondensation complementaire. Grace alaproduction simultanee d'electricite et de chaleurpour la consommation de I'immeuble, la pre-cieuse energie primaire est utilisee de maniereoptimale. En plus, la production combineeconsti-tue un element integrable a une future centralevirtuelle en reseau de la ville de Munich.II est de meme prevu d'integrer a la toiturevegetalisee une installation photovolta'ique

pour la production d'electricite a partir de lalumiere solaire.L'eau de la nappe phreatique pompee (a env.goC) permet de rafraichir les bureaux et leslogements en ete de maniere naturelle enconsommant peu d'energie et sans c1imatisa-tion gourmande en energie. Des ailettes derefroidissement ou un systeme a induction peu-vent, Ie cas echeant, etre montes sur des canal i-sations fixes ou combines a la ventilation.Enfin, Ie tissu dense du centre-ville contribuepour une bonne part a I'efficacite energetiquedu batiment. La courte duree des trajets et labonne liaison avec Ie reseau de transports encommun, Ie peu d'investissements necessairesaux acces et les emplois disponibles a proxi-mite des logements contribuent de manierecomparable aux economies realisees sur Iechauffage a ces performances energetiques.

Ce projet pourrait sur Ie long terme jouer unrole pilote pour la construction d'immeublesd'habitation et de commerce energetiquementefficaces, et cela meme dans Ie contexte d'unquartier urbain dense et en depit des limites quecette densite entraine pour I'ensoleillement.

14 Vue partielle de laavec les fenetresd'angle arrondies

15 Bureau avecvue 11travers la fenetred'angle sur la rue

67

Comblement d'une dent creuse:immeuble de bureaux et de logements aWiesbaden

Architecte:A-Z Architekten, Wiesbaden

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2002SHON: 400 m'Volume du batiment:2334 m'

Consommation pour Iechauffage des bureaux:17,8 kWh/m'/an,selon Ie logiciel PHPP

Coefficient U murexterieur: 0,21 W/m'-KCoefficient U murs dusous-sol: 0,12 W/m'.KCoefficient U plancher:0,39 W/m'.KCoefficient U fen,Hre etpoteau 0,8 W/m'.K

68

Le terrain de petites dimensions (seulement9 m de large sur 20 m de profondeur) est situedans une zone de rehabilitation du centre deWiesbaden. De hauts murs coupe-feu limitentI'etroite parcelle au nord et au sud. Les fenetresne sont donc possibles qu'a I'est et a I'ouest.Ces conditions auxquelles s'ajoute I'ombre dueala densite du tissu urbain semblent peu propi-ces a I'utilisation passive de I'energie solaire.Le seul avantage reside dans la profondeur etla compacite du futur biWment en raison deI'etroitesse du terrain. Cela explique Ie concept:une surface vitree de I'ordre de 42% et, dans Iememe temps, une optimisation de I'ensoleille-ment journalier, une minimisation des deperdi-tions thermiques.

Le batiment devait regrouper sous un memetoitlogements et locaux professionnels. L'agencede I'architecte concepteur de I'operation - etaussi maitre d'ouvrage - occupe Ie sous-sol, Ierez-de-chaussee et Ie premier etage. Le bureaupaysager du second etage est loue a une agencede communication. Au-dessus, aux troisieme etquatrieme etages, se trouvent deux logementssubventionnes de 4pieces. Un penthouse d'uneseule piece donnant sur un grand toit-terrasseoccupe I'attique. Pour contourner Ie problemed'exigu'ite du terrain, Ie bMiment est equiped'un systeme de places de stationnement pour3voitures avec des planchers mobiles.

Tous les sejours et les bureaux sont entandis que les locaux sanitaires et les cuisinessont regroupes au centre du batiment.

Les bureaux, comme les salles a manger et lessejours, s'etendent sur toute la profondeur dubatiment. Dans les logements, des cloisonsde separation legeres rendent Ie plan flexible.Les chambres individuelles ont, Ie long de la

des portes coulissantes qui, ouvertes,renforcent I'impression d'espace.

Les bureaux sont dotes, sur la ouest,d'un puits de lumiere qui eclaire les espaces encontrebas Ie jour. Une ouverture circulaire joueIe meme role pour Ie sous-sol : recouverte parun vitrage, elle sert de table de reunions sur laterrasse, en ete.

Les objectifs suivants etaient fixes:- un batiment tres bien ensoleille avec une vuesur la ville depuis I'appartement du haut;- un bureau tranquille protege des bruits de larue mais bien venti Ie;- des baies vitrees sur toute la hauteur, sansradiateur place devant;- une construction durable et sans renovationconsommatrice d'energie;- des coOts de fonctionnement minimises surIe long terme.Toutes ces mesures devaient en meme tempsetre economiques.

L'air frais destine aux bureaux est rechauffe ourafrai'chi de 2 ou 3°C par un puits canadien. Unesonde geothermique en matiere plastique de20 m de long a ete enterree lors des terrasse-ments. La longueur du capteur a ici ete Iimiteepar la surface de terrain disponible. L'air estintroduit puis evacue par Ie jardin.

Pour pouvoir fonctionner en toute indepen-dance, les bureaux et les logements ont chacunune installation de ventilation dont I'entretienest a la charge de chaque utilisateur. Chaquelogement possede son propre echangeur ther-mique - de la taille d'un placard abalais. L'airfrais, capte en toiture, passe a travers des gai-nes en matiere plastique integrees dans la dallede beton arme et est insuffle dans les chambreset les sejours. L'air vicie est extrait par les cuisi-nes, salles de bains et sanitaires, puis evacue entoiture; un recuperateur de chaleur permet derestituer 90% de la chaleur aI'air neuf entrant.

Le fonctionnement decentralise presente tou-tefois I'inconvenient de ne pouvoir exploiterles sources d'energie ponctuelles comme Ierayonnement solaire en toiture ou la chaleurproduite par les bureaux pour les redistribueraI'ensemble du batiment. Dans les bureaux,les gaines de ventilation passent derriere desetageres encastrees. Cachees par les lampesintegrees, les bouches d'amenee d'air sontregroupees du cote oppose a celui des bou-ches d'extraction.

Dans une region ou les fai'tages des batimentsdu debut du siecle sont paralleles a la rue,on aurait dO prevoir une toiture identique,

!,

-- ,l== I"-,0-<,

U::l - c-- -- -- ---. ,H=1

F=JEE - • --,

I0,

\ iD ",:': "

:

\, ---- ,mf-- - II j(LtJ! _

f--

If:I 1\'.... '

L- 1\'\. ::

3

1 ouest sur larue. Elle esttituee d'elementspretabriques d'unehauteur d'etagecouvrant toute lalargeur du batiment.

2 Coupe sur la caged'escalier et Iege atrois niveaux

3 Plan des bureaux aurez-de-chaussee

4 Plan des logementsau 3e etage.

Coupe et plans,sans echelle

69

5

70

conforme au plan local d'urbanisme. Les auto-rites chargees de la protection des monumentshistoriques ont, en definitive, accepte - en rai-son du concept architectural innovant - unattique situe derriere la ligne d'egout et unetoiture plate.Celle-ci une installation solaire de21 m2 qui rechauffe I'eau de trois reservoirsde 800 litres situes dans Ie local techniqueau-dessus de I'escalier. lis fournissent I'eauchaude du bfltiment et servent de chauffaged'appoint.Pour des raisons de securite, Ie systeme d'eauchaude est equipe de resistances electriques.Les appartements ont des radiateurs dans lessalles de bainset lessejours, Ie bureau en adeuxau sous-sol. Au bout de cinq ans, ces mesuresse sont averees superflues car, par grand froid,seulle penthouse necessite un chauffage com-plementaire. La chaleur produite par Ie posteemetteur installe dans Ie garage constitue unesource complementaire pour Ie chauffage deI'agence d'architecte.

La premiere annee d'exploitation revele queI'energie necessaire pour Ie chauffage est negli-geable: selon Ie logiciel PHPP (Planing HousePackage Program, pour les maisonspassives) elle s'eleve a 17,8 kWh/m2/an. Cettevaleur a meme ete inferieure apres la premiereannee d'exploitation.

La conception du plan a prevu Ie rafraichisse-ment de la sous-face de la predalle par une ven-tilation nocturne transversale. Par contre, dansles bureaux, la est renforcee pour resis-ter aux periodes de grand froid et aux bruitsexterieurs: elle ne presente pas Ie moindreouvrant cote rue. En ete, I'aeration transversalenocturne ne peut toutefois pas remplacer aelleseule la VMC.

Avec ce projet, les architectes ont pu mon-trer que la construction d'une maison passivememe orientee est-ouest, sur un terrain malensoleille, est possible.

4- •••" " 4- ,•••• 4 ,.... ... §:; 4-, > ;· rdHTA17111 .....

1 :=:ICui j structurtmttllliqprotlCtIOI'IsoIt.ft

<4" ,...

1[\ P1 \,

'5IMlchl ..

H.".npou'b.lcon.u'j)lnduHTA 72148"Ion calculIt.tIqut rail H'"tn pourbalcontutplnduHTA- ,HTA17/1lt1ion

, 1[\ 71/ l' I 11 I:11 I I I e-- · r'''lltlolltmtnt I

r.itHTA31I'I ..loncalculltltiqut , f.il HTA31I1I ..1on

II

II

I;./[\ {ll<

II, r·"ll·IOlltmtnt L-I I

·rd HTA 17/11NIon c.lcultt.Dqut r.ilHTA31I'I.t1on

/Iil

r

;fl\ 71I I

I I ,1,....,.,,,... [III .....HTA 31/1I..1on c.lcul.tlbqut HTA31/llt11on

1 ;f[\ 71 III

ru·d.·ch.u..··ll·ltll.

II >==

1[\ 71 I"m n - r'l-d.-ch.un'.. · IF 111\ -;;;;'I

;1 I"" w /[\ 71\ / I 1=1 J, Ii'1111d. r'unlon

,II .ou.·.ol

1 · 11· .1

6

c.lcul.tlbqut

calculttlbqut

cllcultt.lJqut

ctlculltltlqut

Le gros reuvre en beton et enconstitue la structure, les murs separatifs etla masse d'inertie; visible aI'interieur du bati-ment, il y definit I'espace. Le gros reuvre et tousles enduits ont ete acheves avant Ie montagedes materiaux nobles - de la ou de I'en-veloppe.Les fenetres atriple vitrage constituent la par-tie la plus coGteuse d'un batiment passif mais,etant donne que I'on souhaitait une exploita-tion maximaIe de la lumiere du tour, Ie choixd'une grande surface vitree a prevalu.La prefabrication complete des grands elementsde hauts de 2,80 m sur toute la largeurdu batiment (9m), a perm is d'atteindre hautequalite et etancMite de I'enveloppe, et ce, pourun coGt raisonnable, Le bois a ete retenu en tantque materiau naturel pour realiser les montantset traverses de la

La a ete prefabriq uee par une entreprisequi s'est engagee arealiser une constructionde haute qua lite exempte de ponts thermiques

ou de fuites. Ce procede presente I'avantagede permettre Ie montage rapide d'unelorsque Ie temps est favorable. Les estet ouest completes ont chacune Me livrees parun semi-remorque. Vissees a I'aide de conso-les equerres, elles ont chacune ete monteesen deux jours. Deux autres journees ont suffipour les etancheifier completement, ce quia reduit de considerable la duree duchantier.

Dans Ie cas de grandes surfaces vitrees, il fautetre tres attentif aI'isolation thermique estivale.Cest pourquoi la des appartements estpourvue de stores venitiens protegeant desregards et du solei!. Les bureaux du premieretage et du rez-de-chaussee profitent de I'om-bre des arbres et les talus plantes situes enface.Les balcons en acier situes aI'est et donnant surIe jardin mais aussi les passerelles de servicede la ouest sont suspendus a la toiture.Les rares consoles indispensables representent

5 Vue sur Ie sejour etI'espace repas. Lapiece est eclairee etensoleillee des deuxcotes.

6 Coupe schematique avecindication de la ventila-tion contrcMe equipeed'un recuperateur dechaleur. Logements etbureaux possi!dent leurpropre systeme; "airinsultle dans les bureauxest prechauffe par unepompe achaleur geo-thermique.

71

Pour I'amenagement interieur, la plupart desmateriaux employes ont soit ete laisses brutscomme les murs ou les plafonds et les elementspretabriques des escaliers, soit tres legerementtraites - comme Ie parquet en bois industriellaque et les etageres encastrees en contrepla-que des bureaux.

des ponts thermiques negligeables. Les garde-corps se fondent dans la structure metallique,servent de protection antichute et sont tendusde stores en tissu pour proteger des regards.Les murs coupe-feu mitoyens sont - iI I'excep-tion du penthouse - betonnes et, Iii ou c'etaitnecessaire, isoles par l'interieur. De cette fayon,les deperditions thermiques ont pu etre eviteesdes deux cotes. Dans la cave, dans Ie penthouseet en toiture, I'isolation exterieure atteint 30cmd'epaisseur. La toiture plate comprend unedalle en beton et une isolation thermique de32 cm en mousse rig ide. Elle supporte en outreles installations solaires. Le radier de 55cmsupportant Ie batiment principal est egalementisole de l'interieur (24cm) pour des raisons decharge tandis que la dalle de 20cm sous la ter-rasse a ete coulee sur 20cm d'isolant.

Composition toiture-terrasse:

Caillebotis bois env. 6 cmMembrane d'etancheiteIsolation thermique 20 cmFilm/pare-vapeurDaile beton armeenduite et peinte 220 mm

8

Composition plancher:

Parquet industriel 22 mmAagreage 3 mmChape 55 mmFilm/pare-vapeurMateriau resilient 40 mmDaile beton armeenduite et peinte 220 mm

72

7 Vue d'un bureau

8 Detail, sans echelle

9 Fa9ade est sur caur. Lesbalcans metalliquessant suspendus II lataiture. Puits de lumiereservant de table

73

Construction de logements sociaux energetiquement efficaces:immeuble d1habitation it Madrid

Architecte:Guillermo Yanez, Madrid

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2004SHON:logements 3 939 m'Commerces 251 m'SHOS: 6 420 m'Volume du batiment:15740 m'

Consommation d'energiepour Ie chauffage:62,52 kWh/m'/an

Coefficient U toiture plate:0,32 W/m'.KCoefficient U mur:0,43/0,58/0,77 W/m'.Kselon I'orientation, sansI'effet tampon des avanceesvitreesCoefficient U fenetre:2,18W/m'.KCoefficient U plancher:0,45 W/m'.K

74

Le projet de logement social a San Fermin,un secteur en expansion de la peripherie deMadrid, a rem porte en 1999 Ie concours de laEmpresa Municipal de la Vivienda (Office muni-cipal de I'habitat) pour un des trois biltimentsavec la mention « Logement social energeti-quement efficace». Ce projet devait respecterles normes bioclimatiques appliquees au loge-ment incluant I'utilisation integree, active etpassive de I'energie solaire. En depit de sub-ventions de I'UE pour couvrir les depenses sup-plementaires liees aux contraintes ecologiqueset energetiques, un coGt limite et un certificatde fonctionnement economique du systemesolaire devaient souligner Ie caractere exem-plaire du projet.

Le batiment reprend la forme en U imposee parun tissu urbain tres dense avec deux ailes nord-sud paralleles et une est-ouest,Le batiment en forme d'i1ot est complete aI'ouest par une barre plus haute qui protegeI'ensemble, et surtout la cour interieure, dubruit de la rue principale a6voies.

Le parking en demi-sous-sol est naturellementventile par une ouverture zenithale dans la cour.En raison de la pente naturelle du terrain, dessurfaces commerciales donnant sur la rue ontpu iHre prevues dans sa partie est. Sur ce sou-bassement, Ie batiment de trois etages, avec unattique en retrait, comprend au total 54 loge-ments.

Outre I'utilisation de I'energie solaire en hiver,il etait indispensable de prevoir pour les eteschauds de Madrid une protection solaire etune ventilation naturelle, essentielle dans laconception et la realisation du projet. Ces deuxobjectifs expliquent certains choix constructifset la repartition des logements.

(I I) IIII I

01II L -

3

g

g 1--11

t-fJI I

[ilr' 1111 r

1 Vue aerienne. La grandedensite de populationest Ie signe d'un tissude centre-ville.

2 Coupe: vue depuis Ie sud(cour)

3 Plan de I'etage, sansechelle

4 Plan de masse avec lesenvirons, sans echelle

75

5

6

76

Les logements sont traversants pour favoriserla ventilation naturelle. Les trois cotes du bati-ment en U presentent des dispositions differen-tes selon I'orientation: les sejours sonttoujoursaI'ouest ou au sud alors que les chambres sontau nord ou aI'est.Le regroupement des gaines au centre deslogements autorise une plus grande profon-deur. Cet emplacement permet de raccourcirles distances des reseaux d'approvisionnementet d'evacuation. Le juste dimensionnement desouvertures et Ie systeme de captation et deprotection solaire empEkhent la monotoniedes fa(:ades car ils varient selon I'orientation,la situation et les conditions d'ensoleillementet d'ombre portee. Ces variations animent cebatiment plutot severe et mettent en valeur lesdispositifs bioclimatiques.

La cour interieure s'orne de plantes regionalesqui ameliorent Ie microclimat, surtout en ete.Leur arrosage I'apres-midi rafraichit aussi I'airexterieur grace a I'evaporation. Cette mesurejoue un role essentiel dans la c1imatisationnaturelle estivale: elle renforce la ventilationtransversale voulue pour tous les logements etla convection par les cheminees solaires.

1000 10

4000-:7"""-

5 Schema de fonctionnementde la ventilation transversale

6 sud sur cour avec lesbalcons vitres en saillie etles pare-soleil (fixes)

7-8 Etudes d'ensoleillement etd'ombres portees

9 Part de production descollecteurs solaires (kWh,rouge), besoins en eauchaude sanitaire (kWh,bleu) et part assuree enmoyenne (en pourcentage,vert)

10 Vue de la toiture et des pan-neaux solaires; protectionsolaire de la ouest(cour interieure) avec desvolets equipes de lamellesreglables

%KWh

3000 30

2000 20

9000 __----90

8000 80

7000 -r"""'6000

5000 50

10000 -== 1oo

98

10

Pour les logements est-ouest, Ie noyau centralcomprend des gaines d'aeration verticales. ParI'effet Venturi, I'air des pieces principales estaspire en toiture. A I'inverse, de I'air plus fraisest capte dans la cour interieure et evacue parles fenetres.On a pu evaluer que Ie cumul de toutes cesmesures a permis une reduction de plus de 40 %de la consommation d'energie et de 50% desemissions de dioxyde de carbone par rapport ades batiments traditionnels et selon les normesen vigueur.

Le chauffage est assure par une chaudiere agaz modulaire. La distribution s'effectue parl'intermediaire de radiateurs thermostatiquescourants reglables pour chaque logement. Lefonctionnement du chauffage est contrale etregule adistance.Des boWers repartiteurs equipes de compteursse trouvent dans les gaines palieres pres deI'entree des logements. La lecture et Ie calculdes consommations individuelles peuvent sefaire depuis I'exterieur.Une seconde chaudiere, egalement au gaz, serta la production d'eau chaude sanitaire, et uneinstallation solaire de 24 panneaux de 2,5 m2

chacun vient en complement. Les capteurssolaires places sur la toiture plate sont orientesau sud selon un angle de 40°. L'installation cou-vre environ 70% des besoins en eau chaude etdevrait etre amortie en 9,5 a 12,4ans, suivantI'evolution des sources d'energie traditionnel-les. Sa contribution energetique entraine unediminution des emissions annuelles de dioxydede carbone de pres de 13 tonnes.

77

marquise solaire:lamelles en aluminiumsur des consoles en aciergalvanise et emaille

fenetre:vitrage simple 6 mmcadre aluminium laque

vitrage fixe:verre ESG translucidecadre aluminium laque

\' fenetre basculante:\ yerre translucide

volet roulant:aluminium laqua blanc

Construction du mur:complexe isolant 40 mm

en briqueenduit 15 mm

lamellesreglables:aluminium laqua

panneau central: fenetre: verra isolantvolet ouvrant 4 mm + vide 12 mm + 4 mm

cadre aluminium laqua

ant aluminium laqua blanc

ion du mur:erieur 20 mmere et poreuse

W/mKI290 mmtre 15mm

verre isolantde 6 mm + 4 mmminium laqua

f--

f--

f--

rquise solaire: IIelles d'aluminium f--s un cadre en aeier

vanise et emaille tQ40mm

Volet roul

I Fenetre:

I 4 mm + viCadre alu

f-- Constructenduit ext

f-- brique legIA0,203

f-- enduit pia

f--

IIf--

bIII

-f--

f--

f--

f--

IIf--

b

111

MaLamdangal801

11 12 13

14

11 Coupe detaillee de laest

12 Coupe detailleede la ouest

13 Coupe detailleede la sud

14 Schema de fonctionnementde la ventilation avec lescheminees solaires

Comme les ouvertures, les murs exterieurs dif-ferent en fonction de leur orientation. Sur lesfa9ades est et ouest, ils sont constitues d'uneseule paroi en brique legere, poreuse et iso-lante, Au sud et sur les fa9ades assez fermeesdu nord, ils re90ivent en plus une isolationthermique exterieure. Dans un premier temps,I'effettampon des balcons vitres n'a pas ete prisen compte dans les calculs energetiques.

A l'interieur, planchers et murs massifs assu-rent I'inertie thermique necessaire a I'efface-ment des pics estivaux de temperature.Toutes les ouvertures ont des dispositifs de pro-tection solaire adaptes aI'orientation et dimen-sionnes en consequence. lis permettent auxrayons du solei I de penetrer quand ille faut oud'etre arretes au moment des chaleurs estiva-les. On veillera bien sur ace que les pare-soleiln'entravent pas la ventilation naturelle.

Les alleges des balcons orientes au sud sontconstituees de panneaux vitres translucidesservant de pare-solei!. Des lamelles horizon-tales assurent la protection solaire d'ete pourcette orientation.

Aux periodes chaudes de I'annee, des voletspliants a lamelles horizontales reglables prote-gent les balcons orientes a I'ouest des rayonsbas du solei! du soir. Les chambres situees aunord et aI'est ont de petites ouvertures - cellesa I'est sont equipees d'une combinaison depare-soleil fixes horizontaux et verticaux. Tousces dispositifs necessitent peu d'entretien etsont faciles a utiliser. Les risques de faussemanreuvre sont donc negligeables.

78

17

15 Fagade ouest. Interieure' sur la cour

solair ' protectione assuree

des volets . parn!glables a lamelles

16 Fac dya e est sur r .ouvertures u,e,combine plus etroites

desat verticauxhonzontaux

17 Croquis 'd' expllcitantlIspositifs d es

solaire pr' e protectionles devantouest (cou ,e la fagade

r Interieure)

79

Requalification d1une friche industrielle:campus universitaire it Nottingham

Architectes:Hopkins Architects, Londres

Informations sur Ie projet:

Livraison: 1999SHON: 37 050 m'

Consommationenergetique: 85 kWh/m'/an

Coefficient U toiture:0,22 W/m'.KCoefficient U mur exterieur:0,287 W/m',KCoefficient U plancher RDCsur terre-plein:0,393 W/m',KCoefficient U fen'ltre:2,4 W/m',K

1 Vue sur Ie centre ducampus avec Ie centrede recherche etd'etudes sur les mediaset Ie batlment deI'amphitheatre

2 Plan de masse,sans echelle

3 Isomatrie mantrant Iecentre de recherche etd'etudes sur les mediasavec Ie batiment deI'amphitheatre

80

En 1996, I'universite de Nottingham a organiseun concours d'architecture pour la construc-tion d'un nouveau campus sur un site occupeauparavant par une usine de bicyclettes, Leprogramme prevu pour 2500 etudiants com-prenait un centre de recherche et d'etudes surles medias, un biHiment avec un amphitheatre,trois facultes, un restaurant universitaire et leslogements necessaires. Le projet devait ser-vir de modele pour un developpement urbaindurable et pour la requalification d'une fricheindustrielle. La liaison avec un quartier d'ha-bitation de banlieue devait aussi etre prise encompte,

Le parti du projetlaureatde I'equipe - constitueedes architectes de I'agence Hopkins Architects,des ingenieurs du bureau d'etudes Arup (plansde structure et d'installations techniques) et deI'architecte paysagiste Battle McCarthy - con-siste en un long plan d'eau de 13000m2 qui ala fois divise et relie les nouveaux equipementsuniversitaires et les quartiers d'habitation voi-

sins. Cette nouvelle ceinture verte a ete concuepour repondre adeux objectifs: permettre unedesserte pietonne et faciliter I'orientation sur Iesite, L'equipe souhaitait pour ce nouvel ensem-ble un cadre agreable propice a la serenite etune amelioration de I'environnement imme-diat.

Le centre de recherche et d'etudes sur lesmedias constitue I'element visuel central duprojet. Par son caractere atypique, Ie cone poly-gonal confere au nouveau campus son indis-pensable identite. Le programme comprenden outre une bibliotheque et un laboratoireinformatique central accessible en permanenceaux etudiants, Les niveaux s'echelonnent toutau long d'une rampe ascendante en spiraledont Ie noyau comprend I'ascenseur et la caged'escalier. Les c1oisons de separation entre labibliotheque et la salle informatique peuventetre deplacees en fonction des besoins. Lebatiment central avec I'amphitheatre se trouvejuste en face.

81

4

4 Vue de I'atrium de lafaculte des sciences deI'education

5 Plans ROC et etage dubfitiment de la faculte,sans echelle

I I I IDuDDuDI I I IDOuDuD

o

.,

",,-,,-.

... '.......

... If

. ",,-,,-. .....

iF'; I. •

I I I IOUOuD

I I I IODODD /'

5

o

o

o o

Ho .........•.....................•.......···0 o

o

o ·········w·····················.··········0=====!J

o o

o

o

LO. ()........ .() ().! o o o o : 0 0 0 0': J

83

emissionsde dioxyde

de carbone etconsommation

energeliqueannuelle

=--------6

"''''..II

....".

.....'--

'2:::.....

......

6 Comparaison entre lesconsommations rele-vees et celles d'autresinstituts semblables enGrande-Brelagne

7 Schema de ventilationdu baliment de la facul-te: amenee d'air fraisdepuis Ie parc et extrac-tion par les tours deventilation surmonteesde tetes pivotantes.

8 (page suivantel(detail) de la faculteavec la tour de ven-tilation: bardage encadre canadien, aeiergalvanise il chaud etbeton apparent sontles seuls materiaux:ils donnent une imagemodeste mais avenantedu biitiment.

9 (page 86) Vue de nuit ducampus avec Ie batimentde I'amphitheatre

84

Les trois batiments des facultes ont un systemede ventilation abasse energie. La combinaisonde bureaux individuels et de salles de coursavec les vastes atriums participe au principede ventilation choisi. Une seule alternative sepresente: Ie recours ala seule ventilation natu-relle ou un systeme de ventilation mecaniqueabasse pression avec recuperateur de chaleur.Le reglage de precision s'effectue au cours dela premiere annee d'exploitation. Pour reduireI'energie Iiee aI'acheminement de I'air, les sec-tions des couloirs et des cages d'escalier ontete prevues en consequence: plus celles-ci sontimportantes, moins on consommera d'energiepour les ventilateurs. L'electricite utilisee parces derniers provient en totalite des cellulesphotovolta'iques integrees dans Ie vitrage destoitures des atriums. Les 450 m2 installes suffi-sent pour fournir chaque annee les 51240 kWhnecessaires. En ete, ces panneaux contribuentaussi acreer de I'ombre.Pendant les jours couverts, I'eclairementnecessaire dans les atriums et les salles de

cours est presque assure. En fonction de lapresence de personnes et de I'intensite lumi-neuse du moment, I'eclairage artificiel estmodule par aun systeme intelligent de detec-teurs infrarouges.

Comme pour certains batiments passifs avantun systeme de contra Ie, la consommationdepend surtout du comportement des usa-gers. Le personnel enseignant et les etudiantssont informes sur la maniere d'utiliser Ie syste-me de ventilation. D'autres parties du campussont egalement concernees par les aspects liesa I'energie. Ainsi, les 22000m3 de deblais deterre ont ete utilises pour modeler Ie terrain.Le choix des plantations a ete guide par lanature du sol; les toitures plates sont recou-vertes d'une vegetation extensive. Les eauxde ruissellement sont collectees et ameneesdans Ie plan d'eau. On a pu etablir que cetteconception retlechie a permis de reduire lesemissions en dioxyde de carbone de 2556ton-nes par an.

CONCEPTION DE BATIMENTSENERGETIQUEMENT EFFICACES :PRINCIPES ET MESURES

CONCEPTION DE BATIMENTS ENERGETIQUEMENT EFFICACES:PRINCIPES ET MESURES

1 Commerzbank, Franclort,Sir Norman Foster, 1997.Tour mettant en ceuvredes mesures d'economied'energie

88

Situation de depart et perspectives

II va sans dire que la conception d'une archi-tecture c1imatique est nee en meme temps queI'architecture elle-meme. Une des raisons deI'apparition de I'habitat humain est Ie besoinde lutter contre des conditions climatiques ex-tremes pour rendre la vie possible dans desregions non tropicales.Pratiquement jusqu'a la moitie du 1gesiecle, lesdonnees climatiques et energetiques ont eteprises en compte tout naturellement, au memetitre que les aspects plastiques et constructifsde I'architecture. L'evolution rapide du geniec1imatique a « libere» les architectes de cescontraintes et les a amenes a se concentrer surles aspects structurels et formels. L'architectures'est ainsi petit a petit eloignee de la nature,ce qui explique I'utilisation irresponsable desressources energetiques. On ne peut bien en-tendu pas continuer dans cette voie sous peined'entrainer des consequences catastrophiquesdu point de vue ecologique.

Les batiments qui sont construits aujourd'huidevront etre encore utilises dans 30 ou 40ans,quand la situation energetique sera encore pluscritique. Pour evaluer les etroites relations quiunissent I'Homme, Ie c1imat et I'architecture, ona construit divers (( batiments solaires», projetspilotes pour lesquels Ie comportement ener-getique des batiments et !'influence des mesu-res relatives a I'utilisation de I'energie solaireetaient les principaux facteurs examines. Desmodeles de calcul simplifies developpes pourI'utilisation sur les ordinateurs personnels per-mettent une approche quantitative. L'objectifessentiel de ce travail ne consistait pas a optimi-ser ces systemes sur Ie plan energetique, mais afaire de ces mesures d'economie et de captaged'energie des elements concrets a integrer ala conception architecturale. L'influence de cesmesures sur la conception des volumes et desfa\fades, sur I'utilisation du batiment lui-meme,I'interaction entre Ie concept d'energie solaireet les habitudes (d'habitat) des utilisateurs ontete etudiees avec une grande attention. Aprestout, il ne s'agit pas uniquement d'economiserde I'energie mais, en incluant les rayonnementssolaires dans Ie projet, d'ameliorer la qualite devie offerte par un batiment.

Au fil des ans, des principes de conceptionde plus en plus precis et sOrs ont ete definispour prendre en compte I'utilisation passive deI'energie solaire. Dans Ie meme temps, cetteevolution a permis d'ecarter les reserves et lesinconvenients lies aces mesures d'economied'energie et a mis en evidence la responsabi-lite des concepteurs. Au regard de la situationecologique et des possibilites constructives ettechniques, une architecture energetiquementefficace est devenue une obligation ethique.La conscience plus forte des maitres d'ouvragede la necessite d'economiser I'energie a aussiete determinante dans cette evolution. Laconstruction energetiquement efficace pouvaitdes lors s'imposer sur la scene de I'architecturemondiale. Des architectes renommes en ont faitIe cceur de leur reuvre - d'oLJ un effet amplifica-teur evident.

Ainsi, les batiments a basse energie ont eteacceptes comme standard commun du pointde vue economique. La legislation (par exem-pie les prescriptions relatives aux economiesd'energie) a impose cette norme. L'objectifsuivant est desormais la maison passive. Cesderniers temps, les programmes d'incitationsfinancieres et de subventions pour la construc-tion econome en energie ont ete adaptes enconsequence. Le KreditanstaltfurWiederaufbau(KfW) a, par exemple, eleve ses exigences pourles aides destinees aux maisons a basse ener-gie au niveau de celles des maisons passives.De la meme fa\fon que 10 ans auparavant, pourles maisons a basse energie, les definitions, latechnique de construction, les materiaux ainsique les limites et les possibilites de ce nouveaustandard sont activement debattus. Une defini-tion plus claire des enjeux et la simplificationdes methodes d'appreciation permettent toute-fois aux architectes d'aborder cette problemati-que avec plus de facilite. Les regles fonda men-tales de conception d'une maison passive sontc1aires. AI'inverse des maisons a basse energiepour lesquelles des ecarts par rapport a uneconception econome en energie peuvent etrecompenses par des dispositifs techniques oupar une isolation thermique renforcee, une en-veloppe compacte est, dans Ie cas present, im-perative. On exige de I'architecture une formeoptimisee et une discipline rigoureuse. On peut

a ce sujet se demander si cela doit etre vu com-me une limite ala creativite ou bien comme unevertu conceptuelle et formelle.

La demarche visant a faire des economiesd'energie commence par la decision deconstruire ou non et se poursuit par la questionde savoir avec quoi; Ie probleme du commentne vient qu'ensuite. Ce dernier point fait dejaI'objet d'une litterature tres complete, de me-thodes de conception et d'un ensemble de re-gles et de solutions techniques qui permettentd'aborder la plupart des cas rencontres. Lesdeux premieres questions recelent pourtant Ieplus grand potentiel d'economies. Ce qui n'apas ete pris en consideration au debut de laretlexion ne peut par la suite etre compensequ'a grand renfort de moyens energetiquescoOteux. « La difficulte n'est pas de realiser deschoses, mais de reunir les conditions grace aux-quelles on peut renoncer aces choses.» (1) Leschoses que I'on construit (mal, Ie cas echeant)devraient en fait s'apprecier selon leur valeurd'usage, qui est leur seule raison d'exister. Ladurabilite presuppose la necessite; elle n'a riende gratuit ou d'arbitraire. Une conception ener-getiquement efficace ne peut donc se reduirea un parti formel base sur la compacite ou surI'emploi de certains materiaux et technologies.Au contra ire, elle integre aussi toutes les etapeset domaines du processus de conception. Etantdonne qu'il faut fixer des priorites pour chaquephase, il importe de detinir precisement I'ob-jectif en amont.

Construction de logements energetiquementefficaces

L'edification d'immeubles est un champ d'acti-vite tout designe pour developper de nouveauxtypes de construction durable. Le role d'unbatiment d'habitation est d'abriter des gens.Protege des exces et des desagrements du cli-mat, Ie logement doit permettre a son occupantde s'epanouir.Pourtant, la penurie d'appartements et la spe-culation qui s'ensuit conduisent souvent a uneremise en cause de la qualite au profit d'uneaugmentation quantitative. Cette evolutionexplique d'ailleurs pourquoi les proprietes

kWh/m"an

200 _

150

100

50

oEXISTANT Roglementation Roglementation Maison. Meison

thermique 1984 thermique 1995 basse onergie passive

3

2 Besoins annuels enchauffage dansI'existant selon lesnormes en vigueur

3 Ensemble d'habitation,Kriens, Suisse, Lischer,2001 (voir aussi p.44).Batiments compactspour minimiser lesdeperditions thermiquespar transmission

(1) ConstantinBrancusi(1876-1957)

89

La pieceLe developpement de ces facteurs depend dela typologie du batiment. Au moment de I'ana-lyse des typologies, on examine en premier lieuI'unite de base d'un batiment: Ie bureau pourun immeuble de bureaux, la salle de c1asse pourune ecole, etc, Les principes d'organisation de-rivent de cette unite de base. Dans Ie cas dulogement, la piece represente cette unite. Dupoint de vue energetique, les proportions d'unepiece et Ie rapport entre sa profondeur et la fa-

sont importants.Pour Ie bilan energetique d'un batiment,les pie-ces etroites et profondes sont plus favorables.Dans Ie cas d'une tres vitree, cela permetd'augmenter I'exploitation de I'ensoleillement.Pour une meme largeur de batiment, des piecesetroites permettent de prevoir plusieurs piecesau sud et une meilleure exploitation de cetteexposition.Les proportions des pieces devraient cepen-dant etre detinies en fonction de leur usage etdes possibilites d'ameublement. A cet egard,les pieces larges sont preterables car ellesautorisent plusieurs variantes d'ameublementet utilisations, Sur Ie long terme, les piecespolyvalentes facilitent I'adaptation d'un bati-ment aI'evolution des structures familiales etsociales.En fait, cette flexibilite a aussi des consequencessur Ie plan energetique. La duree de vie d'un ba-timent sera prolongee par une utilisation maxi-male des surfaces habitables. Les mesures derenovation et de restructuration pourront alorsetre evitees ou, si necessaire, simplifiees et mi-ses en oouvre avec un cout energetique reduit.

physiques de la construction de logements - as-pects essentiels d'adaptation au c1imat - sontsouvent negliges.Une architecture energetiquement efficacesuppose un bon equilibre entre les mesuresen faveur des economies d'energie et cellesmises en oouvre pour la produire. Les premieresconcernent surtout la compacite et une bonneenveloppe isolante alors que I'utilisation pas-sive de I'energie solaire releve des secondes.En matiere de conception, ce sont surtout lesproportions d'un batiment et son orientationqui sont concernees.

SIEOLUNQ PASSAUSCHRODER·WIDMANN

SIEDLVNG HALENBEAN, ATELIER 5

SIEOlUNG AOTHENBACHMETAON AG

io ,,

o hOG

5

6

4 Lotissement Halen presde Berne, Atelier 5,1955-1961. Des rangeesde maisons etroites etprotondes avec une oudeux pieces dans la lar-geur

5 Lotissement 11 Passau-Neustift, H. Schroder etS. Widmann, 1989. Desrangees de maisonsetroites et protondesavec une piece dans lalargeur

6 Differentsplanspossiblesavec les proportionsdes pieces

90

7 Lotissement Rothenbacha,d, Pegnitz-Steinberg,Metron Architektur,1990, Maisons en bandelarges et peu pr%ndesavec deux pieces dansla largeur

8 Espaces centrauxpolyvalents. Variantesd'ameubiement (extraitde: Peter Faller: « DerWohngrundriss 1920-1990» (Les Plans delogement 1920-1990),Stuttgart 2002)

9 Pr%ndeur de batiment- repartition des dille-rents espaces

h.-.r'""",:)SI(OLUNG Il.OTHfH ....CHMfTIlOHAG

SIUllUHQ MAlfHIIERH, ATUJ(JIl ,

SIt:OlUHG '''SSAVSCHROO(A·WlOMAHH

parents

2 enfants, division spatiale

[0)

I.

seJour

B

F

D

Q.oO-11,OO---"

f---11,OO-13,OO--r

9

A

En decalant les niveaux (demi-niveaux) ou enjouant avec la forme du toit, il est possible deprofiter des differences ainsi obtenues pourplacer davantage de pieces au sud. Dans les

La disposition avec des sejours a une seuleorientation convient aux bandes de petitesmaisons a trois ou quatre pieces. Dans Ie casde logements plus importants, la maison serasoit trop large, et donc moins compacte, soit ilfaudrait prevoir plus de deux niveaux.A I'inverse, pour une disposition traversantea deux niveaux, on aura de grands logementsavec deja quatre a six pieces. Un etage supple-mentaire entraine soit des unites tres importan-tes (eventuellement avec un logement indepen-dant annexe) soit oblige a reduire fortement lalargeur de la maison (d'une piece) et donc celiedu jardin attenant.

Proportionsdu MtimentSi I'on examine par exemple les proportionsd'une bande de maisons orientees au sud pouren evaluer la compacite, on devra considererla largeur, la profondeur des logements, maisaussi la hauteur des batiments.La largeur d'une maison en bande depend engrande partie du nombre de chambres et desejours mais aussi de la disposition des pie-ces secondaires et du principe de distributioninterieure. Avec une a trois pieces contigues,on obtient des largeurs de maison comprisesentre 4 et 9 m.La profondeur d'un batiment est fonction dessejours qui peuvent etre a simple ou doubleorientation. II en resulte plusieurs possibilites:- sejours au sud - pieces secondaires et distri-bution au nord: c'est la disposition classiquedes batiments solaires. Cela ne permet toute-fois qu'une profondeur limitee.- sejours au sud - distribution au centre - piecessecondaires et sejours au nord: dans ce cas, Iebatiment est plus profond. Pour pouvoir profi-ter de I'orientation au sud, les espaces situesau sud devraient etre plus profonds que ceuxdu nord.- sejours au sud - distribution et pieces se-condaires au centre - sejours au nord: les ba-timents peuvent alors etre tres profonds. Lenombre de pieces orientees au sud ou au nordest identique.

91

Profondeur m

20----------

8 9largeur de maison m

7654

15

10

11

10 Modification de lahauteur

11 Influence de la largeuret du nombre d'etagesd'une maison en bande(pour un espace centrald'une merne surfacebrute de 150 m') sur laprofondeur

10

SIEDlUNG ROTHENBACHMETRON o\G

SlfOlUHG HAUNSERN. "HUfR 5

SIEOLUNG PASSAUSCHROOER-WIDMANN

cas d'unites a21/2 ou 3 niveaux, I'organisationdes logements en demi-niveaux apporte uneplus grande fluidite dans la distribution des dif-ferents espaces. De meme, des plans profondspourront etre de la sorte mieux structures.Une toiture aun versant permettra d'agrandirla partie situee au sud, de reduire au nord lesparties a!'ombre et, par consequent, la distanceentre les bandes de maisons. Sur Ie plan formel,cette succession de toits aun seul versant avecdes espaces intermediaires limites par les fac;:a-des de hauteurs variables, reclame un dessintres rigoureux.

Si, de maniere ideaIe avec des surfaces identi-ques, on fait varier les hauteur, largeur et pro-fondeur du centre d'une bande de maisons,alors on peut examiner les relations qui existententre ces parametres (voir ill. 11-12). Pour deslargeurs de maison croissantes, les hauteursont une influence decisive sur la profondeurresultante. Pour des maisons tres etroites, unfaible nombre de niveaux entraine une profon-deur presque irrealisable. Pour les maisons treslarges, c'est possible.

Si !'on calcule, pour des largeurs croissan-tes, Ie rapport surface/volume, Ie nombre deniveaux joue un role bien moins important.La largeur de la maison est par contre deter-minante. Des maisons larges ont un rapportsurface/volume moitie plus important quecelui de maisons etroites. Cela signifie aussides deperditions thermiques superieuresde 50% pour une construction identique ou,autrement dit, la necessite de prevoir d'im-portantes epaisseurs d'isolation thermiquepour arriver au meme niveau de deperditionde chaleur par transmission. De plus, uneenveloppe augmentee de 50% suppose descouts superieurs et surtout une consomma-tion d'energie primaire plus importante pourla construction. Entrainant une plus grandecompacite, les largeurs reduites permettrontaun nombre plus important d'unites I'accesdirect aun espace exterieur - meme etroit. Lesespaces exterieurs de desserte, les equipe-ments d'approvisionnement et d'evacuationseront aussi reduits.A I'instar de cet exemple, il est possible d'etu-dier I'evolution de ces rapports pour d'autrestypologies de logements.

Orientationd'un MtimentL'etude de I'orientation d'un batiment est ins-tructive si on la mene par rapport aux pointscardinaux. L'enseignement c1assique de I'archi-tecture solaire precise que, pour les batimentsorientes nord-sud, les pieces principales doi-vent etre au sud et les secondaires au nord. Celaentraine une faible profondeur de batiment et,par consequent, une faible compacite tout en

92

SurfJVol.

0,60-----------------

0,30--'4-----'-5---6'----'7-----'-8---9'--

Largeur m

12

optimisant I'utilisation de I'energie solaire.A!'inverse, I'orientation est-ouest conduit adesprofondeurs importantes mais avec un gain so-laire potentiel inferieur acelui d'une orientationsud. Le moindre ensoleillement est compensepar une plus grande compacite et une minimi-sation des deperditions thermiques par trans-mission.

T --+\

__iI

soleil du soir salle de bains soleil du matin-sejour escalier cuisineenfants parents

12 Cf, 11: influence sur lacompacite (rapportsurf./vo!.)

13 Principes de repartitiondes pieces selonI'orientation

14 Lotissement Looren IIAltoltern am Albis,Metron Architektur. 1998(voir aussi p.50). Espacecuisine/sejour/salle IImanger traversant

sejoursescalierenfants

De maniere generale, on peut compter dans cecas sur un ensoleillement des deux cotes. Lespieces principales pourront etre orientees desdeux cotes tandis que les pieces secondairesseront situees au centre. On pourra de la sorteatteindre une grande profondeur et donc unecompacite superieure. Pour la disposition despieces principales, il faudra prendre en compteI'ensoleillement du matin ainsi que celui dusoir.

Un examen precIs de plans de logementsmontre que, meme pour une orientation nord-sud, une troisieme partie au nord est envisa-geable. On pourra y placer les pieces n'ayantpas un besoin absolu de soleil (par exemplela chambre des parents, un bureau), ou cellesse situant dans Ie prolongement d'un espaceoriente au sud (par exemple un sejour tout enlongueur comprenant la salle amanger). En cequi concerne les pieces cote sud, on pretererades espaces profonds et etroits. On peut ainsivitrer largement la sans risquer de sur-chauffe.

5

I

'0/- -/ I'

5

13

+-- T ---+-

sejours pieces secondaires

"9'-t-- T

salle de bains cuisineparents

atelier

NbghhUU

N

Cette disposition permet une plus grande li-berte dans la conception du plan. Elle permetun eclairement des deux cotes et une relation aI'espace exterieur, ce qui ameliore nettement Ieconfort d'un logement.

L'orientation au sud n'empeche donc pas laconception d'un batiment profond et com-pact. De plus, de petits ecarts par rapport aI'orientation au sud apportent des variationssubtiles sans diminuer de substantielleles apports solaires. En faisant pivoter I'orien-tation principale vers Ie sud-ouest, on pourrabeneficier du solei I pendant les soirees d'ete.Cela joue en faveur du confort interieur mais

93

15 Concours Wohnen 2000(Habitat 2000). Essen,Stender, Siildner,Gonzalo. Plans pro-fonds avec espacecuisine/sejour/salle amanger traversant

16 Immeuble de bureauxet de logementsaWiesbaden, A-ZArchitekten, 2002 (voiraussi p.68). La profon-deur du batiment com-pense I'inconvenientd'une orientation e5t-Quest. Les pieces princi-pales sont eclairees desdeux cotes.

15

aussi des espaces exterieurs, En toute logique,la opposee sera donc tournee vers Ienord-est, ce dont profiteront les pieces de cecote (par exemple la cuisine et la chambre desparents) ou penetrera Ie soleil matinal en ete eten demi-saison,

L'etude de I'orientation entraine souvent uneconfusion de differents concepts. II est impor-tant de bien distinguer I'eclairement, I'utilisa-tion de I'energie solaire pour Ie chauffage d'unepiece et I'ensoleillement synonyme de qualitespatiale. L'eclairement est possible pour toutesles orientations. Dans certains cas (bureaux,ateliers d'artiste) I'orientation au nord est memepreteree en raison de la regularite de la reparti-tion lumineuse, de I'absence de surchauffe oud'eblouissement dus a un ensoleillement di-rect.Pour I'utilisation de I'energie solaire, on dis-tingue deux types de rayonnement solaire: Iedirect et Ie diffus. La part diffuse est la memepour toutes les orientations a I'exception dunord qui beneticie d'un apport solaire moindre.Pour I'utilisation passive de I'energie solaire entant qu'apport energetique dans Ie chauffage,il faut en fait prendre en compte Ie rayonne-ment solaire direct en raison de son intensite,sachant que la valeur maximale est atteinte ausud. Cette valeur se reduit rapidement des queI'on s'ecarte vers I'est ou I'ouest.

94

Pour une exposition est-ouest, les apports16 solaires devraient en outre etre consideres en

parallele avec I'evolution des temperatures.L'intensite de rayonnement est pratiquementidentique des deux cotes. Par contre, les tem-peratures exterieures matinales sont inferieu-res acelles de I'apres-midi. Par consequent, lesbesoins en energie d'une piece sont plus im-portants Ie matin et donc aussi Ie facteur d'utili-sation du potentiel d'energie solaire. II est pre-ferable de placer les pieces principales aI'ouesten raison de la qualite de cette situation dans Iebatiment et de la presence des habitants (sur-tout I'apres-midi).

Pour I'examen de I'ensoleillement comme as-pect de la qualite spatiale d'une piece, un autrefacteur entre en jeu: la position du solei I aucours de la journee. En hiver, Ie soleil se leve

au sud-est, atteint son zenith (et donc son in-tensite maximale de rayonnement) vers midi,puis se couche au sud-ouest. Cela signifie queIe rayonnement solaire atteint une fa9ade estou ouest avec un angle qui diminue de plusen plus a I'approche de midi et qui laisse doncpenetrer Ie soleil moins profondement dans lapiece. Lorsque cet angle est inferieur a 15°, Ierayonnement solaire est renvoye en grandepartie par Ie vitrage. Plus on s'eloigne de midi,plus I'angle d'incidence est important et plusbas est Ie solei I sur I'horizon. Les ombres por-tees de batiments paralleles augmenteront enconsequence.

17 LotissementDianas Have,Danemark, TegnestuenVandkunsten, 1992. Elfetspatial apporte par uneclairage zenithal aunord

18 Ensemble de logements aEching, pres de Munich,R. Tobey 1988. Sejouravec la,ade sud vitreeen totalite

19 Lotissement de maisonspassives HocklisteinaJona pres deRapperswil, Suisse,Roos Architekten, 2002.Pour une maison pas-sive, la part optimale devitrage se reduit sur lala,ade sud.

17

18 19

Fa{:ades so/airesLes premieres maisons basse energie se dis-tinguaient des batiments traditionnels par desouvertures Ie plus larges possible sur la fa9adeorientee vers Ie solei!. Les besoins en energieetant alors encore assez eleves, les apports so-laires tires des grandes surfaces vitrees avec unhaut degre d'efficacite pouvaient etre exploi-tes. L'amelioration progressive des proprietesconstructives et du genie c1imatique des bati-ments a neanmoins permis de reduire les be-soins en energie et donc la surface necessairede vitrage. Du point de vue energetique, lesfa9ades vitrees en totalite constituent rarementla meilleure solution. De plus, elles entrai'nentdes risques de surchauffe en ete. Les ouvragesspecialises recommandent de ne pas depasserune proportion de vitrage de 50% de la surfacetotale de la fa9ade sud.

La coherence formelle et fonctionnelle des me-sures d'utilisation passive de I'energie solaireavec la conception architecturale d'un batimentest plus importante que ses dimensions. Toutesles mesures prises ne devraient pas gener I'uti-lisation des pieces principales mais au contraireavoir, par leur action manifeste, un effet be-nefique sur nos perceptions. Les occupantspourront ainsi mieux les accepter et adopterun comportement plus responsable vis-a-vis deI'energie.

Dans les echanges energetiques d'un batimentavec son environnement, on constate que les li-mites thermiques entre I'interieur et I'exterieur

95

21

20 Maison aAmaicha,Argentine. Les rayonsdu soleil font ressentirla fraicheur de I'ombre.

21 Moucharabieh au Caire,Egypte. La fenetrecomme filtre du mondeexterieur

22 Fenetre aPrague. Lesexigences complexesimposees aux fenetresse remarquent dansleurs nombreux details.

23 Lotissement WohntraubeaVeitshochheim,Tegnestuen Vandkunsten,1989. Eftet spatial durayonnement solaire

(2) Otto F. Sol/now: Menschund Raum, Stuttgart 1989

96

22

sont constamment franchies. Cette forme parti-culiere de relation interieur/exterieur se produitde diverses fac;:ons, la plupart du temps sans queI'on s'en rende compte.

L'air frais aspire par une bouche d'extraction en-traine un echange de chaleur par la ventilation(que I'on ressent), mais I'effet global energeti-que n'est pas sciemment constate. Un vitragefroid permet par exemple de deviner la mi-gration energetique au travers de I'enveloppedu bfltiment. Mais la perception globale de ceprocessus, comme Ie montre une photographieinfra rouge, est en fait impossible.

Le rayonnement solaire penetrant dans unepiece permet de reperer plus aisement I'ap-port energetique. Ne se reduisant pas a de lachaleur, cette energie peut iHre apprehendeede differentes manieres. La seule observationd'une surface ensoleillee suffit aapprecier ceflux d'energie. A I'inverse, la fraicheur de I'om-bre ne sera appreciee en ete que par Ie contrastequ'elle offre avec la chaleur du solei!.La lumiere venant du solei I traverse un espaceet Ie relie au monde exterieur. Le rayonnementsolaire elargit nos perceptions car elle fait Ie lienentre I'interieur et I'exterieur.

« Grace a la fenatre, Ie petit sejour est projetedans Ie grand monde et elle permet de s'orienterdans Ie monde. Grace a la fenatre, on peut voir

20

23

au-dehors, on voit Ie ciel et I'horizon (ou quel-que endroit de ce monde exterieur qui, mames'il n'est pas visible, est tout de mame pre-sent). Grace a la fenatre, I'espace interieur deI'Homme est donc clair et net.» (2)Plusieurs elements, pas seulement dans I'enve-loppe mais aussi devant et derriere cette limiteque nous appelons fac;:ade, articulent Ie rapportentre interieur et exterieur. Si I'on etudie lesprincipes de I'utilisation passive de I'energiesolaire de ce point de vue, on constate avecetonnement aquel point une fenatre est com-plexe, alors qu'elle est consideree comme Iesysteme de captage d'energie solaire Ie plussimple.

Les differentes exigences que doit remplir unefenatre (Iumiere, air, soleil, vue sur I'interieur,sur I'exterieur et atravers, ainsi que la possibi-lite de privilegier certains points de vue) confe-rent acet element un potentiel inepuisable.

Une fenatre peut satisfaire une ou plusieurs deces exigences. C'est tant6t un element simple,modeste, tant6t un assemblage complexe decomposants qui repond, dans son ensemble,adivers imperatifs. Elle n'est pas qu'une sim-ple surface. Sous forme de fac;:ade aplusieurscouches ou par activation de dispositifs de re-gulation (protection solaire, orientation de lalumiere, etc.), elle peut s'etendre sur I'interieurou sur I'exterieur. Ainsi, la fac;:ade s'adapte aux

24

25

particularites spatiales et reagit aux etats chan-geants de I'interieur du batiment ou du mondeexterieur. Une differenciation dans letraitementde ses surfaces est possible et mame conseilleesi I'on souhaite rendre perceptibles pour lesusagers ses fonctions, y compris celles liees aI'energie.

« Par des rideaux et des voilages, les hommesont cherche aobturer les fenatres alors que lafayon d'habiter aujourd'hui privilegie I'ouver-ture de la maison sur Ie monde exterieur par delarges surfaces vitrees. Mais, aI'inverse, quanddans sa piece eclairee I'homme de la nuit estexpose ala vue d'inconnus qui peuvent I'obser-ver incognito depuis I'obscurite, alors il se sentmenace et referme rideaux et volets.» (3)

Le passage de I'exterieur aI'interieur est moinsperceptible dans Ie cas d'un mur expose ausolei!. La chaleur du soleil traverse les surfa-ces exterieures transparentes ou translucideset frappe la paroi interieure. Ce phenomene nepeut pas se constater de I'interieur ni atre asso-cie aun quelconque effet spatial precis.

Les verres qui les recouvrent rendent en ap-parence les murs solaires semblables aux fe-natres. II en va tout autrement aI'interieur carIe mur vient se rajouter ad'autres surfaces fer-mees. En fin de compte, sa fonction d'elementsolaire est sou mise dans sa totalite au diktat des

26

principes thermodynamiques. Ace sujet, BrunoSchindler affirme:« L'architecture solaire est une chemise, pasune decoration. Elle n'est pas un accessoire;elle est peau et habit a la fois. Elle est quel-que chose de totalement enveloppant, quelquechose d'evanescent, de changeant; loin d'unequilibre thermodynamique, elle constitue unephase de transition aux formes auto-organisa-trices. L'architecture solaire fonctionne graceau profond eclat de ses surfaces.» (4)

Par une mise en coherence effective entre lesdimensions et les modes d'action energetiquesd'une part et, d'autre part, la construction elle-mame et la realisation architecturale, ces deuxsystemes peuvent tout afait se completer.

27

24 LotissementaHerfllllge, Danemark,TegnestuenVandkunsten. La fenetrecomme trou dans Iemur

25 Cf. 24: la fenetre commeelement distinctif

26 Maison aPlanegg,Demmel + Muhlbauer.A I'exterieur, Ie mursolaire est semblable ala surface vitree maisne se remarque pas itI'interieur.

27 Cf. 26: vue interieure

(3) Otto F. Bollnow:Mensch und Raum,Stuttgart 1989

(4) «Solar architecture isa shirt, not a medal. Itis not an accessory; itis both skin and dress.It is something totallyenveloping, somethingephemeral, easilychangeable, far fromthermo-dynamic equi-librium, it is a stage forself-organizing shapes.Solar architectureworks through the deeplustre of its surface. "

Bruno Schindler: «FromSolar Accessories toSoJarArchitecture" inSolar Energy inArchitecture and UrbanPlanning, edite par SirN. Foster & H. Scheer,Florence 1993

97

28

28 Lotissement aPassau-Neustift, H. Schroderet S. Widmann, 1989.Elements vitres permet-tant une protection auvent at servant de che-minee pour I'air chaudamana aux etages

29 Maison d'hote d'unetablissementd'enseignement aWindberg, ThomasHerzog, 1992.Contribution fonction-nelie et plastique demurs solaires et desurfaces vitrees.

30 Wohnen 2000 (Habitat2000), IGA Stuttgart1993, E. Muszynska eta!. Serre comma espacede distribution chauffeet d'une constructiontres simple

31 Lotissement NachtgartleaFussach, Vorarlberg,Juen, 1984. Verandacomme espace de dis-tribution commun

(5) T. Oreszczyn: " Theenergy duality of con-servatories:a surveyof conservatory use»in Solar Energy inArchitecture and UrbanPlanning, in ibid.

98

Espaces de transitionUne veranda prolonge I'espace interieur. Soneffet architectural tient en premier lieu a lamultiplicite des relations entre interieur et exte-rieur qui peuvent se manifester dans une tellepiece.

L'utilisation de pieces vitrees comme espacestampons avec de basses exigences en matierede temperature se revele dans la pratique peusatisfaisante sur Ie plan thermique car leurefficacite depend trop du comportement desutilisateurs. Une mauvaise utilisation de cetelement risque rapidement d'augmenter lesdeperditions au lieu de les ralentir. Un espacevitre ne peut avoir un bilan energetique positifen tant qu'espace tampon et serre solaire quesi on I'utilise sans Ie chauffer. Dans la plupartdes cas, les depenses seraient en effet trop im-portantes.

Un sondage realise en Grande-Bretagne ausujet de I'utilisation de verandas a revele que91 % de celles-ci etaient chauffees de manieredirecte ou indirecte (ouvertes sur un espacechauffe). Un tiers d'entre elles etaient chauffeesjusqu'a 10 °C pour eviter aux plantes de geler etles deux autres tiers au-dessus de 16 °C, pourpouvoir les utiliser comme pieces a vivre. Desespaces vitres mieux cont;:us, avec un doublevitrage, sont chauffes deux fois plus longtempsque ceux avec un simple vitrage. (5)

Avec Ie niveau atteint par les maisons passives,on en est venu a un contraste marque entreinterieur et exterieur. Cela a donne ce que I'ona appele la « box architecture n. Ce developpe-ment s'explique par la tentative d'une definitionplus rigoureuse de la separation thermique en-tre espaces chauffes et non chauffes. Avec unvolume simple, il est possible d'obtenir une plusgrande compacite et de simplifier I'applicationde cette separation thermique. On peut ainsisatisfaire aux exigeantes normes en matiered'isolation thermique, et ce, d'une fat;:on pluseconomique. Un agrandissement des surfacesemissives suppose une amelioration de I'isola-tion pour garder Ie meme bilan energetique.

D'autres dispositifs qui sont en regie gene-rale a I'origine de ponts thermiques, comme

30 31

32

33 34

les auvents, les balcons, les terrasses couver-tes, les murs lateraux de protection, sont ainsiinutiles pour Ie bilan energetique en raison desombres qu'ils generent en hiver et seront parconsequent evites.La simplification du langage former architec-tural presente certainement des avantages.L'architecture traditionnelle, par necessite, asuivi Ie meme chemin. Cela dit, I'enveloppe dubiltiment ne doit pas se reduire aune simpleseparation thermique entre les espaces inte-rieurs et exterieurs. La conception d'espaces detransition necessite une attention particuliere. IIfaut acet egard verifier et optimiser leurs effetsenergetiques.

Les derniers materiaux ettechnologies (vitragestres isolants, panneaux d'isolation sous vide)peuvent acette occasion donner une nouvelleimpulsion a la redefinition des enveloppes. lisne devraient toutefois pas inciter as'ecarter dumodele d'une construction compacte economeen energie, mais au contraire enrichir Ie voca-bulaire et la diversite de I'architecture dans saconfrontation avec ce qui I'environne. L'objectifde ce developpement est I'amelioration de laqualite des espaces habites sans oublier les ef-fets non negligeables sur les espaces exterieurset les possibilites d'utilisation.

Utilisation et bilan energetiqueLa notion de construction energetiquementefficace est apparue en premier avec les mai-sons individuelles. Meme les dispositions le-gales actuelles semblent se referer a la villapour leurs conceptions et exigences. Dans unesociete en mutation, la notion de « logement»ne doit pas seulement etre reconsideree dupoint de vue energetique: elle doit etre eten-due au biltiment, au lotissement, ala ville pourtrouver un cadre correspondant aux tentativeset aux possibilites de I'architecture economeen energie. L'optimisation de chaque compo-sant ou biltiment ne peut pas etre Ie principalobjectif.

La construction de logements devrait refleterI'evolution et la diversite des modes de vie ur-bains. Lesdiversesetapesde la vie, lessituationspersonnelles, les habitudes et les aspirations

32 Bow-window il Madrid

33 Batiment d'habitationet de bu reaux ilSehwarzaeh, Lenz+ Kaufmann. 1999 Ivoiraussi p. 122). Une formecompacte avec pourchacun des espaceslib res en terrasse

34 Lotissement Looren ilAttoltern am Albis.Metron Arehitektur.1998 Ivoir aussi p.50).Mal9re I'ombre parlee,les baleons marquentfortement I'image dessurfaces exterieures.

99

35 Batiment d'habitationHellmutstrasse a Zurich,ADP, Ramseier, Jordi,Angst, Hotmann, 1991

36 Ct. 35; Ie plan permet uneventuel redecoupagedes appartements.

37 Ensemble de logementsaMunich, H2R, Huther,Hebensperger-Huther,R6ttig, 2001 (voir aussip.56)

38 Ct. 37; appartementsde differentes dimen-sions et ameublementsemblable

(6) Friedrich Achleitner

structure maison axe maison

piece I piece de Ipiece individuelle I piece de 1 pieceindividuelle separation separation individuelle

piece exterieure privee

desserteinternesecondaire

piace individuelle sansutilisationdefinie

desserte interne principale

locauxtechniQuesentree

accesprincipalauxlogements

desserteexterieure

accessecondaire auxlogements

36

37

35

100

propres a chaque groupe doivent etre prises encompte. II faudrait se tourner vers une structureurbaine ouverte et flexible capable de s'adapteraux evolutions d'utilisateurs toujours differentset en evolution.

«Tu dois te rendre maitre de la Terre, dit Ie bonDieu a I'architecte en clignant de I'ceil.C'est diablement inconfortable ici !

Au bord de la Mediterranee, on vit devant lamaison, dans la ruelle ou sur la place.II n'y a pas de sejour dans les maisons pauvreset les riches sont froides acause d'une deco-ration excessive ou par manque d'amenage-ment. La OU il pleut et ou il fait froid, on restevolontiers a I'interieur. Quand les maisons sonteloignees les unes des autres, on se retrouvedans les logements.Le Viennois habite au cafe.Ah! Vous habitez a Neuk611n [quartier deBerlin) !Que faites-vous ala maison?LE MENAGE, LE MENAGE.» (6)

En fait, il faudrait redetinir la far;:on d'habiter.L'individualisation de la societe a entraine dansles villes une forte augmentation des loge-ments pour une ou deux personnes. Les petitsappartements pourraient toutefois satisfaire lademande en s'additionnant pour devenir plusgrands. Si I'on veut ameliorer la qualite de vieen ville, il est necessaire de favoriser la diversiteet d'augmenter Ie nombre de logements desti-

nes aux families. L'evolution de celles-ci rendsouhaitable a un moment donne la division d'unlogement pour eviter sa sous-occupation.

Le bilan energetique d'un batiment est base surla consommation en energie par metre carre.II serait cependant plus pertinent de se retereraux occupants. Une consommation d'energiecalculee par occupant prendrait en compteI'utilisation du batiment et mettrait a I'honneurles realisations soucieuses de minimiser lessurfaces. En moins d'un demi-siecle, les sur-faces habitables souhaitees par personne enAllemagne ont plus que double. L'economie desurface est Ie premier pas en direction d'econo-mies financieres et aussi d'economies d'ener-gie. Un metre carre non bati ne consomme pasd'energie. Des plans bien structures et eco-nomes ont un enorme potentiel d'economiesd'energie. Un plan ouvert permet de creer despieces adaptees aux besoins; c'est en memetemps un avantage car il favorise la circulationde la chaleur notamment celie apportee par Ierayonnement solaire.

Les espaces non chauffes ou utilises de far;:ontemporaire (chambres d'ami, locaux consacresa un hobby occupes de temps en temps, ate-liers, etc.) doivent etre deplaces hors du volumechauffe. La mise adisposition d'espaces com-muns est une bonne alternative aces locauxsous-occupes. Depenses et utilisation peuventainsi entretenir des rapports plus equilibres.

39

Des lotissements ou des quartiers urbainsdenses constituent Ie cadre ideal pour de tel-les structures. Le logement beneticiera ainsid'un plus grand degre d'ouverture au monde.L'individu se retrouvera implique dans Ie tissusocial, ce qui ne pourra que renforcer Ie sensdes responsabilites et du bien-etre collectif.II est inutile de rappeler que c'est justementla que se trouve la raison principale d'unenouvelle fac;:on d'habiter plus soucieuse deI'energie.

Rehabilitation energetiquement efficace

Rehabilitation au lieu de construction nouvelle:avantagesL'optimisation energetique des biltiments neufsest determinante pour I'avenir car ceux-ci serontutilises pendant des decennies. Si I'on observecependant la situation actuelle, les principauxgisements d'economies d'energie se trouventdans la renovation de I'ancien. Les batimentsd'apres-guerre, qui ne sont donc pas encore auterme de leur vie utile, ont des besoins ener-getiques bien superieurs a ceux des standardsactuels.

La renovation energetique d'un batiment faitbaisser sa consommation d'energie tout enprolongeant la duree d'utilisation. La depensed'energie pour sa construction et sa demolitionfinale peut etre repartie sur une plus longue

40

41

periode. Enfin, une renovation thermique ame-liore nettement Ie confort.

Les terrains constructibles sont de plus en plusrares en ville et I'extension des limites de celle-cin'est pas souhaitable en raison des consequen-ces negatives bien connues (trajets domicile/lieu de travail, impermeabilisation des surfaces,infrastructures, etc.), de telle sorte qu'a I'avenir,la renovation du tissu urbain est inevitable.

« Tous les biltiments neufs augmentent Ie vo-lume bati et donc la consommation energeti-que [... ]. La consommation d'energie ne peutetre diminuee serieusement qu'en evitant deconstruire de nouveaux biltiments et en pre-nant des mesures adaptees pour Ie bati existantou en prevoyant leur pur et simple rem place-ment.»(7)La renovation ou la demolition du bati ancien etIe rem placement pardes batiments nouveaux nepeuvent se justifier sur Ie plan economique quesi les surfaces en sont vraiment mieux utiliseeset qu'une densite superieure est atteinte. Memesans demolition, la surelevation ou la densifica-tion des structures existantes sont des mesuresqui, en plus des economies d'energie realisees,augmenteront I'utilisation des terrains.La renovation thermique est la meilleure fac;:onde recycler un batiment, dans la mesure ou iI estapte a etre reutilise. On evite alors les depensesen energie primaire pour la demolition et la re-construction.

39 Lotissement Puchheim,Munich, M. Kovatsch,1989. Maison commune

40 Amenagement de toitureaMunich avec verriereau-dessus de la caged'escalier, F. Dirtheuer

41 Modele de rehabilitationecologique, PariserStrasse aMunich, PerKrusche, Arche Nova,1989

(7) Giinther Moewes:Weder Hiitten nochPalas/e, Bale 1995,p.28

101

42

42 Transformation d'unbatiment industrielen un centre sportif aMadrid, Oscar TusquetsBlanca, 2004, vueinterieure

43 Cf. 42: vue exterieure

44 Transformation deI'ancienne Zeisehallede Hambourg en uncentre culturel et despectacles, Medium,Jentz, PopP. Wiesner,1996

102

43 44

Au niveau de I'energie et de I'economie, les ob-jectifs a viseren ce qui concerne Ie bati existantsont les suivants:- rehabilitation au lieu de construction nouvelle- prolongation du cycle de vie des materiaux parutilisation des batiments existants- economie de materiaux; on evite de construiredu neuf et d'impermeabiliser davantage lessols- amelioration thermique du bati existant etdonc reduction des emissions polluantes

Conditions pour fa rehabilitationLes criteres essentiels pour la construction dansI'ancien resident dans sa capacite a etre renoveet dans I'interet de cette operation. Cette capa-cite concerne Ie bati lui-meme. Lors de I'etuded'une rehabilitation, il importe pour chaqueprojet de lister les differents criteres et de lesponderer. II peut s'agir de la situation urbanis-tique, de la structure existante, de I'aptitude dubatiment a etre renove, etc.

Outre I'etat du bati, d'autres aspects sont aconsiderer au moment d'une rehabilitation pouren detinir Ie bien-fonde:- rentabilite par rapport a une construction neuve- faisabilite fonctionnelle- considerations Iiees a la protection du patri-moine- aspects ecologiques et energetiquesCes deux derniers aspects sont evalues toutd'abord en fonction des economies potentiel-les d'energie et de ressources. A ce stade, ilconvient de faire une comparaison avec les al-ternatives - transformation, remplacement aumeme endroit (demolition et reconstruction) oureconstruction sur un autre site.

La rehabilitation d'un batiment devrait toutefoisetre pensee dans la perspective d'un change-mentd'affectation. Une reorganisation desfonc-tions du bati ancien, si possible accompagneed'une densification, permettra une meilleureutilisation de secteurs urbains deja desservis etrepresente donc la meilleure des mesures d'unpoint de vue ecologique, a savoir lorsqu'on re-nonce a construire du neuf.

45

II existe certes pour differentes epoques uncertain nombre de caracteristiques constructi-ves pour lesquelles on a mis au point des solu-tions eprouvees; neanmoins il n'existe pas deregles generales. L'isolation de I'enveloppe dubatiment, Ie remplacement des fenetres et lamodernisation du systeme de chauffage sontsouvent les premieres mesures aprendre. Seulun etat energetique des lieux permettra de fixerles priorites.

Si !'on a en memoire la fievre de constructionde la periode situee entre I'apres-guerre et lesannees 1960, il est facile d'imaginer I'ampleurdes renovations aeffectuer. Ces batiments onta peine atteint la moiM de leur duree d'utili-sation et consomment tout de meme cinq foisplus d'energie que les bfltiments respectant lesnormes actuelles et plus de dix fois plus qu'unemaison passive. D'un point de vue energetique,on estime en Allemagne a24 millions Ie nom-bre de logements qui doivent etre rehabilites;il s'agit de ceux qui consomment plus de 150-200 kWh/m2/an. Les trois quarts des bfltimentsdatent d'avant la premiere ordonnance en ma-tiere d'isolation thermique (1977). Selon I'etatdes bfltiments, on estime pouvoir faire des eco-nomies de 30 a70% sur les plans technique eteconomique. Or, en raison de leur deticienceenergetique, ces batiments sont souvent demo-lis et remplaces par d'autres, ce qui fait queI'energie primaire utilisee pour leur construc-tion n'aura jamais ete amortie.

Le choix de rehabiliter un batiment est rare-ment lie a la seule amelioration de ses qualitesenergetiques. Parallelement a I'abaissementdes couts energetiques, d'autres objectifs sontvises comme, par exemple, Ie traitement dedesordres de construction (surtout I'humiditedue aux ponts thermiques et aux problemesd'etancheite), Ie rem placement de materiauxtoxiques (peintures, amiante) ou la moderni-sation de I'equipement technique. L'adaptationaux nouvelles exigences et I'amelioration desconditions d'habitation et d'utilisation des ba-timents sont les consequences les plus visiblesd'une renovation d'une telle envergure.

46

%

50

40

30

20

10

0jusqu" 1948

47

1949·1978 de 1979 • nos jours

4845 Residence pour etudiants

• Wuppertal, Muller,Schluter, 2000-2003.AI'occasion du passageau standard de maisonpassive les chambresont ete agrandies.

46 Cf. 45

47 Repartition en pourcen-tage des logementsexistants selon leuranciennete.les troisquarts ont ete cons-truits avant la pre-miere ordonnance surI'isolation thermique.Source: annales statis-tiques

48 Couverture de la courinterieure du Museumfur hamburgischeGeschichte, von Gerkan,Marg und Partner,1989, Grace asonr61e d'espace tamponnon chauffe. la courprolonge Ie musee atreduit les deperditionsthermiques.

103

49 Fenetre acaisson.Ancetre de la ta9adedouble peau. CoefficientU de 2.0W/m'.Kmeilleurque les vitrages isolants(2,8) mis au point plustard

50 Pollok + Gonzafo: reha-bilitation ettion d'un centre evan-gelique aGilching. On areduit la consommationenergetique au niveaude celles des maisonsbasse energie (NEHI.

51 Ct. 50: I'eclairementnaturel et la protectionsolaire ant ete optimises.

104

49

50

La portee d'une rehabilitation ne peut s'appre-cier de fac;:on globale. Les mesures et Ie potentield'economies d'energie doivent plut6t se basersur une analyse de I'Mat des lieux. Differentessolutions constructives et techniques sont en-visageables en fonction des elements apportespar Ie bilan energetique.

Isolation thermiqueLes proprietes thermiques des enveloppes desbatiments construits apres-guerre sont parfoismoins bonnes que celles des batiments ante-rieurs, La volonte de maitrise, parfois excessive,du coOt de construction et la generalisation desstructures poteaux-poutres ont eu pour conse-quence un amincissement des murs mais sansune amelioration proportionnelle des qualitesthermiques des materiaux. Meme les anciennesfenetres a caisson ont un meilleur coefficient Uque les nouveaux doubles vitrages.

L'amelioration de I'isolation thermique exigeune approche differenciee des elements de

51

construction. Les toitures doivent en regie ge-nerale etre remplacees et parfois meme surele-vees, mais a y regarder de plus pres, Ie surcoOtd'une meilleure isolation thermique est faible.La pose d'une couche supplementaire d'isolanten sous-face du plancher de rez-de-chaussees'avere dans les faits economique, efficace etsimple - sauf si cela penalise I'usage du sous-sol en en reduisant la hauteur. Pour la rMectiondes revetements de sol dans les batiments sanssous-sol, I'ajout d'un isolant supplementairecomplique deja I'operation. La hauteur sousplafond, la hauteur de passage d'une porte, lanecessite d'accessibilite a tous et celie de pas-sage entre les differentes parties du batimentdoivent etre prises en compte.

Pour les murs exterieurs, il existe deux pos-sibilites principales pour poser une isolationthermique supplementaire: en regie generaIe,elle consiste en un complexe isolant exterieurou bien en la pose d'un isolant place derriereun bardage de fac;:ade separe par un vide d'air.

L'isolant est ainsi place dans les meilleuresconditions physiques et constructives. Dans Iecas d'une isolation par I'exterieur, Ie mur appor-te aux espaces interieurs son inertie thermique,ce qui contribue au lissage des temperaturesinterieures.Une isolation interieure exerce a I'inverse uneinfluence negative sur la masse d'inertie etIe confort interieur. En raison des problemesconstructifs qu'elle entraine (mauvaise regula-tion hygrometrique, point de rosee), on ne I'en-visage que lorsqu'une isolation par I'exterieurnuirait aI'esthetique d'un batiment (par exem-pie pour des ma90nneries apparentes, une fa-9ade avec elements de modenature ou bienpour la protection du patrimoine). Pour eviterles ponts thermiques, les liaisons entre les mursinterieurs et les planchers doivent etre etudieesavec attention. II est indispensable de prevoirun pare-vapeur sans Ie moindre interstice. Sicela n'est pas realisable, on setournera vers dessystemes isolants qui empechent la penetrationde vapeur d'eau.Dans Ie cadre d'une rehabilitation, il faut aussirem placer les fenetres. Si un isolant est rapportepar la suite sur un mur exterieur, il faut alorseviter la formation de ponts thermiques au droitdes liaisons: iI est donc recommande de placerles fenetres au nu exterieur de !'isolation ther-mique ou de recouvrir Ie chassis dormant dela fenetre. II faudra etre tres attentif aux pontsthermiques des fenetres en bande integreesdans les panneaux pretabriques des structuresen beton arme.Le renforcement de I'isolation thermique d'uneenveloppe augmentera les temperatures desurface des pieces. On pourra ainsi beneticierd'ameliorations sur Ie plan physique du bati-ment (suppression des eaux de condensation)et d'un confort accru.

VentilationLa ventilation naturelle par la fenetre entraineun echange d'air irregulier et incontr61e ainsique d'importantes deperditions thermiques. Larenovation thermique d'une enveloppe permetune reduction des deperditions thermiques partransmission. Le traitement des deperditionsthermiques par la ventilation joue alors un roleessentiel.

52

53

54

52 Rehabilitationthermiqueat restructurationd'une ecole mater-nelle des annees 196011 Lochham. Pollok+ Gonzalo. 2003. Lesparois de baton ontnecessite una isolationinterieure pour eviterles ponts thermiques.

53 Cf. 52: vue exterieure

54 Transformation d'unehalle de l'Expositionuniverselle de Sevilleen batiment pourI'universite, SAMA,J. Lopez de Asiain,1996. L'eclairementnaturel et les protec-tions solaires ant rendules installations dec1imatisation sauventsuperflues.

55 Cf. 54: dispositifsd'orientation de lalumiere places devantles fenetres

55

105

56

57

56 Renovation aSonnenackerweg,Fribourg, Rolf Disch,1989. l:isolation translu-cide posee devant lesmurs massifs ancienspermet d'obtenir unbilan energetique posi-tif et signale Ie lotisse-ment renove.

57 Cf. 56

106

Le fonctionnement efficace et economiqued'une ventilation contr6lee, comme par exem-pie avec des gaines de ventilation, suppose uneenveloppe avec une impermeabilite a I'air suf-fisante. II faut alors veiller a la bonne etancheitedes joints au moment de la pose de nouvellesfenetres. De meme, la realisation des jointsde construction reclame une grande attention,surtout pour les liaisons entre les differentselements et les reservations (par exemple pourune cheminee).De faibles hauteurs sous plafond ou des casparticuliers peuvent amener certaines difficul-tes lors de I'etude du passage des gaines deventilation. Une installation centralisee genereen regie generale d'importantes difficultes. Ladecomposition de I'installation en unites de-centralisees simplifie Ie parcours des gaines etreduit leur section.

Systeme de chauffageEn regie generaIe, la modification du systeme dechauffage represente une des mesures les plusimportantes pour la reduction des depenses dechauffage lors de la renovation d'un batiment.S'il est tres ancien, il faudra meme dans certainscas remplacer I'ensemble de I'installation.Le choix d'un nouveau systeme de chauffagedevrait, comme pour les batiments neufs, pren-dre en compte tous les facteurs du bilan energe-tique (apports solaires, temperature souhaitee,

ventilation contr6lee, gains de chaleur interne).De plus, la determination precise des besoinsen chauffage et la regulation de chaque piecesont des sources importantes d'economies. Lessystemes de regulation actuels permettent nonseulement une utilisation efficace et confortablede I'energie, mais aussi un contr61e ulterieur etune eventuelle correction des criteres etablisau depart. Enfin, ils donnent la possibilite d'undecompte individualise de la consommation,d'annonce d'incidents et d'autocontr6le auto-matique.

Pour une etude de rentabilite economique, lesmesures de renovation en matiere d'economieset de captage d'energie sont de deux types:Ie premier regroupe celles qui sont essentiellessur Ie plan technique et/ou preconisees par lesdispositions legales comme:- isolation d'elements devant etre de toute fa90nmodifies sur Ie plan constructif- rem placement de fenetres- modernisation du systeme de chauffageII faudra, a partir de ces differentes possibili-tes, choisir la solution la plus economique. Uneevaluation du coOt de ces mesures n'est pasnecessaire quand la modernisation est imposeepar des directives, comme par exemple les pres-criptions en matiere d'economies d'energie.Le second type concerne les mesures que latechnique permet, qui correspondent au stadeIe plus avance et sont justifiees par des econo-mies de coOt de fonctionnement:- mesures liees a I'utilisation d'energies renou-velables (par exemple les collecteurs solairespour I'eau chaude sanitaire, les installationsphotovolta'iques)- ventilation contr61ee avec recuperateurd'energie- regulation de la temperature par piece avecreieve de la consommation

La justification des depenses liees aces mesu-res se fait au moyen d'un audit de rentabiliteet en confrontant les investissements avec lesamortissements. Mais Ie faible coOt de I'energieinduit parfois de tres longues periodes d'amor-tissement. C'est pourquoi on doit non seulementtenir compte des coOts objectifs d'utilisation,mais aussi d'autres aspects importants commela garantie vis-a-vis des augmentations du prix

de I'energie, la valorisation sur Ie marche d'unbatiment energetiquement efficace, et surtout,la responsabilite en matiere de protection deI'envi ronnement.

Batiments d'activites energetiquementefficaces

ExigencesAla difference du logement, la construction ener-getiquementefficace de batiments d'activites, ba-timents lies a leur fonction, est assez complexe.La notion d'immeuble d'activites comprend unemultitude de types aux fonctions diverses et,par consequent, differentes exigences en rap-port avec Ie bilan energetique. Les aspects par-tiels aconsiderer dans ce dernier sont amettreen relation avec Ie resultat final. L'utilisationoptimale de I'importante charge thermique, laprevention des surchauffes, les pare-soleil etautres dispositifs contre I'eblouissement, ainsiqu'une ventilation naturelle sont quelques-unsdes facteurs determinants pour Ie bilan energe-tique. Selon la fonction du batiment ou d'unede ses parties, il est possible de ponderer leurvaleur. II est, dans ce domaine, impossible des'aider de regles d'or ou de solutions globales.En meme temps s'ouvre un champ de retlexionstimulant pour une confrontation creative avecles mesures destinees aeconomiser I'energie.

Plus que dans Ie logement, il est essentiel de dis-poser de principes d'organisation et de structu-resflexiblesou d'espaces modulables. C'estainsique I'on pourra s'adapter sans grande depensed'energie aux modifications de contraintes etprolonger la duree d'utilisation de I'immeuble.Des planstrames, desfenetres modulaires etdessystemes de c1oisonnement legers vont dans cesens. Cela vaut aussi pour les operations de re-novation. La majorite des batiments de bureauxexistants ont moins de 30ans. En depit d'uneforte consommation d'energie, Ie confort est,la plupart du temps, peu satisfaisant. En etesurtout, on met en marche la climatisation, tresgourmande en energie.

Bi/an energetiqueUne conception energetiquement efficace viseun equilibre entre gains et pertes energetiques.

58

59

Si celui-ci n'est pas atteint, cela suppose que Ieconfort thermique interieur n'est pas assure etqu'il faudra envisager des mesures de regula-tion supplementaires (par exemple des pare-so-leil, une isolation thermique renforceel. Si ellesne sont pas suffisamment efficaces, il faudraalors utiliser encore plus d'energie (chauffageou c1imatisationl.Le bilan energetique peut etre moditie par desmesures touchant ala conception, ala construc-tion ou a la technique. Cela determine aussien regie generale la complexite et les investis-sements lies aux solutions choisies. Pour unresultat identique, les solutions les plus simplessur Ie papier peuvent se reveler, sur Ie plan tech-nique, tres coOteuses.

L'enveloppe d'un batiment determine par sacompacite et la qualite de son isolation Ie degrede deperditions thermiques par transmission.Pour des raisons economiques, les batimentsd'activites sont en regie generale compacts. Lapossibilite d'une repartition egale de I'eclaire-ment naturel en ete et de la ventilation natu-relle doit toutefois etre consideree. La reparti-tion des espaces en fonction de leurs besoinsd'eclairement permet tout de meme d'obtenirdes batiments profonds et compacts. Par rap-port aux immeubles d'habitation, les conditionsde travail dans les batiments d'activites et lapresence d'un nombre important de personnesentrainent des debits de ventilation, et donc des

60

58 Immeuble de bureauxit Sursee, Suisse,Scheitlin Sytrig+Partner, 2002 (voiraussi p.1281

59 Complexe de bureaux11 Duisbourg, SchusterArchitekten, 2002.Batiment compact.Sur la ta9ade sud, despanneaux solairescompletent les surfacesvitrees Ivoir aussi p.134).

60 Ct. 59: detail de ta9ade

107

61

61 Commerzbank Francfor!,Sir Norman Foster,1997. doublepeau

62 Ecole des beaux-arts,Amsterdam, GerritRietveld, 1959. Ancetrede la doublepeau

63 Cf. 62: detail de

64 Biitiment de bureauxil Munich, HennArchitekten, 2003. Touravec doublevitree (voir auss; p. 1401

108

62

63

deperditions thermiques, bien plus eleves. DansIe cas de constructions compactes et bien iso-lees, les deperditions thermiques par la venti-lation sont donc superieures aux deperditionsthermiques par transmission.

Une ventilation naturelle peut entrainer des de-perditions thermiques massives et presente enoutre Ie risque d'une mauvaise utilisation: parexemple une fenetre ouverte ou un renouvel-lement d'air insuftisant qui cause une concen-tration de gaz toxiques ou bien de vapeur d'eau(desordres de condensation).Un renouvellement d'air contr61e constitue unesolution efticace qui presente egalement I'avan-tage de pouvoir recuperer la chaleur evacueepour prechaufter I'air neuf entrant. II est ainsipossible d'eviter les surchauftes dues aux char-ges thermiques (par exemple les occupants, lesequipements) ou a des influences exterieures,car la chaleur peut etre mieux repartie dans toutIe batiment.Un systeme de ventilation suppose aussi unebonne etancheite a I'air de I'enveloppe. Pourune meilleure utilisation, difterents aspects doi-vent etre consideres:- difticultes rencontrees en cas d'espace sur plu-sieurs niveaux- repartition de locaux devant etre aussi ventilesde fal;:on mecanique I'ete- fonctionnement en association avec Ie chauf-fage

64

- possibilite d'une ventilation naturelle ou spe-cifique pour I'ete

Le bruit produit par la circulation et les emis-sions de gaz nuisent a la qualite des conditionsde travail. Pour remedier aces problemes, lesfenetres sont souvent maintenues en positionfermee, ce qui rend difticile une ventilation na-turelle, surtout en Me.Les fal;:ades double peau en verre sont une re-ponse de nature constructive. La disposition de-caleedesouverturesd'une paroi a I'autre permetune reduction du bruit mais aussi une ventila-tion naturelle. Malgre des vents plus puissants,les fenetres des immeubles de grande hauteurpeuvent ainsi s'ouvrir. L'espace situe au cceurde la double peau peut servir a la maintenanceet accueillir divers systemes de regulation pro-teges des intemperies comme des pare-soleil,des dispositifs antieblouissement ou des retlec-teurs. Comme les verandas, la fal;:ade doublepeau produit un eftet tampon en tant qu'espaceintermediaire tempere et assure un echange dechaleur par ventilation.

En fait, on connait cette solution de longue date.Son ancetre est la fenetre caisson qui compen-sait les mauvaises qualites thermiques du sim-ple vitrage et les faiblesses de I'etancheite. GerritRietveld a utilise ce systeme pour l'Ecole desbeaux-arts de Rotterdam sous la forme d'unefal;:ade-rideau. Peter Behrens a lui aussi prevu

65

un double vitrage pour les fenetres de sa fabri-que de Linz pour remedier a la condensationdue a la forte humidite qui regnait aI'interieur.Construire une fa9ade vitree double est cepen-dant trop onereux pour se justifier par Ie seulfacteur energetique - independamment du bruitou d'une pression excessive du vent. Commeceux des espaces tampons vitres, les processusthermiques de ce systeme exigent une regula-tion precise. Adopte par pure esthetique, ce typede fa9ade a souvent ete decevant de par seseffets: il n'est effectivement pas rare qu'il soitla cause de surchauffe, de maintenance cou-teuse et d'augmentation de la consommationen energie.

Les batiments d'activites ont souvent une tresgrande charge thermique interne en raison dunombre plus important de personnes qu'ilsabritent, de I'eclairage artificiel, mais aussides machines et des appareils. Les surfacesvitrees necessaires a I'eclairement naturelpeuvent augmenter la chaleur par I'effet durayonnement solaire direct. Les immeublessont, de plus, utilises au moment des heu-res les plus chaudes de la journee. Tous cesfacteurs reunis expliquent les mauvaisesconditions de travail, surtout en ete, ce quientraine a nouveau des depenses energeti-ques importantes en matiere de c1imatisation.Les influences negatives peuvent neanmoinsetre maitrisees par des mesures prises lors de

66

la conception. Celles-ci peuvent etre rangeesen deux categories:- mesures de prevention des risques de sur-chauffe, dispositifs de protection solaire pourI'ete (souvent aussi pour I'hiver), optimisationde I'eclairement naturel et artificiel- mesures permettant I'evacuation des chaleursexcessives, surtout par divers moyens de venti-lation naturelle, mais aussi par !'inertie assureepar la masse du batiment

Protection solaireLe rayonnement solaire en ete est une des princi-pales causes de surchauffe. II peut etre evite pardiverses mesures de protection solaire. Le typede dispositif depend surtout de I'orientation desouvertures. Les fenetres orientees au sud sontles plus faciles a proteger du solei I d'ete quiest haut dans Ie ciel. Les puits de lumiere et lessurfaces vitrees situees sur des toits-terrassesou des toitures en pente necessitent une grandeattention. L'orientation aI'est ou aI'ouest poseaussi des problemes en raison du rayonnementsolaire perpendiculaire par rapport aux fene-tres aux premieres et dernieres heures de lajournee.Selon I'orientation des fenetres, les pare-soleildoivent tenir compte de la direction des rayonset ne pas entraver I'eclairement natural. Cesdispositifs peuvent arreter Ie rayonnement di-rect, eviter I'eblouissement et, en meme temps,

67

65 Ecole Atenea aMairenadel Aljarafe, Seville,SAMA, J. Lopez deAsiain, 1991. Pare-soleilpretabriques en betonarme

66 Ecole d'architecture aLyon, France,Helene Jourda, 1987

67 Cf. 66: toiles tendues enguise de pare-soleil

109

68

69

assurer un meilleur eclairage en profondeur dela piece. La position du solei! varie au fil dela journee et de I'annee. De meme, I'influencequ'il exerce depend des intemperies. Pour entenir compte, les dispositifs solaires doiventpouvoir s'adapter aux differentes situations.Les systemes reglables ne sont pas seulementplus couteux; ils posent aussi la question de leurmanipulation (automatique ou manuelle). AI'in-verse, ceux qui sont fixes exigent une determi-nation precise des heures au cours desquellesils doivent proteger du solei I : ils doivent doncetre conr;:us au cas par cas.En principe, les dispositifs elementaires commeles haies, les pergolas ou les arbres sont in-suffisants et ne sont bien sur pas reglables avolonte.

.-.-'._1_1_1, 1--.

68 Batiment de bureauxaWiesbaden, Herzog+ Partner, 2003. Pare-soleil servant aussid'elE;ment d'orientationde la lumiilre (voir aussip.146)

69 Ct. 68: bu reau

70 Ecole aPichling,Autriche, Loudon+ Habeler, 2003.Eclairage des deuxclites d'une salle declasse grace adesimpostes vitrees don-nant sur I'espace cen-tral de distribution (voiraussi p.170)

71 Ct. 70: salle de c1asse

110

70 71

Eclairage naturel et artificielL'utilisation de la lumiere du jour releve plusde I'architecture que du genie c1imatique.Une bonne repartition permet des economiesd'energie et reduit donc la chaleur emise parI'eclairage artificiel. Avant tout, la lumiere dujour constitue un aspect decisif de la concep-tion architecturale de I'espace: elle participe auconfort visuel des usagers.Bien qu'elle soit suffisante, de nombreux bati-ments doivent, au cours des journees c1aires,lutter contre I'eblouissement sur les ecransd'ordinateur; il devient alors indispensable dediriger la lumiere ou d'orienter Ie rayonnementsolaire, ce qui permet aussi une meilleure re-partition de celle-ci dans la piece. Les elementsprevus a cet effet ne doivent, par contre, pasmodifier la qualite de la lumiere, surtout passa couleur. Plus on s'eloigne de la fenetre, plusI'intensite de la lumiere du jour diminue. Pourdes hauteurs sous plafond et des surfaces vi-trees courantes, la lumiere naturelle permet uneclairement sur une profondeur maximale de6metres. Avec des dispositifs d'orientation dela lumiere, la repartition lumineuse peut etreamelioree, mais la profondeur eclairee n'aug-mentera que modestement. Des espaces plusprofonds situes dans des batiments compactsdevront alors beneticier d'un eclairage artificielcomplementaire.

II existe neanmoins d'autres moyens pour faireprofiter les espaces profondsde I'eclairage na-turel: par exemple les lanterneaux, les puits delumiere, les cours interieures ou les atriums.Pour ces elements, il faudra neanmoins etre at-tentif a la protection solaire en I'ete.

L'optimisation d'un systeme d'approvisionne-ment en energie consiste a minimiser la de-pense en energie et aexploiter son potentielde fa.;;on maximale, autrement dit a reduireles deperditions liees ala transformation et autransport.

Dans Ie cas de I'energie electrique, il convientd'evaluer de maniere critique la demande reelle.En plus de I'emploi d'appareils electriques etd'eclairage a basse consommation, il faudraittrouver des alternatives a I'utilisation de I'ener-gie electrique (exploitation de la lumiere dujour, ventilation naturelle en ete, reduction desmoyens de transport mecaniquesl.

Dans les batiments d'activites, la quantite d'ener-gie utilisee pour I'eclairage est tres importante.Des economies considerables sont possiblesdans ce domaine. II faudrait a cet egard privi-legier les luminaires et les lampes afort rende-ment lumineux, eclairement efficace et faibleconsommation. Un eclairage individualise despostes de travail permet de reduire I'eclairagegeneral car I'utilisateur peut moduler I'eclaire-ment de son plan de travail.

72

L'eclairage artificiel devrait etre con.;;u commeun complement aI'eclairage naturel. Les dispo-sitifs de regulation lumineuse permettent uneadaptation de I'eclairage artificiel a I'eclairagenaturel et une homogeneite du niveau d'eclai-rement. Grace aeux, on peut aussi gerer sepa-rement des secteurs aux niveaux d'eclairementnaturel differents.

Sans parler des progres technologiques deslampes, luminaires et autres appareillages, onpeut reduire de 30 a50% les depenses d'eclai-rage grace aune conception retlechie et auneregulation de la lumiere au fil de la journee.

73 74

72 Batiment de bureauxII Munich. HennArchitekten, 2003.Eclairage d'un bureaudes deux cotes graceauna cour interieurevitree (voir aussi p. 140)

73 Ecole II Ladakh, OveArup, 2001. Des espacesprofonds sont eclairespar des fenetres hautesen bandeau (voir aussip.188).

74 Immeuble de bureauxet de logements IISchwarzach, Vorarlberg,H. Kaufmann, Ch. Lenz,1999. L'eclairage naturelest complete par uneclairage individuel despostes de travail (voiraussi p. 122).

111

75 Ecole aGelsenkirchen,plus+ Bauplanung,Hubner, 2004.Ventilation par convec-tion naturelle du hallgrace aune chemineede ventilation (voiraussi p. 182)

76 Ct. 75: hall commun

77 Immeuble de bureauxet de logementsaWiesbaden, A-ZArchitekten, 2002. Leb,Hon laisse apparentpermet un lissage despies de temperature(voir aussi p.68).

75

112

76

77

Ventilation et climatisationLorsque la temperature interieure depasse celiede I'exterieur, I'excedent de chaleur peut etreevacue par la ventilation - de faGon naturelleou mecanique. La ventilation transversale re-presente Ie meilleur moyen d'evacuation de lachaleur. Pour cela, il faut prevoir des ouverturesde part et d'autre de la piece. Ce type de ventila-tion necessite, pour des batiments profonds etcompacts, une liaison des difterents secteurs,par exemple par des impostes. Les ouverturesde ventilation doivent etre positionnees de tellesorte que Ie courant d'air traverse surtout lesespaces produisant une chaleur importante (parexemple les appareils) ou les locaux plus viteexposes ala chaleur. Ces courants d'air sont aeviter ahauteur des plans de travail.La ventilation par convection offre une autrepossibilite. Avec la convection naturelle, I'airchaud monte et est remplace par de I'air frais.Ce systeme est particulierement adapte pour lesespaces de grande hauteur; plus la differencede hauteur entre I'amenee d'air et I'extractionest importante, meilleur sera Ie taux de renou-vellement.Les variations quotidiennes de temperaturepeuvent etre mises a profit par la ventilationnocturne pour rafraichir la masse du batiment.Celle-ci permet de stocker les chaleurs excessi-ves de la journee. Pour que I'air exterieur soitdirige vers les parties massives du batiment, laposition et la forme des fenetres sont determi-nantes.

L'exploitation de la charge thermique et desvariations de temperature depend en grandepartie de la capacite thermique des elementsdu batiment. Cette capacite est assuree par desparties lourdes et massives. Plus les variationsde temperature sont grandes, plus la massed'inertie sera determinante. Une constructionmassive peut attenuer les pics de temperatureet donc reduire les besoins en chauffage ou enc1imatisation.

Activation thermique des elements du batimentLes elements massifs peuvent en plus etrechauffes ou rafraichis pour favoriser I'equili-brage thermique d'un volume. C'est ce que I'onappelle I' « activation thermique» des elements

du batiment; elle est obtenue par des mesurespassives (par exemple la ventilation) ou actives.Meme pour sa mise en ceuvre sur un mode actif,il est possible d'utiliser les energies renouvela-bles (energie solaire, geothermie).Pour les batiments de bureaux, Ie cloisonne-ment se fait, Mias, avec des materiaux legerspour des raisons de flexibilite. Les elementsporteurs massifs (parois, dalles) sont souventrecouverts par des constructions secondaires(faux plafonds, revetements de sol). Dans Ie casd'une activation thermique, les surfaces de ceselements massifs ne doivent pas etre recouver-tes. Si elles sont laissees apparentes, les qualitesacoustiques des surfaces retlechissantes serontcompensees par des materiaux absorbants.

Les problemes poses par les batiments d'acti-vites ne concernent pas seulement I'immeublelui-meme. Les edifices isoles doivent toujoursetre apprehendes dans leur contexte urbain.Comparables aux maisons individuelles dupoint de vuetypologique, les batiments d'activi-tes sont d'un volume bien superieur, ce qui leurassure un rapport surface/volume bien meilleuret donc un avantage en matiere de constructionenergetiquementefficace. Toutefois, la desserte,I'impermeabilisation des sols et I'approvision-nement restent ici aussi des points negatifs.

Fonctions mixtesA I'oppose de la tendance passee pronant la se-paration des fonctions et la relegation hors desvilles des batiments d'activites, dans des zonesd'activites anonymes, I'heure est aujourd'hui ala mixite des fonctions. On espere de la sorte op-timiser I'utilisation et I'exploitation des terrainsen ville et des infrastructures, ce qui aura unimpact majeur en matiere d'economies d'ener-gie. L'autre avantage de cette mixite reside dansI'effet de synergie lie aux divers besoins energe-tiques. Les batiments d'activites consommentune grande quantite d'energie sur de courtesperiodes, ce qui conduit a une utilisation irre-guliere du reseau d'approvisionnement. lis ontd'importants besoins en energie pour I'eclai-rage et les activites qui s'y deroulent, sachantque Ie chauffage est en regie generale assurepar la production de chaleur interne. Or c'esttout I'inverse dans Ie logement.

78 79

Cette situation encourage Ie recours a des cen-trales de cogeneration qui produisent I'electri-cite necessaire au fonctionnement du biHimenttandis que la chaleur d'echappement est utiliseepour Ie chauffage des batiments d'habitationvoisins. Outre I'effet de synergie, les pertes lieesau transport sont aussi minimisees.Du point de vue ensoleillement, une mise en re-seau des fonctions au niveau urbanistique gardetout son interet. Des terrains a I'ombre peuventetre utilises pour implanter des immeubles d'ac-tivites, ce qui entrainera une augmentation de ladensite urbaine.

Batiments culturels energetiquementefficaces et equipements publics: specificites

Le statut de batiment modele des equipementsculturels incite davantage a servir d'exemple enmatiere de valorisation de I'energie qu'a attein-dre des economies reelles.Le fonctionnement particulier du batiment de-termine avant tout la mise au point du conceptenergetique. Des etudes sur la qualite de I'airdans les ecoles ont montre qu'une ventilationnaturelle ne peut assurer un renouvellementsuffisant de I'air (SIA, 1992). Les consequen-ces en sont des problemes de concentration etdes baisses de performance. Une ventilationcontrolee ne represente donc pas dans ce casdes avantages sur Ie seul plan energetique.

On evoque dansce domaine surtout les construc-tions neuves. Or les batiments existants jouentun role bien plus essentiel; la majorite d'entreeux datent de plus de 30ans et necessitent uneremise en etat, notamment les ecoles et mater-nelles des annees 1960 et 1970.Les immeubles de cette periode sont en regiegenerale lineaires; leur construction est ele-mentaire et leurs locaux polyvalents. Ainsi sontreunies les conditions optimales, sur les plansconstructif et fonctionnel, pour une rehabilita-tion energetique.

Malgre leur importance, les equipements cultu-rels et les musees sont rarement conc;;us en te-nant compte de leur performance energetique.Ces batiments doivent satisfaire a des exigen-ces energetiques tres complexes: il leur fait

78 Immeuble de logementset de bureaux, MartinPool, 2004. Les appar-tements occupent lesetages superieurs etbeneticient ainsi d'unmeilleur ensoleillement(voir aussi p.62).

79 Rehabilitation energe-tique et restructurationd'une ecole mater-nelle des annees 1970il Lochham. Pollok+Gonzalo, 2003. Enplus d'une diminutionimportante de laconsommation energe-tique, I'eclairage naturela tHe optimise.

80 Residence pour per-sonnes agees ilLautertal. Titling, HansNicki, 1993. Effet spatialapporte par I'eclairagenaturel

80

113

garantir un confort interieur pour les visiteurset Ie personnel, mais aussi pour les objets ex-poses. On doit se soucier en meme temps de latemperature, du degre d'hygrometrie, de I'eclai-rement, des dispositifs de protection solaire etde la qua lite de la mise en valeur des pieces.Une conception energetiquement efficace estindispensable pour minimiser les depensesliees a I'equipement technique du batiment etaux couts de fonctionnement.Les musees occupent la plupart du temps desbatiments historiques. Une renovation tech-nique est au moins aussi importante que lestravaux pour une construction neuve. Les me-sures de rehabilitation doivent respecter lesreglements de protection du patrimoine. Lesnouveaux materiaux et les progres realises parI'equipement technique sont a cet egard d'ungrand secours. Les panneaux isolants sous vide(PIV), par exemple, permettent d'atteindre unebonne isolation thermique avec seulement quel-ques millimetres d'epaisseur et conviennentaux endroits qui n'acceptent pas les sectionsde construction habituelles. Des murs epais etmassifs peuvent toutefois contribuer a equili-brer les conditions de confort car leur massethermique permet Ie lissage des temperatureset soulage ainsi Ie chauffage et I'installation declimatisation.Outre les espaces d'exposition, les musees etbatiments culturels abritent aussi diverses ac-tivites comme des boutiques, des restaurants,des locaux pour la recherche, I'administration,des salles de reunion, des locaux sociaux, etc.Du point de vue energetique, leurs exigencessont bien entendu tres differentes. La plupartde ces locaux ont les memes criteres que lesbureaux.

La conception energetiquement efficace d'unbatiment exige de considerer les differentsfacteurs d'un systeme en reseau dont les in-teractions sont parfois complexes. Comme Iemontrent les nombreux exemples choisis, unchamp inepuisable de possibilites s'offre auxconcepteurs pour donner forme aI'environne-ment bati.

838281

81 KunstmuseumdeRiehen,Suisse, Renzo PianoBuilding Workshop,1997-2000

82 Cf. 81: toiturevitree pourf'eclairement naturel(voir aussi p. 194)

83 MuseoRomanoaMerida,Espagne, Rafael Moneo,1984. Des lamelles debeton situees au-dessusdes grandes feniHreszenithales refletent etrepartissent la lumieretout en servant de pare-soleil.

114

CONCEPTION DE BATIMENTS ENERGETIQUEMENT EFFICACES:EXEMPLES

Rehabilitation au standard Residence universitaire PPPbasse energie et maison passive aWuppertal Muller Schluter

Utilisation flexible Bcltiment d'habitation et de Lenz Kaufmann,bureaux a Schwarzach Schwarzach

Systeme voisin de la Immeuble de bureaux et Scheitlin-Syfrigmaison passive de logements a Sursee + Partner, Lucerne

differenciees Complexe de bureaux Schuster Architekten,aDuisbourg Dusseldorf

Ventilation naturelle Bcltiment de bureaux Henn Architekten,d'unetour aMunich Munich

Projection d'ombre et guidage Complexe de bureaux Thomas Herzogde la lumiere aWiesbaden + Partner, Munich

Immeuble de bureaux Bcltiment du Parlement Hopkins Architects,durable aLondres Londres

Ecologie integree Bureaux et ateliers Georg W. Reinberg,aWeidling Vienne

Bcltiment d'entreprise au Immeuble d'activites Walter Unterrainer,standard passif aSteyr Feldkirch

Etablissement scolaire Ecole de Pichling Loudon + Habeler,au label basse energie Vienne

Bcltiment scolaire au Ecole Montessori Walbrunn Grotz Vallentinstandard passif aAufkirchen Loibl, Bockhorn

Projet de construction College plus+ bauplanung,participatif aGelsenkirchen Hubner, Neckartenzlingen

Reponse a des conditions Etablissement scolaire Arup Associates,extremes aLadakh Londres

Systeme d'eclairage Musee d'art Renzo Piano Buildingnaturel reglable aRiehen Workshop, Paris/Genes

r....... .-r,:;=: --

-'"--" -......,-,---.

115

Rehabilitation au standard basse energie et maison

passive: residence universitaire it Wuppertal

Architectes:1re tranche: PPP en collaboration avec Michael Mulleret Christian Schluter, Dusseldorf2e tranche: Architektur Contor Muller Schluter, Wuppertal

Informations sur Ie projet:

Livraison:1" tranche: 20002' tranche: 2003SHON: 17 200 m'SHOB: 20 000 m'Volume du biltiment:56500m'Consommation d'Emergiepour Ie chauffage:1" tranche: 68,1 kWh/m"an2' tranche: 15,0 kWh/m"an

Coefficient U feniHre1" tranche: 1,56W/m'.K(cadre: 1,6, vitrage: 1,1)facteur solaire g: 62 %2' tranche: 0,82 W/m'.K(cadre: 0,75, vitrage: 0,7)facteur solaire g: 53%

Epaisseur isolant cheneaul Ut tranche:18 em2' tranche: 28 cm

Epaisseur isolant pignon1" tranche: 14-19 cm2' tra nche: 25-30cm

Epaisseur isolant toiture etsous-face etage de loge-ments au-dessus deI'etage-soubassement:1re tranche: 18 em2' tranche: 28 cm

116

Avec 600 logements, la residence universitaireBurse de Wuppertal est I'une des plus impor-tantes d'Allemagne. Construite en 1977, ellea connu avec Ie temps, outre des dysfonction-nements, d'importants desordres de construc-tion. Cela venait s'ajouter a une installationtechnique totalement vetuste et aune isolationde la favade a la fois insuffisante et devenuepermeable. Le probleme fonctionnel etait Ie sui-vant: I'installation technique centrale se situaitau-dessus de I'unique ascenseur et de la caged'escalier a peine eclairee. Chaque bloc sani-taire etait prevu pour 32 occupants, ce qui etaitbien sOr tout afait insuffisant. En raison de sonmanque d'attractivite, Ie batiment a donc etedelaisse. Les rares entrees peu accueillantes,avec leurs enormes boites aux lettres, incitaientau vandalisme. II fallait trouver un remede poureviter les troubles sociaux.

Une etude menee par les architectes retenus apreconise de comparer les coOts d'une recons-truction complete et les frais aengager pourune reutilisation de la structure porteuse exis-tante avec d'eventuelles demolitions partielles.Le resultat a ete surprenant: avec une econo-mie possible de pres de 25%, la rehabilitation

est bien plus avantageuse. La decision essen-tielle au moment de la conception consistaitalors adetruire Ie noyau central en piteux etatet aIe remplacer par deux nouveaux noyaux dedistribution. La renovation des installations etdes logements a ete realisee en deux tranchesavec deux standards de construction differents.Alors que la premiere tranche avait vise avecsucces une norme « basse energie I), il etait deslors possible d'oser passer, dans fa secondetranche, acelie de « maison passive ». II a fallucalculer avec precision Ie coOt d'investissementd'une installation de ventilation et Ie confronterau coOt d'exploitation estime.

Au debut des travaux, les elements pretabri-ques de favade en piteux etat ont ete deposeset Ie batiment vide en totalite. Dans la structureprevue amurs de refend, les fonctions ont etereorganisees; une majorite de logements indi-viduels comprenant une cellule-douche aveclavabo et une kitchenette prennent la place dessecteurs pour 32 personnes.

La nouvelle infrastructure moderne prevo itaussi une liaison avec Ie centre informatiquede I'universite.

3

5 6

Le prolongement d'environ deux metres de lastructure porteuse a permis Ie gain de surfaceindispensable. Le cadre place devant Ie bati-ment pouvait et devait egalement reprendreIe role de contreventement assure par I'anciennoyau des ascenseurs et de la cage d'escalier.Les equipements collectifs, situes jusque-Ia aucentre de I'immeuble etaient devenus inutiles.Deux nouvelles cages d'escaliers vitrees entotalite occupent I'espace libere entre les deuxmoities du batiment. Le verre de protectioncontre les intemperies detinit un espace facile aapprehender par Ie regard et offrant de grandesqualites pour la communication. Du point devue climatique, il est traite comme un espaceexterieur.

Le grand batiment, particulierement confus etpeu accueillant a I'interieur, a fait place a unnouvel ensemble fluide compose de deux ailesde logements lisibles avec des dessertes agrea-bles.

On accede a la partie « chauffee» des loge-ments depuis les cages d'escalier froides. SurIe plan des standards thermiques et des ins-tallations de chauffage et de ventilation, on a

8

1 Vue avec I'acces au pare

2 Plan de I'existant

3 Fa,ade de I'existant

4 Ascenseur at caged'escalier existants

5 Chambre existante

6 Chambre existante,feniHre

7 Plan de principe de larehabilitation, sansechelleMalgre les differencesd'orientation et deconditions d'ensoleille-ment, on est parvenu asatisfaire aux normesbasse energie at mai-son passive.

8 Plan d'un nouveaulogement individuelavec cellule-doucheet kitchenette, sansechelle

117

9

10

_--.......:.:..-----.:::::::

..... ---- )---..........--- -u)

II," •••• ____ J-.;;::

:::) .... I)- r:::"- E; .. , .'

'-- -.::::::: ? - :--- :----.....::- --=:::::= >- --

r-II -- ><:: -... s.. - :::.: J--- ;:;:: ;§-.;;: -- s:.. "....................

:::t; It----.;;--.....:: ....... s... -5=:r-- S I

--.....:: ...... ;§- - L..--':';::5: - ::::: S r-:::r- Ls... - f::::: E;

:::.:'- t:: )...... I[g:, ,>< If::::: E;- r-----:--

L---::

11

9 Fenetre de la premieretranche de ,,'habili-tation avec la normebasse energie; I'etroitvolet ouvrantde venti-lation est caracteristi-que.

10 Photo de chantier: exten-sion de la structure demurs porteurs

11 Isometrie: extension dela structure en mursporteurs avec leselements de facadepretabriques de 12 m delarge

118

traite les deux tranches de fa90n differente. Lapremiere a ete realisee selon Ie standard basseenergie et la seconde selon Ie standard passif.Ces variantes au sein d'un meme ensembleavec des utilisations identiques rendent Ie pro-jet interessant pour un examen et une analysescientifiques. Des la mise en service, des colla-borateurs de I'universite de Wuppertal ont saisiles nombreuses donnees du monitoring pourpouvoir, d'une part, rendre compte du compor-tement des utilisateurs et, d'autre part, etablirdes reperes pour effectuer des ajustementseventuels sur les installations techniques. Cesobservations devront durer trois ans.

Le volume compact du batiment a ete com-pletement habille de panneaux de bois sus-pendus. La fa9ade est constituee d'elementsprefabriques de 12 m de long. Ces elements tresisoles comprennent, en plus des revetementsinterieur et exterieur, les blocs-fenetres incluantune protection antichute. Cette prefabrication a

permis non seulement de reduire de beaucoupla duree du chantier mais permettra aussi dereutiliser ces elements Ie cas echeant car ilssont demontables.

II faut insister sur la nette amelioration de laqualite d'execution, sachant que I'excellenteetancheite des joints est essentielle pour I'effi-cacite energetique. Ainsi a-t-il ete possible dereduire sur Ie chantier Ie nombre de joints area-liser. Les deperditions de chaleur par transmis-sion ont pu etre facilement evitees. Le gestion-naire a pu enregistrer, des la premiere periodede chauffage, une reduction significative desbesoins en chauffage pour la premiere trancherealisee.

En fait, les fa9ades etanches et I'aeration par-fois insuffisante de la part des utilisateurs ontentra7ne des difficultes - pas vraiment inatten-dues - pour I'hygiene du batiment. Une ven-tilation mal ma7trisee par les utilisateurs peut

co

'"

·1co

E

co'"'"

00

COCO

." '" '"2 >'" '"

I

,l

cespace supplementaire destine auxblocs sanitaires des appar1ementsa ,He cree par una extension de 2menviron.

Chaque appar1ement posse de sapropre salle d'eau et sa kitchenette.

13

air frais

air frsis

i. I

(

12 •••••••••••J:======d En pig non, deux unites sont regroupeespour former un appar1ement double.La cuisine est eclairee naturellementpar Ie pig non.

14

12 Detail de plans d'exe-cution remanies, sansechelle, avec schemades fonctions de venti·lation controlee

13 Vue de la nouvelle distri-bution avec I'ascenseuret la cage d'escalier:une c( veranda» prote·gee des intemperiespar une grande surfacevitree

14 Cf. 13: vue avecI'eclairage aucrepuscule

119

panneau ass 8 >= 16 mm selon conlnintesstatiqu.s

panneau gypse·fibre 8 : 12,5 mm

panneau OWO e=16 mm

8tanch6itiIuvent

jointd'6t.nch6n6

p.nneauEternit8 =8mm

vid. d'.ir aveclanage horizontal3W5O mm imprigne

profil6 mitallique LM

profil4i m6t.llique LM

panneau OWO ':It 16 mm

6tanchllit6 au vent

profile metallique LM

profil6 m6tatlique lM

pann8lu Eternit 8 • 8 mmpanneau owee = 16 mm

vide d'airaveclatlagehorizontal30150mm impr6gn6

15

isolantthermiqu.8'" 280mm.WlG 03S

r'smaRt6'aulCbOl\lit au mont&flt

panne8U OSBe>: 16mrn slrionconlr.lfltesstattques

jolflt8veclainemmerale lhydrofugelttanche Introdonparbourng_

paooelu OSBe».ll: 16mmstKoncontraintersmtques

I

6Il/6Il

imprellOe,resistant1Ilatraction,

au montent

isolantthermiquee::r. 280mm,WlG 03S

. 60/80

Construction du plancher:10 mm parquet60 mm chapaflottente20 mm materi.urAsi1ient40 mm chape d'egalisation160 mm dalle beton arme

calfeutre avec Compriband

panneau gypse-fibre e=12,5mm

panneau aSB e = 18 mm

causer des deperditions thermiques inutiles.Cette experience a ete en toute logique sui-vie par la decision de prevoir pour la secondetranche une installation qui assurerait, par uneVMC, une hygiene atmospherique reglable, nenecessitant pas I'intervention des etudiants.Cette decision a, en outre, ete completee parune etude de faisabilite. II a ete prouve qu'ense basant sur un taux de recuperation de cha-leur de 80%, I'investissement supplementaireserait compense par les economies de chauf-fage ainsi realisees, Le passage au standardpassif etait des lors devenu logique. Les coutssupplementaires - de I'ordre de 10% - corres-pondaient aux rigoureux calculs de faisabiliteeconomique montrant que ces mesures se jus-tifiaient sur Ie long terme.

1S

Le traitement de la se base sur I'existant.La structure du biHiment (a murs de refendlreste lisible. Aux extremites du batiment, desbalcons d'evacuation a c1aire-voie en acier setrouvent devant les vastes surfaces fronta-les recouvertes de panneaux de fibrociment.Les extremites des couloirs restent ouverteset la lumiere du jour - un moyend'orientation essentiel pour la desserte du bati-ment. La coupe verticale ci-contre montre bienIe traitement bien etudie des joints entre leselements. Au niveau des dalles en beton arme,I'espace intermediaire a ete rendu etanche parde la laine minerale hydrofuge: la tresbien isolee oftre donc une continuite d'etan-cheite, Un bardage de tales d'alliage legeroftre la possibilite de structurer la surface. Lacoupe horizontale montre I'integration en tantqu'element de des fenetres de maisonspassives certifiees et deja disponibles dans Iecommerce, La non plus, on n'a pas renonce aechelonner les profiles, ce qui etait importantpour Ie traitement plastique de la

etancheite au ventpanneau OWO e= 16 mm

joint

isolation thermiqueez 280 rnmWlG 03S

panneau Eternit.·8mmtOle aluminium

panneau aSB • z 18 mmplnnelu gypse-fibre e:lt 12..5 mm

lame erair aveclattag. horizOntll3lII5Ommimpregnfl

calfeutrement

panneauaSB• = 12-fl\f(tsefoncontraintesstatiques

garde·corps

grillageanti-insectes 30x 30ttanchllit6 au vent -

r-::-=-=:::=:::::::=:::=:::::::::::=:±::=:::;:;=:::J

panneau trois plissurface de fenlltreen bois

catfeutrflavecCompribend

15 Coupe verticale de laau niveau du

plancher de la secondetranche avec una iso-lation de 28cm pour Iestandard passif, sansechelle. Constructiondepuis I'exterieur:panneau de fibrocimentavec vide d'air, fixe surlattage bois, panneauDWD 1Smm, voile elan-che, isolantthermique280 mm, panneau OSS18 mm, panneau gypse-fibre 12,5mm

IS Coupe horizontale de laavec integration

d'un module de fenetrede maison passive,sans echelle

17 de la secondetranche, desormais sansouvrant de ventilation

120

17

121

Utilisation flexible:batiment d'habitation et de bureaux aSchwarzach

Architectes:Christian Lenz, Hermann Kaufmann,Schwarzach

Informations sur Ie projet:

Livraison: 1999SHON: 1 390 m'SHOS: 1 670 m'Volume du biitiment:4220 m'

Consommationd'energie pour Ie chauffagedes bureaux:23 kWh/m'/anLogements:10 kWh/m'/an

Coefficient U toiture:0.11 W/m'.KCoefficient U mur exterieur:construction legere 0,12 W/m',KCoefficient U plancherrez-de-chaussee contre laterre: 0,19 W/m'.KCoefficient U vitrage:0,6 W/m'.K

122

A la peripherie de Schwarzach, dans un sec-teur d'habitat epars typique du Vorarlberg, unbiHiment de 58 metres de long a deux niveauxsemble vouloir s'opposer au mitage engen-dre par les maisons isolees. Avec un niveaude bureaux surmonte d'un etage flottant enporte-a-faux comprenant des logements, Ieparallelepipede oriente nord-sud presente enoutre une mixite de fonctions qui donne uncaractere urbain a cet environnement rural.Une aire c16turee avec des installations sporti-ves se trouve au sud.

L'enveloppe du niveau superieur, revi'ltuede contreplaque, flotte au-dessus du rez-de-chaussee en retrait. Des cages d'escaliersexterieures ouvertes rythment la fa9ade nordsans jamais interrompre Ie volume compactchauffe. Les ouvertures en fa9ade tiennenttoujours compte par leur forme et leursdimensions de I'orientation et de I'utilisationdes locaux.

Les plans des logements sont c1airement orga-nises: les pieces secondaires comme les sallesde bains, cuisines et toilettes sont au nord tan-dis que les sejours, salles a manger et chambressont regroupes au sud. Une vaste terrasse ensaillie prolonge I'espace habitable disponible.La compacite maximale en est certes diminuee,

mais cela est compense par d'autres avanta-ges comme I'optimisation de I'ensoleillementhivernal et la protection du rez-de-chausseecontre les rayons du solei! en Me.

Le type de construction retenu permet deprendre facilement en compte les souhaitsindividuels en matiere de plans. II est en effetpossible de modifier Ie cloisonnement parla suite. Cette flexibilite concerne aussi toutIe niveau inferieur de bureaux. Un systemede cloisons legeres facilite a court ou moyenterme I'adaptation aux nouveaux besoins,ce qui est un des aspects importants de laconstruction durable.

Bureaux et logements sont equipes d'une ven-tilation contr61ee et d'une chaudiere a gaz pourassurer Ie chauffage complementaire. La ven-tilation des logements et Ie chauffage fonc-tionnent de la maniere suivante: I'air frais estcapte par une bouche d'aspiration munie d'unpretiltre, traverse un reseau de tubes en plas-tique etanche enfoui a 1metre sous Ie niveaudu radier - en hiver, la chaleur de la terre y estcaptee - puis est amene dans chaque logementpar une gaine d'air neuf. Celui-ci est insuffledans les pieces et ameliore au moyen d'uneionisation naturelle en fonction de la qualitede I'air.

3

4

,,

-----------jII-----------1i-----------1i

-----------j

i-----------1!

Plan de masse avecI'environnement, sansechelle

2 Fa9ade sud

3 Plan etage avec troislogements individuels

Plan rez-de-chaussee(bureaux)

5 Plan sous-sol avec leslocaux techniqueset, sous la partie necomprenant pas deSQUS-sol, un collecteurgeothermique

Plans sans echelle

123

rihre

'airn d'aireur

LEGeNOe

I _ameneed

j<'"'' '" /'", <I."extractio

't'--- ionisation air exterichauffage mural .... reg lee de air rejetepar ravrnement

.... r ....-- avance.... "airsalle de bains [

---- retour

i .... appareil dechauffage par Ie sol ---- solaire.... ventilation.... tttttttttdu logement

<Idans,P extraction d'air ..

enetre

bouches d'amenee

d'airl!-" prise d'ai

::f; <- "l' .. avec prOf

dans <- bureau ::<-

eniltre

r nsuf ....de

'air .... J - solaire

- :-- sous-soleau

I IW] agaz acondensation I

II reservoir I echangeur geothermique pour Ie I

geothermique glaise, rechauffement de I'air en hiver et

chauffage parrayonnementI'alloge de la f

aspiration d'aiper une grilleventilationionisation de I,,\glee

ventilation bur

chauffage parrayonnementI'alloge dela f

6argile humide son rafraichissement en ete

8

6 Coupe avec indicationdes equipements tech-niques at una represen-tation schematique ducollecteur geothermi-que: situe sous la partiene comprenant pas desous-sol, sans echelle

7 Fa,ade sud-est

8 Fa,ade ouest avec laprise d'air

Chaque logement est muni de son propre appa-reil de ventilation compact reglable avec recu-perateur de chaleur, ventilateurs, filtre, rechauf-feur d'air, commande par microprocesseur ettelecommande. Le taux de renouvellement d'airest de I'ordre de 0,7 volume du logement parheure. L'air neuf capte par la ventilation est unenouvelle fois finement filtre et sa temperatureaugmentee par Ie rechauffeur d'air en fonctionde la demande. II est ensuite distribue dans lapiece par une bouche integree dans Ie plafondou Ie mur. La vitesse de I'air esttres faible- infe-rieure a 15m/s dans les pieces principales. L'airvicie est extrait dans les salles de bains, les toi-lettes et la cuisine par des soupapes. Les portesdes chambres ne doivent pas etre hermetiquesa I'air pour que celui venant des couloirs etdes degagements puisse aller vers les bouchesd'extraction. Dans la cuisine des petits loge-ments, une soupape d'extraction est placeepres de la hotte aspirante, conr;:ue elle aussicomme extracteur d'air. Dans les grands loge-ments, la hotte aspirante fonctionne comme« extracteur d'air vicie ».

Etant donne que la plupart des personnessouhaitent une temperature situee entre 17 et19°C dans la chambre a coucher, il est possiblede fermer I'arrivee d'air chaud. En remplace-ment de I'arrivee d'air neuf, on a prevu dans Iemur exterieur une entree d'air automatiquequi

permet une circulation permanente d'air neufreglable au moyen d'une soupape. Les fenetresbasculantes deviennent des lors superflues: Ierafraichissement de la piece est evite. L'entreed'air automatique s'ouvre lorsque les tempera-tures exterieures sont comprises entre environoet +16 °C. Au-dela, il est possible d'ouvrir lesfenetres et, en der;:a, comme cette entree estfermee, il faudra actionner la ventilation. L'airvicie sera conduit de I'appareil de ventilationjusqu'a la toiture en passant par un echangeurde chaleur.On a installe un chauffage par Ie sol dans lessalles de bains. Dans les sejours, un chauffagemural par rayonnement sert de complementpour les parties des parois exterieures critiques(grandes baies vitrees) au moment des periodesfroides. L'energie necessaire pour les autres pie-ces est produite pour Ie moment par une chau-diere acondensation a gaz. Tout autre moyen deproduction est ici envisageable. Chaque loge-ment possede son propre compteur d 'ener-gie thermique qui permet un reieve individuelcomme pour I'eau froide ou I'eau chaude.

On peut reguler de far;:on individuelle la venti-lation des logements. Chaque logement a unchauffage de base qui doit etre maintenu enhiver. Pendant la nuit, il est possible de laisserpasser un petit volume d'air et un plus impor-tant Ie jour.

124

9

11

9 Montage des elementsde construction en boisprefabriques

10 Vue sur ie gros ceuvredu rez-de-chaussee enchantier. On distingueles planchers doublesavec les installations:les diffuseurs d'airen partie centrale, iadalle de beton prevuecomma masse d'iner-tie et !'amenagementinterieur modulaire encloisons legeres.

11 Vue sur Ie puits de ven-tilation avec les extre-mites des gaines duCOllecteur geothermique

125

300mm20mm360mm30mm

20mm

gravillons6tanch6it6 toilurecouche de separationisolation thermiquepanneau boissolivage BSH 60/360lanageacran non-tisse noirlanage ajour6

65 mm cailiebotis bOIs en m616zefilm d'6tanch6lt6

I- capteur solaire

r15mm200mm200mm40mm

15mm60mm20mm40mm290mm

errasse

panneau contrecol16isolation en carton bitumeb6ton arm6 soign61apparantlpanneau acoustique suspendu

plancher alameschapepanneau contrecollachape d'6galisationb6ton arm6apparent

27mm50mm

30mm30mmBOmm260mm

plancher alamespanneau lager en laine de boisavec rembourragepanneau resilient en cocochape d'6galisationlit d'6galisation en gravillonsb6ton arm6 apparenn

27 mm plancher alames50 mm panneau 16ger en laine

de bois avec rembourrage30 mm panneau r6silient en coco

carton bitum630 mm panneau contrecoll6240 mm construction \

avec isolantthermique20 mm contreplaqu6

2x 16 mm panneau de particules coll6,

20mm)30mm

panneau OSB peintvide d'air

panneau OSBisolation ltlermiquepanneau OSBpare-vapeur

12,5 mm panneau Placopliitre chauff6

laqu6 gllssupport panneauxpanneau OSBsolivage avecisolant thermiquepanneau OSB

210mm20mm260mm

20mm

/

Z

12

126

13

La temperature de la piece est regulee par latelecommande reliee aune sonde. Etant donneque Ie systeme d'appoint n'a pas de reservede puissance, la ventilation ne devrait pas etrearretee en hiver durant la periode de chauf-fage.

L'eau chaude sanitaire des logements et desbureaux provient d'une installation solaire inte-gree dans Ie garde-corps de la terrasse. Enhiver, les besoins en energie complementairesont assures par Ie gaz nature!.

Les bureaux sont chauffes et ventiles de lafac;:on suivante: I'air neuf est aspire par I'en-semble des prises d'air communes equipees depretiltres. II est ensuite introduit dans la piece etameliore par ionisation naturelle. L'appareil deventilation capte, insuffle et fait circuler I'air;il est equipe d'un recuperateur de chaleur, deventilateurs, de filtres et d'un rechauffeur d'air.L'air neuf entrant dans I'appareil est une nou-velle fois finement filtre, rechauffe en fonctiondes besoins par Ie rechauffeur d'air integreet conduit par les gaines installees dans lescavites du plancher creux jusqu'aux bouchesd'amenee d'air des bureaux.

L'echangeur thermique sol-air central sert, enhiver, de rechauffeur d'air et, en ete, de rafrai-chisseur. L'installation d'amenee d'air permetaussi de servir de chauffage, mais de fac;:onlimitee et ponctuelle. L'air vicie est rejete entoiture.

L'air interieur est anouveau aspire par I'appa-reil de ventilation au moyen d'un echangeurthermique a rotation et evacue a I'exterieur.En hiver, seul Ie volume d'air necessaire dupoint de vue hygienique est remplace par deI'air neuf, Ie reste etant traite par ionisation etreintroduit dans la piece comme air recircule.

En ete, la totalite de I'air passe par un echan-geur geothermique pour etre rafraichi. Tousles bureaux sont equipes d'un chauffage parrayonnement a basse temperature situe dansles alleges des fenetres. Cela apporte une tresagreable chaleur par rayonnement pour lespostes de travail et favorise la circulation d'airpar I'installation d'amenee d'air. La ventilationdes bureaux est reglable de fac;:on individuelle

. et graduelle.

Une isolation renforcee et une mise au pointdetaillee de I'enveloppe sont les conditionsnecessaires pour optimiser Ie fonctionnementenergetique du batiment decrit ci-dessus. Lesoubassement est recouvert de plaques OSSavec un revetement peint. Les cages d'escalierouvertes sont tapissees de textiles et la totalitede leurs volumes est visible a I'exterieur. DeI'interieur, bien que legerement filtree, on aune vue sur I'ensemble. Un immeuble 011 I'on avoulu experimenter des materiaux.

Les points constructifs essentiels figurent surles coupes detaillees ci-contre. On attire surtoutI'attention sur Ie faux plafond en bois aisolationrenforcee au sous-sol sous un solivage permet-tant de passer facilement par la suite, si neces-saire, des gaines techniques. Le plancher-dallede I'etage, par contre, a ete volontairementconstruit en beton pour disposer d'une massed'inertie assurant une regulation thermiqueet une optimisation de l'isolement acoustiqueentre les niveaux.

Les parois de I'etage sont en panneaux de bois,montes en quelques jours et fortement isoles(35cm). Des poutres en douglas BSH soutien-nent la toiture; elle a ete construite comme unetoiture chaude avec 30cm d'isolant.

14

15

12 Coupe avec tous leselements de toiture,planchers et murs:I'enveloppe exterieurecompacte, continue ettres bien isolee consti-tue la partie essentielle.Dans Ie garde-corps dela terrasse sont integresles capteurs solairesutilises pour I'alimen-tation en eau chaudesanitaire.

13 Fa9ade nord avec lescages d'escalierssaillantes, les ouvertu-res reduites ill'etageet Ie rez-de-chausseeen retrait. Les grandessurfaces vitrees assu-rent un eclairementnaturel suffisant pourles bureaux.

14 Vue des bureaux: auplafond, les panneauxlegers en laine de boisapparents ameliorentI'acoustique sansreduire sensiblementles qualites d'inertie dela dalle en beton.

15 Bouched'extractiond'air

127

Systeme voisin de la maison passive:immeuble de bureaux et de logements aSursee

Architectes:Scheitlin - Syfrig + Partner, Lucerne

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2002SHON: 5 700 m'SHOS: 5 920 m'Volume du biltiment:20940 m'

Consommation d'energiepour Ie chauffage:24,4 kWh/m'/an

Coefficient U toiture plate:0,19 W/m'.KCoefficient U mur exterieur:0,18 W/m'.KCoefficient U plancherrez-de-chaussee au-dessusdu sous-sol: 0,20 W/m'.KCoefficient U sol au-dessusdu vide d'air: 0,13 W/m'.KCoefficient U fenetre:1,25 W/m'.K

128

Cet inhabituel immeuble de bureaux et delogements a necessite une periode de gesta-tion de plus de 11 ans. A I'epoque, les archi-tectes ont rem porte Ie concours lance pour unsite difficile a la jonction entre vieille ville etquartiers modernes de Sursee. Le depart d'unefabrique de meubles etablie de longue datesur Ie site a permis une nouvelle utilisation. Leparti architectural s'est maintenu tout au longdes diverses phases de mise au point. Le bati-ment fait face au nouveau Stadthof de LuigiSnozzi et aux batiments de I'ecole St. Georges,proteges a titre de monuments historiques.Le nouveau batiment se montre tres discretet suscite ainsi I'interet des passants atten-tifs. II occupe donc tout naturellement Ie videlaisse dans I'alignement par la demolition. Lalimitation volontaire a trois niveaux cote rueest aussi significative que Ie traitement subtildes far;:ades en bardage bois avec une discretelasure de couleur. Les parties vraiment pas-sionnantes du batiment donnent sur I'arriere.Un chemin public permet Ie passage Ie longdes deux bras de la Suhre a nouveau degages.De la, on voit la petite cour interieure bienstructuree qui offre aux employes une aire de

detente avec un large panorama sur les rivesverdoyantes et les parties chatoyantes de lavieille ville. Sur l'ile se dressent deux loge-ments-ateliers a deux niveaux qui supportentles deux etages de logements. La far;:ade fer-mee cote rue contraste avec celie ouverte surles bras de la riviere et sur Ie bourg. Le richedialogue avec I'environnement marque forte-ment I'image du bfltiment.

Etant donne que Ie proprietaire et utilisateurdu batiment, une entreprise suisse de grandrenom specialisee dans Ie bois, a pris part aureglage minutieux du programme de construc-tion, Ie batiment a en toute logique ete realiseautant que possible dans ce materiau. HormisIe sous-sol, au niveau de la nappe phreatiqueet donc en bElton etanche, seuls les acces sonten construction massive pour des raisons desecurite incendie.

La fabrication en atelier des elements deconstruction en bois s'est deroulee des les tra-vaux de fondation et de ceux du sous-sol enbeton etanche. Le montage des quatre niveauxprincipaux a debute en juillet 2002 et s'est etale

3

1 principale face aufaubourg

2 Plan de masse avec Iecentre-ville de Sursee

3 Vue depuis la cour inte-rieure sur la couleeverte longeant la Suhreet sur I'arriere de labarre de logements adeux niveaux avec sesvastes balcons

129

o5

sur quatre semaines. Les derniers travauxd'am{magement se sont acheves en tempsvoulu, en decembre 2002, apres un chantier dehuit mois.

4 Plansdu rez-de-chausseejusqu'au 3'etage. Celuidu rez-de-chausseemontre bien la dispo-sition en pont et lesdeux logements-atelierssur l'i1e formee par lesdeux bras de la riviere.L'orientation nord-est!sud-ouest est avanta-geuse.

5 Coupe transversalemontrant les differenteshauteurs etla cour avecles deux bras de laSuhre

6 Detail d'un plan d'execu-tion au niveau du pas-sage mantrant les aecasaux logements at auxdeux niveaux d'ateliers

7 Vue depuis Ie passage endirection de I'est

8 partielle avec Iepassage

9 Salle d'exposition

10 Cafeteria

11 Vue sur la cour interieuredepuis la vieille ville

130

L'attention particuliere accordee a I'ensembledes differents aspects de la conception - fonc-tion, construction, ecologie, economie, estheti-que -s'explique par Ie souci pour la consomma-tion d'energie du batiment. II ne s'agissait pasuniquement de satisfaire les exigences mini-males des prescriptions energetiques, maisd'explorer d'autres ameliorations possibles.L'enveloppe du biltiment a ete sanscompromis pour reduire les deperditions partransmission et maximiser les apports sola i-res passifs. Une bonne isolation thermique dechaque partie et I'optimisation des jonctionsont ete determinantes. Le choix du bois pour laconstruction a permis la realisation de detailsde liaison pour ainsi dire sans pont thermique.II a juste fallu tenir compte d'un coefficient dedeperdition U de 0,14W/m2.K pour Ie montagedans la structure bois des fenetres choisies enbois et aluminium.

Pour reduire les deperditions dues a la venti-lation habituelle par la fenetre, une ventilationcontr61ee avec recuperateur de chaleur a etemise en place - un autre moyen de baisserfortement les besoins de chauffage. La techni-que performante des pompes a chaleur assureles besoins restants pour Ie chauffage et I'eauchaude. Les deux pompes a chaleur utilisantla nappe phreatique garantissent un coeffi-cient de travail annuel de 4. La premiere peutcouvrir les besoins en chauffage jusqu'a unetemperature exterieure de -3°C. La secondeest destinee a I'eau chaude sanitaire et sertlors des pics de froid. La diffusion de la chaleurest en regie generale assuree par Ie chauffageau sol.

L'energie fournie par Ie rayonnement solaire etla chaleur emise par les personnes et les ordi-nateurs est mesuree de automatique parun thermostat d'ambiance et Ie chauffage doseen consequence. Seule une prise en compterigoureuse des interactions entre ces differen-tes mesures permet de minimiser les depen-ses d'energie decrites ci-dessus. Un contr61e

11

n'

EG

. ::

elage3

-.9

elage2

",' n'-,

elage1

'" 10

0- .,do soubassementfosseh d'8scenseur

.,:S beten etanche 25 emvarra Foam 14 30·4(1 mm collejoints catfeutrbfine couche de mortier

JO enduit lltanche

sous-solsoubassement fossed'ascenseurbeton lltanche 30 emverre Foam 14 3().40 mm collejoints calfeutresfine couche de martierenduitlltanche

,..,-.. .... ... ...

A·11111

-VtOJ.1l

n'

I ."'W' "';.

'F ,--,.' " 1

A_I6'AI.. S.. ,

D L-... --...' '"-. -.-;

"': .,n_.- y_.- -,..' =-----. u· ,.,. ut -- '"-. X-:

I -.[jJ 0"

A ..._.... W*o'.w..'

..=....

.n. ,. ". ,. , » utU> -', ..m.._- X .....,

6

8

131

12 Coupe de la fa9ade avectaus les ehiments detoiture, de plancher etde mur, du haut versIe bas: constructiontoiture plate, mur, plan-cher courant, dalle duRDC

13 Vue partielle de lafa9ade nord: cadres defenetres en aluminiumanodise, bardage enlames de sapin etroitesat lasurees

132

II

Construction toiture platedepuis I'exterieur:vegetation extensive80 mm ou accessible(caillebotis bois 70 mm)non·tissede protectionetancheite (film)panneau PUR avec penteintegree recouvertd'aluminium 20-60 mmpanneau en mousse depolyurethane dure PURrecouvert d'aluminium80 mm (120 mm)materiau resilient pour leslogements praticable 10 mmpare-vapeur056-325 mmsolivage 80x220/laine minerale 60 mm056-325 mmplafond suspendu/plaques de Placopl;;tre2x12,5 mm, plafondacoustique partiel

Construction mUf exterieurdepuis I'interieur:plaque de Placopl;;tre12,5 mm tapissepare-vapeur/etancheiti! aI'air056·315 mmcadre en bois 80x240 mm/laine mineraleplaque gypse-fibre 15 mmfilm etanche aI'eaulattage 27 mm verticalvide d'airbardage bois 27 mmhorizontal

Construction dalledepuis Ie haut:parquet 15 mmchape anhydride coulee55mmcouche de separation/glissementmateriau resilientplaque laine minerale 20 mmpanneau en mousse depolyurethane dure PUR (F20)20mm056-325 mmsolivage 120 x 280panneau laine minerale60mmpanneau triplis 27 mmplafond suspendu / plaquesde Placopl;;tre 2x12,5 mm,plafond acoustique partieI

Construction dalledepuis Ie haut:parquet 15 mmChape anhydride coulee55mmcouche de separation/glissementmateriau resilientplaque laine minerale 20 mmpanneau en mousse depolyurethane dure PURrecouvert d'aluminium100mmdalle beton arme250·400 mm

externe des performances par des organismesindependants au moyen de differents tests(Blower-Door, thermographie, mesure de laqualite de I'air ambiant, mesures regulieresde la consommation) permettent de verifier Ierespect des prescriptions de depart. Les infor-mations relevees a cette occasion seront prisesen compte pour Ie developpement du systemede construction.

Les solutions techniques retenues pour Ie mon-tage des elements de construction pretabri-ques apparaissent c1airement dans la coupe de

ci-contre. En plus des mesures prisespour la thermique, toutesles possibilites d'opti-misation en matiere d'isolation acoustique ontaussi ete etudiees lors de la phase de concep-tion. Pour les plafonds, la solution retenue aconsiste en un faux plafond suspendu et soupleconstitue de deux plaques de platre-carton. Laprotection vis-a-vis des bruits d'impact et desbruits aeriens ameliore nettement Ie confortd'utilisation du batiment, surtout si I'on consi-dere I'eventualite de changements d'activitedans les differents niveaux.

La conception de I'enveloppe a ete guidee par Iechoix de materiaux divers afin de repondre aumieux aux exigences Iiees aux depenses d'en-tretien et de duree de vie. Le metal n'apparaitqu'a la liaison entre les fenetres et laLe large cadre devient un masque et determineI'apparence esthetique des ouvertures. Le bar-dage en lames de sapin etroites des autressurfaces est economique et renforce I'effet jouepar les cadres des fenetres. La sensation devolume est tres marquee et n'est jamais remiseen cause par les percements et les echelonne-ments en hauteur.

differenciees:complexe de bureaux aDuisbourg

Architectes:Schuster Architekten, Dusseldorf

I

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2002SHON: 12 100 m'SHOB: 26 500 m'Volume du batiment:106000 m'

Besoins d'energie calculespour Ie chauffage par an:9 kWh/m'/an

Coefficient U toiture plate:0,12 W/m'.KCoefficient U fayade sud:0,33 W/m'.K (sansrayonnement solaire)Coefficient U reel fayadesud: 0,05 W/m'.K (avecrayonnement solaire)Coefficient U fayade nord:0,24 W/m'.KCoefficient U fenetre aveccadre: 1,4 W/m'.Kdont coefficient U vitrage:1,1W/m'.K

La restructuration du bassin de la Ruhr est ega-lement perceptible a Duisbourg. Une anciennezone portuaire a dominante industrielle s'esttransformee en un site moderne dedie aux ser-vices et aux loisirs, La qualite et I'identite du lieusont toujours marquees par la forte presencedes entrepots historiques.

La construction destinee aux Services centrauxde la police urbaine (ZPD) est une reinterpre-tation de ce type de batiment dans un espritcontemporain. II s'agit d'un grand edifice fonc-tionnel, compact et tres econome en energie.La reaction a cet environnement tres particulierexplique I'organisation du batiment et aussison image generale. Les bureaux s'ouvrent ausud sur la ville et sur I'eau. Les espaces secon-daires et ceux de stockage donnent, par contre,au nord, vers I'autoroute bruyante. Cette repar-tition, somme toute tres logique, ne se contentepas de souligner la lisibilite et la clarte de I'en-semble de la structure, ellefavorise son inser-tion dans son environnement urbain.

Le lien direct entre I'ecologie et la volumetrie aservi de base a la conception globale. L'imageexterieure du batiment est dominee au sud parla solaire recemment mise au point. Aumoment de la conception, on s'est concentresur les fonctions interieures du batiment, cequi a entraine un jeu de tres variees.Au nord, Ie front reste au contraire referme etpeu anime. Les rares ouvertures significativessont traitees comme des « fenetres vertes» auxdifferents themes, donnant ainsi des points derepere et une echelle.Sur Ie plan formel, Ie grand hall d'entree a plu-sieurs niveaux se detache des autres surfaces,et ce, des deux cotes du complexe; il signaleI'entree de loin. C'est surtout la que se lit Iejeu entre les differentes Lieu d'accueilcentral, Ie hall articule Ie batiment.

Par une conception globale, on a tente d'op-timiser Ie batiment du point de vue ecologi-que. Cela comprend la distinction logique entreespaces principaux et espaces secondaires. Les

134

2

3

4 o o o o o o o o

5

6 o o o o o o o o

1 Facade nord

2 Plan de masse

3 Facade nord

4 Plan de I'etage

5 Facade sud

6 Plan du rez-de-chaussee

plans sans echelle

135

8

9

7 Coupe, sans echelle

8 Fa9ade sud cote port

9 Vue du sud-est avecIe bassin du port

136

premiers sont regroupes au sud et les autres aunord, ce qui prend tout son sens sur les plansurbanistique et fonctionnel. Tous les systemesont ete retenus pour leur simplicite et leur effi-cacite.Les fa9ades solaires orientees au sud permet-tent une utilisation passive de I'energie solaire.Ces fa9ades sont constituees de panneauxvitres et cartonnes en nid-d'abeilles. Le souci deminimiser la part des plastiques a guide Ie choixdes materiaux. En amenagement interieur, on autilise des matieres naturelles.

Le systeme de ventilation innovant reposesur I'aeration naturelle des bureaux et sur Ierafraichissement du bfltiment par la possibi-lite don nee aux usagers d'ouvrir les fenetres.Les masses d'inertie thermique ameliorentI'efficacite de la ventilation. La possibilite derecuperation de la chaleur et de rafraichisse-ment naturel par une aeration nocturne a ega-

lement ete prise en compte. Pour de faiblesvitesses de circulation d'air et avec des fluxoptimises, les besoins en energie electriquedu systeme de ventilation ne represententque 11 % de ceux d'un systeme classique com-parable. Le rafraichissement se fait de troismanieres: par I'eau du port, par la ventilationtraversante nocturne et par la mise en ceuvrede machines a adsorption. Les besoins enchauffage s'elevent a 9 kWh/m 2/an, ce quiest en dessous des normes d'isolation ther-mique et depasse meme Ie standard maisonpassive. Le concept d'approvisionnement enenergies renouvelables procure les avantagessuivants: I'utilisation du rayonnement solairepar I'ensemble du bfltiment produit 111 MWhde chaleur par an.

L'installation photovolta"iqueassure32 MWh/an.L'huile decolza pour lecogenerateuret leschau-dieres d'appoint pour pics de consommation

10 Coupe longitudinalepartielle, sans echelle

11 Vue de detail d'unpanneau solaire de lafacade

12 Schema de I'apportd'energie sur la facadesolaire

13 Coupe verticale de lafacade sud, de I'inte-rieur vars I'exterieur:allege belon arme,laine minerale 90 mm,element de facade solaireavec 14 mm de plaqueOS8, 60 mm de carlonen nid-d'abeilles,22 mm de vide d'air,10 mm de vitrage ESGau ROC, 13 mm devitrage ESG aux etages,sans echelle

14 Coupe horizontale de lafacade sud et liaisonavec I'ouvrant de lafenetre, sans echelle

11

10

I12

rayonnement solaire

A}f..eo'

0+50'

+40'

V,30'

.---J "'20'13 14

+10'

0' t.'\ / J

-10"

temperature I137

15 Vue sur la cage d'escalierdans Ie hall d'entreecentral. La constructioneconome en energie atecologique ne s'opposepas aune conceptionambitieuse.

138

15

16 Vue partielle de la fa9adenord avec les tdenetresverlas»

17 Comparaison de laconsommation d'ener-gie primaire at desemissions de CO2 entreeel ensemble el desbalimenls de bureauxCDurants

18 Coupe verticale de lafa9ade nord. de I'inle-rieur vars I'exterieur:mur en belon armelaine minerale 200 mmvide d'air 65 mmpanneau fibrociment12 mm sur una ossaturesecondairesans echelle

19 Coupe horizonlale de lafar;ade nord at liaisonavec la fenetre, sansechelle

1918

n II

-- /

i

habitue! selon 1'.rrAte surrisolation thermique

Services centrauxde Is pofice urbaine

fournit chaque annee 232 MWh de chaleur et193 MWh d'electricite. Ensemble, les sourcesd'energies renouvelables couvrent 43% desbesoins en energie finale du biHiment.Collectee dans une citerne, I'eau des toitures estutilisee pour Ie nettoyage des toilettes. 1200 m3

d'eau potable sont ainsi economises chaqueannee.En comparaison avec un batiment traditionnelrespectant les prescriptions de la reglementa-tion thermique, Ie benefice ecologique corres-pond 11 I'emission de 987tonnes d'equivalenten dioxyde de carbone par an.

17

8000

7000 7320

6000

5000

4000

30002832

2000

1000

16

139

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2003Surface utile: 9 686 m'SHOB: 30 280 m'Volume du biitiment:109 500 mJ

Consommation d'energiecalculee pour Ie chauffagedes bureaux:12,10 kWh/m'/anLogements: 10 kWh/m'/an

Coefficient U toiturevegetale: 0,28 W/m'.KCoefficient U fa9ade-rideaugrande aile avec les cadres:1,3W/m'.KCoefficient U feniHre touravec les cadres: 1,3 W/m'.Kdont coefficient U vitrage:1,2W/m'.K

140

Ventilation naturelle d'une tour:biitiment de bureaux aMunich

Architectes:Henn Architekten, Munich

L'lnstitut Frauenhofer effectue des recherchesliees aux applications. La decision de regrouperles services centraux dans un seul batiment aentralne I'organisation d'un concours d'archi-tecture qui a ete rem porte par I'agence Henn.La situation du nouveau complexe de bureauxest avantageuse sur Ie plan des transports carI'acces au reseau de metro et de train regionalest direct. Avec Ie batiment existant de I'lnstitut,construit en 1992,un !lot urbain avec une courinterieure utilise pour les pauses du personnelprend forme. Le nouvel ensemble se composede trois parties de differentes hauteurs: un bati-ment bas de deux niveaux, une grande aile decinq etages avec atrium et une tour de 17etagesqui joue Ie role de signal dans un environne-ment urbain heterogene avec une utilisationcommerciale intense.La garantie d'un eclairement et d'une venti-lation naturels pour chaque poste de travail- une exigence du maitre d'ouvrage - est unaspect important de la conception du plan etdes details. Dans I'aile, I'atrium plante assurela fonction d'espace tampon. Des parois vitreesfavorisent la communication entre les bureauxcombines et creent une sensation d'espacesurprenante et agreable. Dans la tour, deuxniveaux sont directement relies par un esca-Iier helico'idal 8 une unite fonctionnelle plusgrande. Les bureaux combines constituent 18aussi Ie modele d'organisation. Les bureauxse developpent autour d'un espace de com-munication avec une salle pour les reunions, lakitchenette, les rangements, les archives, etc.La possibilite de pouvoir reagir 8 tout momentau developpement d'un nouveau concept debureaux flexible sans intervenir sur Ie batimentlui-meme a determine la conception de celui-ciet de sa structure. Une fayade double optimisee8 I'aide de maquettes successives jUSqu'8 gran-deur nature permet I'eclairement et la ventila-tion naturels de la tour.

Differents instituts Frauenhofer ont pris partau developpement des divers elements nova-teurs du batiment. Tandis que I'Institut pour lessystemes d'energie solaire (ISE) de Fribourg-en-Brisgau se consacrait entre autres 8 la miseau point de la fayade double de la tour et audeveloppement d'un concept energetique glo-bal, I'lnstitut de physique du batiment (IBP) de

Stuttgart etait charge de I'acoustique. OutreI'organisation des bureaux, un systeme infor-matique de gestion technique integree du bati-ment a ete elabore. Un robot de lavage desfayades paracheve I'ensemble des innovationstres interessantes du batiment.

Dans Ie cadre du concept energetique globaldeveloppe iterativement, les aspects suivantsont ete determinants: un cogenerateur consti-tue I'element essentiel pour Ie chauffage etIe rafrakhissement du batiment et, en plus,assure les besoins de base en electricite.

Le moteur 8 gaz Otto de 12 cylindres sert ausside groupe electrogene. Une chaudiere bassetemperature 8 gaz est 8 disposition pour assu-rer les besoins en chaleur lors des heures depointe. Les deux generateurs de chaleur sont

3

Complexe avecles batiments dedifferentes hauteurs:I'immeuble bas, lagrande aile et la tour

2 Plan de masse

3 Coupe de la tour avec lagrande aile etl'atrium

Plan du rez-de-chausseeavec Ie hall d'entree, lessalles de seminaires,la cateteria, la sectionde bureaux pour lesbrevets organises enbureaux combines, lacour interieure plantaeservant d'aire dedetente

141

consomm.tion d'energie 1%)

100 ,..---------;2c::70""'jo-u-rs-:c7h.-u-';-ffe-r,--'--;;g:O-5j""'ou-,s-:-'."--f,.7ic7'hi-r,-

humidifier deshumidifier80

consomm.tion d'energie 1%)100 ------,2;;;;00"""'j:cou:::rs-,-:----,----;;,6:;"5""'jo""'u,""'s:-,-.v"'ec'""'/s,.,.• ....,ns--

chauffer rafraichissement passif8O-----------i-------

6O-----------i-------

o-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30

temperature moyenne quotidienne exterieure (en °C)

20

chatsffageICtif

40

60

chauffageIct.f

.......'"'''"'I-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30

temperature moyenne quotidienne exterieure (en °el

40

6

5 Comparaison entre desbiitiments de bureauxavec des equipementsc1assiques at desbatirnents de bureauxII elances))

6 Vue sur I'atrium avec Iepuits de lumi"re

7 Vue sur I'atrium avecI'ascenseur, I'escalier etles plantations

relies aun repartiteur de chaleur par I'interme-diaire d'un separateur hydraulique. Le coge-nerateur fonctionne bien sOr en ete pour laproduction de froid. Celui-ci est produit par unemachine de froid par adsorption et sert ala cui-sine, la cantine, la salle de reunions et Ie secteurinterne des etages de bureaux.

La temperature des bureaux peut etre ajusteepar I'aeration nocturne. En hiver, la chaleurevacuee par la centrale de cogeneration decen-tralisee alimente les surfaces de chauffage sta-tiques et Ie systeme thermique de I'installationde ventilation des locaux. De plus, Ie chauffagede base du batiment est assure par des ser-pentins coules dans les dalles en beton. Lerafraichissement et Ie chauffage fonctionnentavec un systeme a basse temperature. Uneventilation naturelle des importants volumesd'air du hall d'entree et de I'atrium permet dereduire fortement les necessaires investisse-ments energetiques et techniques. L'eventuel

apport en chaleur dO au puits de lumiere estminime et la ventilation par les ouvertures enperipherie tres efficace. En cas d'incendie, deuxgrands ventilateurs au plafond evacuent lesfumees hors du hall.

Dans la tour, Ie choix d'un concept de venti-lation passif garantit un grand confort et uneoptimisation energetique des postes de travail.Des simulations chiffrees ont servi de base aceconceptinnovantdeventilation. L'indispensableprotection par rapport aux bruits importantsgeneres par Ie boulevard exterieur et la voieferree a egalement pese sur Ie choix d'unefac;:ade double. La fac;:ade exterieure est consti-tuee d'un mur-rideau en elements de verreSecurit (VSG) de 12 mm d'epaisseur et la fac;:adeinterieure est une grille composee de montantset de traverses de classe d'isolation 1. La nuit,I'activation du systeme integre a la dalle debeton assure Ie necessaire rafraichissement.L'eau sert de fluide caloporteur. La chaudiere a

142

8

9 10

condensation est en toiture. Les reser-voirs des sprinklers existants peuvent etre uti-lises comme ballons de stockage de froid. II estegalement possible de rafraichir les plancherspar I'air ambiant, meme la journee.

Sur place, un bureau avec sa fac;:ade a eteconstruitaI'echelle 1 : 1. Cela adonne I'occasiond'optimiser petit apetit la ventilation naturellepar un examen des possibilites d'ouverture etfait pencher en faveur d'ouvrants aI'italiennesitues Ie plus bas possible. L'apport energeti-que necessaire pour rechauffer I'air entrant estreduit grace aun ensemble de mesures com-plementaires. Chaque etage constitue son pro-pre circuit de ventilation. Les angles de la tourcomportent un vitrage comprenant un pare-soleil de couleur neutre. L'eclairement despostes de travail a aussi ete optimise par dessimulations de lumiere naturelle. Une lamelleplate et en deux parties reflete la lumiere dansla partie superieure vers Ie plafond puis vers

Ie fond de la piece, tandis qu'elle isole Ie baset empeche un eventuel rechauffement. Uneregulation centrale basee sur la position dusolei! modifie celie du pare-solei!. Les usagerspeuvent agir sur les conditions de temperatureet d'eclairage de fac;:on individuelle, un aspectessentiel pour I'acceptation par Ie personnelde I'equipement technique retenu. A chaquefenetre se trouve egalement un store acom-mande manuelle.

Les mesures de contrale effectuees au coursdes chauds mois d'ete de I'annee 2003 ontprouve I'efficacite de ce concept energetique.Des mesures de temperatures et par gaz tra-ceurs en ont apporte les preuves et chaquefonction a pu etre verifiee.

« Le comportement des usagers (commandedes pare-solei! et ouverture des fenetres aI'ita-Iienne) a certes pu avoir un impact importantmomentane sur les temperatures en ete, mais

8 Plan des etages debureaux de la tour

9 Coupe de deux niveauxde bureaux relies parun escalier helico'idal

10 Vue sur un bureaucourant de 18 m'

143

-

I'.'.

.. / / / / / / / / / / / / / / / /

1\ ,I I

I

II

IIII

.,...- .II

I

/ / / / / / / / / / / / / / / / /1

I I//

r--------

-II

B:II

= II

/ ///////////// //j

----I I

-------I

\I

-----/ I

IIIIIIIIIIII

f-- II

V IIIII

I. / / // // / // / / / /1III

II

L..- '-----I

!

11 Coupe partielle, plan etelevation de la facadeavec indication desentrees et sorties d'air,sans echelle

12 Facade avec les valets deventilation ouverts

13 Evolution des tempera·tures au cours d'unesemaine particulie-rement chaude dumois d'aout 2003 encomparaison avec lesprescriptions d'origine

14 Vue du canal de la facadedouble peau

144

11

00 00

,,,,,.... . "','" I ... ........... "";111

'-----__.J I '-----' I'

12

Ie batiment venti Ie naturellement reagit tresbien», selon les conclusions de I'etude. Le bati-ment satisfait aux exigences meme dans lesconditions reelles d'utilisation. Ces bons resul-tats sont corrobores par les entretiens realisesavec Ie personnel. Les gens se sentent bien etapprouvent les importants efforts consentispour la mise au point de postes de travail repon-dant aux exigences actuelles. 14

14.8

\

13.812.811.810.89.88.87.8

-temperature exterieure -bureau nord-ouest - bureau sud-ouest38

36

34

32c.,., 30

28.Ii;

26J!l

24

22

20

18

6.8

13

145

Projection d'ombre et guidage de la lumiere:complexe de bureaux aWiesbaden

Architectes:Thomas Herzog und Partner, Munich

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2003SHaN: 36 250 m'SHOB: 56 150 m'Volume du batiment:48798 m'

Coefficient U toiture plate:0,2 Wfm',KCoefficient U vitrage:0,7 Wfm'.K

146

En plus d'une construction et d'un fonctionne-ment particulierement economiques, Ie mai-tre d'ouvrage souhaitait utiliser les energiesrenouvelables pour ce projet de batiment debureaux. Un systeme de production d'energieutilisant la trigeneration - production simulta-nee de chaleur, de froid et d'electricite - a etemis en place. Le raccordement au reseau dechauffage urbain existant garantit une hauteperformance de !'installation. Deux cogene-rateurs a gaz servent a la production d'elec-tricite et de chaleur. Une machine a froid paradsorption genere du froid apartir du surplusde chaleur.

En tirant bien parti des regles de construc-tion, Ie grand volume a pu etre divise en unbatiment de liaison surmonte de quatre ailesde bureaux; cela permet entre autres la ven-tilation transversale naturelle du batiment. Ladisposition des noyaux de distribution permetune utilisation independante de surfaces plus

petites - que I'on peut louer - et qui peuventetre reliees ades unites plus importantes ver-ticalement ou horizontalement. La profondeurde 12 metres et la trame de fac;:ade de 1,50 mpermettent la creation de bureaux individuels,groupes, combines ou encore paysagers. Lesplanchers et les plafonds servent d'accumu-lateurs, ce qui explique I'absence de faux pla-fonds et de doubles planchers. En hiver, ceselements massifs sont chauffes tandis qu'onen extrait la chaleur en ete. Le controle destemperatures de surface assure Ie confortinterieur.

Les fac;:ades des bureaux sont formees d'uneparoi multicouches. La fac;:ade en bois au nordet au sud est composee de panneaux isolantscomprenant des ouvrants de ventilation. Enpartie superieure, des volets de ventilationintegres peuvent etre fermes amoitie ou com-pletement selon les conditions de temperatureet de vent. La ventilation naturelle de I'espace

2

se fait de fac;:on par ces volets qui ontete places pour assurer Ie necessaire renouvel-lement hygienique de I'air. En hiver, un petitconvecteur rechauffe I'air exterieur entrant parces volets de ventilation. La partie vitree fixe,en triple vitrage isolant avec remplissage degaz rare, presente d'excellentes qualites d'iso-lation thermique. Le verre blanc utilise offreun degre de transmission lumineuse eleve.L'integration de I'equipement technique desbureaux dans la fac;:ade est une innovation.La distribution electrique est integree dansun coffre en bois installe ahauteur de table etplace aI'interieur.

Le developpement des composants techniquesnovateurs a ete soutenu financierement par laFondation federale allemande pour I'environ-nement.

Les lames metalliques montees sur la fac;:aderepresentent une autre particularite. Du cote

1 Succession des ailes debureaux, prise de vueau crepuscule

2 Facade nord d'uneaiie de bureaux, sansechelle

3 Facadeouestdel'ensem-ble, sans echelle

4 Plan de masse montrantles quatre nouvellesailes et ia liaison avecIe batiment existantdans son environne-ment, sans echelle

147

5 6

8

1er etage. Les5 Plan du elles ailes

quatre au batimentsont rehees existant parde bureaux elles, sansdeux passer

echelle. , ne

6 uaile, sans e axe

Vue frontalede facade nts:elements de

rants verticauxouv . ouvertventilation, ferme 1111 gauche et des cadresdroite, de

en p lation ther-makore, ISO • lablesmique, valetsde auche,d'eclairage, a g

bois aveccoffre en t 11 droite,

nvecteur e, .la distributIOn

electrique

f ada avec8 Vue de la 7Cil en partieun pare-so e

descendu

de detail de la9 Coupe sansfacade nord,echelle

148

) 0 0 0 0 0 0 0 0 '""'"""""""'"

,,,

Construction de la toitureplate:subst,at 150 mmbande d'etancheite EPDMisolation 140 mmpare-vapeurchape avec serpentinde chauffage et derafraichissement 90 mmbetan arme 280 mm

nord, ils dirigent la lumiere zemithale vers Ieplafond dans la profondeur de la piece. Du cotesud, un dispositif reglable a ete mis au pointpour diriger vers Ie plafond la lumiere zenithaleen cas de ciel couvert - de la meme fagon quepour la fagade nord. En cas d'ensoleillement,il est possible de changer leur orientation parrotation. Le maximum d'ombre est assure lors-que ces elements de guidage de la lumiereplaces en hauteur sont tournes vers I'interieur,Ie centre de la fenetre permettant Ie passage aI'interieur de la piece de la quantite necessairede lumiere naturelle directe. La partie basse estconstituee par un element qui apporte aussi deI'ombre. Une vue directe sur I'exterieur restepossible. A I'interieur, la lumiere artificielle estdirigee de fagon indirecte par reflexion au pla-fond et de maniere directe sur les plans detravail situes pres des fenetres. Dans Ie casdes pieces profondes du batiment de liaison,comme Ie restaurant, I'eclairage naturel estassure par des ouvertures en bandeau recem-ment misesau point, qui optimisent I'apport delumiere naturelle.

Un aspect essentiel du concept technique de cebatiment reside dans la regulation individuelledes bureaux qui disposent d'un systeme demise en veille pour economiser I'energie. Lapiece n'est en mode de fonctionnement totalque lorsque I'utilisateur est present. Son entreedeclenche la ventilation naturelle controleereliee au convecteur et la lumiere artificielle;grace aun capteur, celle-ci complete la lumierenaturelle de fagon progressive.

o

o

Daile du haut vers Ie bas:chape 50 mmfilm microperforechape avec serpentin dechauffage et derafraichissement 50 mmbeton arme 280 mm

La vegetalisation intensive - et variee dans saconception - de la toiture est une autre mesurecompensatoire essentielle sur Ie plan ecolo-gique. L'eau de pluie est recueillie et stockeedans des reservoirs avant d'etre reutilisee pourI'arrosage artificiel de la toiture vegetalisee.La ventilation naturelle du parking souterrainouvert evite Ie recours aune ventilation et aune extraction mecaniques ainsi qu'a I'instal-lation de sprinklers et de detecteurs d'incendie.Toutes les pieces, meme les depots situes plusaI'interieur, beneficient de la vue sur les coursinterieures plantees. 9

de l'exterieur versI'interieur:guidage de la lumie,e pa,des profiles extrudes enaluminium tres reflechis-sant fixes par des etriersen aluminium a un elementen beton arme prefabrique160 mm, recouvertdepolyurethane, reflecteur enaluminium en sous-face,fenetres en bois hemlock,verni cinq fois, triplevitrage, couvre·joints enaluminium pulverise

149

la10 Fonetions de

sud: . ar ombre- protection ponnement

rtee du raypo" d" eetsola!re de la lumiere- gUidag t mps eou-naturelle par "thale)

iere zemvert (Ium naturelle- ventilation" lee de

ntralee et roguco centrallsee

n libre par les- ventilationouvrants detail de la

11 Coupe de ns eehelle,sud,

nordaeeux del us de grandsavec en p biles per-elements mo dage de lamettant Ie gUI difieatlon

" et la moartee: un

de I'ombre ehe permetmateur de, positIonde a.dessusmdlquee el hee

12 Vue rapproe

150

11

"""....: .:: ....

Immeuble de bureaux durable:batiment du Parlement aLondres

Architectes:Hopkins Architects, Londres

H"",- ",,, ,fi

lCJD _ ""..:., ......

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2000SHON: 22 811 m'

Besoins en energiecalculE;s: 90 kWh/m'/an

Coefficient U toiture plate:0,25 W/m'.KCoefficient U mur exterieur:0,27 W/m'-KCoefficient U fen'llre:0,15 W/m'.K

Construire un nouveau batiment pour 210deputes et leurs collaborateurs dans un siteunique et remarquable en plein centre deLondres, juste a cote de Westminster Palace(architectes: C. Barry et A.W.N. Pugin) et deI'ancien batiment de Scotland Yard (architec-te: Norman Shaw) sur la rive de la Tamiseconstituait une tache complexe. La necessited'integrer une station de metro aI'intersectionde deux lignes n'a fait que compliquer la mis-sion des architectes. Et pourtant, I'equipe desconcepteurs comprenant I'agence HopkinsArchitects et Ie bureau d'ingenierie Arup onteu pour ambition de concevoir un batimentdurable et energetiquement efficace puis deIe realiser. Le programme « Joule II» de laCommission europeenne a offert la possibi-lite de Ie faire dans Ie cadre d'un projet derecherche. La reduction des besoins en ener-gie pour la construction et Ie fonctionnementdu batiment en cours ainsi qu'une utilisationaussi importante que possible des energiesrenouvelables fut des lors une des principalespreoccupations.

Un batiment durable au sens ou l'entendentMi-chael Hopkins et ses collegues doit mettre sur Iememe plan un excellent confort d'utilisation et

une esthetique ambitieuse. La forme qui en estresultee n'a pas emporte I'adhesion totale dela population et de la presse, bien au contraire.Peter Davey rappela toutefois dans son analyseparue dans la revue ArchitecturalReviewsousIe titre « Commons Sense» que les batimentsvoisins avaient a I'epoque souleve les memesprotestations. Le premier orage passe, les qua-lites de ce batiment ont aide les gens aI'accep-ter. Les audacieuses et imposantes tours deventilation lui conferent structure et echelle. Lareprise de motifs des batiments voisins faciliteI'insertion dans la fameuse silhouette urbainedes bords de la Tamise. Augustus Pugin lui-meme avait a I'epoque habilement integre lesindispensables gaines d'evacuation dans seslanterneaux d'inspiration gothique des Housesof Parliament. Les monumentales chemineesdu batiment de Scotland Yard sont impossi-bles a ignorer. La mise au point formelle de lavolumetrie et des elements definitifs de fa<;ades'est appuyee sur de nombreuses maquettesd'etude tres detaillees. Aucun detail, si minimesoit-il, n'a ete laisse au hasard.Les bureaux des deputes et de leurs collabora-teurs sont regroupes autour d'une cour centralerecouverte d'une verriere. Les pieces donnantsur la rue sont equipees de bow-windows,

152

2

contrairement acelles sur cour. Le bruit et desraisons de securite expliquent I'impossibilited'ouvrir les fenetres.L'air que Ie batiment re<;oit et qui Ie ventileest a 100% natural. II est aspire a la base desenormes tours et prechauffe par un echan-geur de chaleur rotatif. Sous la toiture, I'airneuf des bureaux est retraite et conditionne.L'alimentation de chaque etage se fait par laparoi interieure des fa<;ades. L'air neuf passe parles gaines entre planchers et faux plafonds puisarrive en tant qu'air neuf dans les bureaux, cotecouloir. Un element astucieusement construitcontre la fenetre augmente I'apport de lumierenaturelle dans Ie bureau en integrant un lumi-naire. On y trouve des liseuses (orientees donevers Ie bas) ainsi qu'un eclairage indirect dirigevers Ie plafond cintre qui apporte une lumierereguliere. Le taux important d'eclairementnaturel permet de reduire I'eclairage artificielet done d'economiser de I'energie. Des ouver-tures sont prevues dans la partie superieure deI'ebrasement de la fenetre pour I'evacuation deI'air. Le plafond en beton apparent tres soigneet pretabrique apporte I'indispensable massed'inertie pour I'equilibrage des temperatures.L'ensemble du batiment dispose d'elementsd'inertie en nombre: poteaux bruts, voQtes,

dalles et parois en beton pretabrique blanc.Durant les nuits d'ete, Ie batiment est assaini etrafraichi par I'air de fa<;on naturelle, les chargesthermiques de la journee etant ainsi evacuees.La sortie d'air se fait aI'exterieur de la fa<;ade,des deux cotes des piliers massifs en gres. Lesgaines d'air, Ie revetement de la toiture et lestours de ventilation sont en alliage d'aluminiumet de bronze. Pour ce materiau innovant, il afallu effectuer de laborieux essais de moulageet d'extrusion, controler les soudures et met-tre au point des procedes de patine adaptes.Les fenetres ont un triple vitrage et font officed'absorbeurs en hiver. La chaleur par rayon-nement solaire est captee au moyen de storessombres.

La chaleur fournie par I'air rejete est captee parIe systeme de ventilation. En ete, I'air neuf pre-rafraichi par I'eau souterraine est amene devantles fenetres. Les appareils de c1imatisation c1as-siques sont totalement absents du biltiment.L'eau souterraine utilisee pour rafraichir sertensuite d'eau grise pour Ie nettoyage des toilet-tes, ce qui constitue la particularite de !'installa-tion sanitaire. La consommation d'eau potablea aussi fortement diminue grace a d'autresmesures.

1 Coupe des batimentsvoisins avec la stationde metro situee endessous, sans "chelle

2 Vue depuis la Tamise:Houses of ParliamentavecBig Ben, PortcullisHouse, I'ancien bati·ment de Scotland Yard

153

c c

D

D

cQ)

Ec:2E

UJ

fj:>

Bridge Street

3

3 Plan au niveau de la rueavec fa cour interieure

4 Vue sur la depuisla cour interieure

5 Vue partielle de lasur la cour interieureavec la verriere

La cour interieure recouverte d'une verriere etagrementee de plusieurs arbres sert d'espacede communication et de detente. Ossature enchime americain, elements de liaison en acierinoxydable et verre conferent acet espace unenote a la fois avenante et raffinee. On aperGoit,en haut, les espaces de travail. Les variationsdans Ie traitement des faGades sont sensiblesde pres. Les 120annees prevues pour ce bati-ment seront allegrement franchies.

154

5

6 delajlleede lae avecIe b

desdepule ureauechelle s, sans

7 Coupedu ba .Ie schemad l';nenl avecnement d e onction-

syslemede

8 Espaceaveccommun secretariatde pour deux

pUles,sansechelle

9 Vue sur un bcourant de

156

OfQJOOfQJO

I[

6

Ecologie integree:bureaux et ateliers aWeidling

Arch itecte:Georg W. Reinberg, Vienne

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2003SHON bureaux: 419 m'SHOS bureaux: 499 m'SHOS totale: 961 m'Volume du batiment:2579 m'(bureaux et ateliers)

Besoins en energiecalcules: 19,4 kWh/m'/an

Coefficient U toiture:0,11 W/m'.KCoefficient U mur exterieur:O,18W/m'.KCoefficient U plancherrez-de-chaussee contreIe sol: 0,19 W/m'.KCoefficient U vitrage:0,7 W/m'.K

158

A I'origine specialisee dans I'horticulture, I'en-treprise realise maintenant des etangs de bai-gnade et des installations de phytoepuration.Un concours restreint a ete organise pour I'ex-tension du batiment de production et d'admi-nistration. Le laureat a habilement tire parti desqualites de ce site marque par un magnifiquepaysage environnant et sa mare naturelle.

Les nouveaux batiments sont construits per-pendiculairement a la pente et forment avecIe rideau d'arbres des versants un vaste cadrepour Ie grand plan d'eau. L'aile des bureaux setrouve juste devant I'etang existant. La fal;adesud vitree assure la liaison entre interieur etexterieur. Les fonctions de desserte et de com-munication combinent astucieusement les dis-positifs de protection solaire et I'utilisation desapports en energie solaire. L'acces se fait enlongeant la rive par la fal;ade ouest, plus etroite.Un vaste hall d'accueil mene les clients vers unespace conseil adeux niveaux. Les ateliers etdepots sont accessibles au nord grace aunepasserelle ouverte mais abritee. La desserte decette partie est nettement separee de I'espaceclients.

L'espace exterieur est une partie essentielle ducontact avec Ie client. L'entreprise peut en effet

y deployer toute la palette de ses prestations.Une membrane etanche pour I'etang et un sys-teme d'enrichissement en dioxyde de carbonede I'eau sont les principaux composants techni-ques. En passant par un chemin qui traverse Ieterrain et par des passerelles au ras de I'eau, lesvisiteurs peuvent apprendre aconnaitre diffe-rents biotopes. Le concept developpe autour deI'eau met en valeur les espaces exterieurs et endetermine I'amenagement. La vegetation desrives s'est constituee au fil du temps; la grandeetendue d'eau est apte a la baignade. Des pas-serelles divisent les zones offrant differentstypes de plantations. Dans la partie au sud-est,I'ensemble des eaux usees est traite par uneinstallation de phytoepuration. L'ensemble deseaux de toiture est recueilli dans un bac d'in-filtration situe entre les bfltiments et qui faitbien sur partie de I'amenagement des espacesexterieurs.

L'aile des bureaux est sur toute sa longueurdivisee par un mur en beton servant de massed'inertie; Ie reste de la structure est realise encontreplaque tres isole. La fal;ade sud allie Iebois et Ie verre.

Des simulations thermiques ont permis d'opti-misersur Ie plan energetique lefonctionnement

2 3

1 sud

2 Plan de masse avec lesdifferentes parties: bilti-ments d'administrationavec Ie plan d'eau debaignade situe devant,les ateliers, Ie depot,les acces, sans echelle

3 Vue sur les deuxniveaux de I'espace dedistribution

4 nord avec I'etanget I'acces 11 I'atelier

159

5

6

5 Activation du systemeintegre au noyau enbeton assurant Ie rafrai-chissement par I'aausouterraine en ete

6 Schema de ventilationpendant une nuit d'ete

7 Schema de ventilationpendant una nuitd'hiver: Ie mur, massed'inertie, comma sourcede chauffage

8 Journee ensoleillee enhiver

9 Le biitiment de nuit

10 Coupe de la fa9adesud avec les capteurssolaires. La protectionsolaire est assuree parla grande avancee dutoit et, si necessaire,par les stores descen-dus en partie basse

11 Schema de ventilation

12 Bureau avec la gaine deventilation apparente

13 Schema de collecte deseaux pluviales at deseaux usees

9

du biHiment et de developper des solutionsdurables pour Ie chauffage, la protectionsolaire, I'installation solaire thermique et I'ela-boration d'un concept de ventilation, indispen-sable. On a tente acette occasion de mettre enjeu simultanement tous les aspects essentielslies aI'energie et au confort du batiment. Lessimulations ont donne les resultats suivants:construit comme il est, Ie batiment se refroi-dit si lentement qu'il resiste dix jours a uneinterruption de !'installation sans avoir besoinde chauffage pour rester a I'abri du gel. Celaest dO a la forte isolation de 20cm des mursexterieurs, aune toiture de 30cm d'epaisseurainsi qu'au triple vitrage isolant. Une surfacede 16m2 de capteurs integres dans lasud assure Ie chauffage et une chaudiere abois combinee adeux ballons « tampons» de1500litres chacun. Le chauffage solaire fonc-tionne sans intervention du personnel et sert atemperer les bureaux meme lors des vacancesde Noel.

8

160

L'air neuf est introduit dans les bureaux etextrait dans les sanitaires et la kitchenetteapres avoir traverse Ie hall. L'air peut pas-ser des bureaux au couloir par un jour de 7a 10mm menage sous les portes, L'ete, Ieconfort est assure par trois sondes geother-miques et une installation de recuperationde chaleur reglable qui equilibrent ainsi Ieconcept energetique. La protection solaire estadaptee et optimisee en tenant compte descomposants du rafraichissement de I'air et durefroidissement par I'eau souterraine. On a puainsi preserver la vue pour profiter en perma-nence du magnifique paysage que constitue

10

Ie plan d'eau. Par contre, Ie couloir doit etrefortement venti Ie, sans interruption, durant lesnuits d'ete. Le mur d'inertie central peut etreaisement tempere par I'eau souterraine, sansrecourir ade complexes equipements techni-ques. L'influence positive sur Ie confort estivalse ressent tres nettement: les temperaturesinterieures n'ont pas depasse 26°C, meme lorsde I'ete caniculaire de 2003.Les simulations informatiques ont prouvequ'isolation thermique optimale pour I'hiver etconfort estival ne s'excluent pas forcement. Lesconcepteurs ont aussi tache de reduire au mini-mum I'installation technique. De toute fayon,les equipements utilises - comme I'aspirationdes poussieres des machines abois et I'appro-visionnement en eau de I'etang - ont tout desuite ete integres dans Ie concept ecologiquedu batiment.

Le systeme constructif reprend I'esprit duconcept energetique. En plus du long mur debeton traversant - qui peut etre utilise gracea I'activation du systeme integre au noyau enbeton pour Ie rafraichissement ou Ie chauf-fage-, Ie reste du batiment est en panneaux decontreplaque. La toiture et les fayades sont tresbien isolees avec de la laine minerale posee defayon aetre impermeable aI'air. Toutes les exi-gences fonctionnelles et esthetiques ont ainsiete satisfaites.

11

12

14 Coupe transversale dubatiment, sans echelle

15 Coupe de detail de lalaqade nord, coupeverticale de la porteexterieure et coupehorizontale de la laqadesud avec Ie platelagebois au-dessus du pland'eauConstruction de la laqadenord, de I'exterieur versI'interieur:bardage meleze 3,5 em,lallage bois 4/5,vide d'air 3 em,lilm resistant aux UVcomme pare-vent,laine minerale 20 ementre les montants enbois,panneau plein en bois9,8 em,natte de roseau 1 em,systeme de chauffage1,5 em,enduit en terre glaise1 em, sans echelle

16 Fa9ade ouest avecI'entree principale

14

etage

15

162

'"

16

163

Batiment d' entreprise au standard pass if :immeuble d'activites aSteyr

Architecte:Walter Unterrainer, Feldkirch

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2002Surface totale bureaux:1042 m'Volume des bureaux:4015 m'Surface totale deI'entrepot: 572 m'Volume de I'entrepot:2630 m'

Besoins en energie pour Iechauffage: 14 kWh/m'/an

Coefficient U toiture plate:0,10 W/m'.KCoefficient U mur exterieur:construction legere0,12 W/m'.KCoefficient U dallerez-de-chaussee:0,20 W/m'.KCoefficient U plafondsous-sol: 0,20 W/m'.KCoefficient U vitrage sud etouest: 0,5 W/m'.KCoefficient U vitrage nordet est: 0,9 W/m'.KCoefficient U fenetre:0,82 W/m'.K

164

Le maitre d'ouvrage est une entreprise d'ins-tallations techniques etablie de longue date aSteyr qui emploie environ 70 personnes; elleest depuis quelques annees pionniere au niveauregional dans Ie domaine des equipementsenergetiquement efficaces, Par son enveloppeet ses installations ecologiques apparentes,Ie nouveau bfltiment d'entreprise au standardpassif expose atous les clients sa philosophied'entreprise.La situation urbaine de ce batiment d'activitesest contradictoire et confuse. L'ensemble de lazone d'activites est cache derriere un mur anti-bruit de 3 m de haut et n'est accessible que pardes chemins tortueux. Par son emplacement etses proportions, la construction tient comptedu bfltiment voisin; protege au titre de monu-ment historique, celui-ci se developpe autourd'une cour carree et est appele aconnaitre dansles annees avenir une nouvelle affectation.

L'objectif consistait aconstruire un immeublede bureaux economique, adapte aux besoins,flexible et qui, en outre, devait iHre realiserapidement tout en repondant a des exigen-ces ecologiques elevees. La solution a consisteen une synthese associant une conceptionfonctionnelle, une installation technique eco-nome en energie et une reduction des delais deconstruction par la prefabrication. Les exigen-ces relatives a la qualite architecturale et a lafonctionnalite ont d'ailleurs ete satisfaites sansque soient pour autant negligees I'image dubatiment ou I'esthetique des details.

L'ensemble se compose de deux corps de bati-ment, I'un sur deux niveaux destine a la venteet aux bureaux, I'autre servant d'entrepot etd'ateliers, sur un seul niveau (mais haut). Entreles deux corps se trouve une cour interieureplantee destinee aux clients avec un escalier

conduisant 8 la surface de vente situee sur Ietoit de I'atelier. C'est 18 que sont exposes, pre-sentes et expliques aux clients les differentscapteurs et elements photovolta'iques.

Les fonctions sont c1airement distinctes: ungrand avant-toit signa Ie I'acces et I'entree dupublic, Dans la partie arriere se trouvent leszones de chargement couvertes et les espacescontigus occupes par les employes. AI'interieur,Ie vaste hall d'entree occupe deux niveaux; ilrelie la surface de vente du rez-de-chaussee etI'administration 8 I'etage, Les vitrages sur deuxniveaux tiennent lieu d'immense vitrine. Despossibilites d'extension verticale ont ete pre-vues du point de vue statique et constructif.

11-

2

L'immeuble de bureaux a ete Ie premier d'Autri-che 8 repondre au standard passif; il a ete cer-tiM en tant que tel par I'lnstitut de la maisonpassive en Allemagne. Le batiment montreque meme des constructions tres economesen energie n'ont en aucun cas 8 faire des com-promis qui nuiraient 8 leurs qualites spatiales.Transparence, fonctionnalite, liaisons spatialesverticales et multiples vues sur I'exterieur nes'opposent pas 8 un excellent bilan energetique,Les details parfois inhabituels mis au point pourles maisons passives tiennent compte de la c1ar-te de conception, de I'adequation aux moyensmis en oouvre et de I'optimisation des couts.

Le concept energetique repose sur les mesurestechniques exposees aux clients comme objetsde representation. Tous les composants (y com-pris les sous-composants comme par exem-pie les collecteurs geothermiques) sont acces-sibles et montres aux personnes que la normemaison passive interesse. II s'agit notammentd'une ventilation contr61ee avec recuperateurde chaleur et installee en apparent, d'un col-lecteur geothermique visible, d'une installationde chauffage par biomasse avec des granulatsde bois (pellets), d'une autre de productiond'electricite photovolta'ique, d'un dispositif derecuperation des eaux pluviales, etc.

Le concept de climatisation comprend un col-lecteur geothermique en tubes de polyethylene

3

4

1 Vue avec I'eolienne,embleme de la sociere

2 Coupe transversale

3 Plan etage superieuravec I'administrationet les surfaces d'ex-position sur Ie toit del'entrep6t et de I'atelier

4 Plan rez-de-chausseeavec I'espace de vente,l'entrep6t et I'atelier,sans achelle

165

5 Les bureaux au niveausuperieur et I'espace devente au rez-de-chaus-see sont relies entreeux.

6 Test Blower-Door: lesresultats du premieressai sont excellents

166

5 6

avec un echangeur de chaleur qui prechauffeou rafraichit I'air exterieur selon les besoins.Apres recuperation de chaleur, Ie systeme dechauffageautomatique couvre les besoins enchauffage restants. Ceux-ci, deja fortementdiminues grace aux mesures prises lors de laconception du batiment, sont en grande partieassures par des sources d'energie naturellesexploitees par une pompe a chaleur et descapteurs sola ires. Une chaudiere a granulats debois couvre Ie reste des besoins.

Les besoins electriques sont assures pour presd'un tiers par une eolienne et par !'installationphotovolta"ique situee en toiture et sur la tour.L'installation est appelee a etre augmentee jus-qu'a couvrir la totalite de la consommation.Une station-service de gazole bio a ete installeesur Ie parking.

Le plan d'amenagement interdit les construc-tions verticales et les enseignes voyantes.Visible au-dessus du mur antibruit et placeeentre les deux batiments, la tour d'eclairageet de signaletique est recouverte de panneauxen polycarbonate, equipes de cellules photo-volta"iques; elle est, de plus, surmontee d'uneeolienne d'une puissance de 5 kW. Apres deserieuses protestations, cette tour elancee etoptimisee du point de vue statique a toutefoisete acceptee comme une mesure permettant laproduction d'energie a petite echelle. En tantqu'element visuel nocturne, elle manifeste unephilosophie d'entreprise consciente de I'ener-gie; elle constitue enfin un point de mire bienvisible et affirme.

Les deux corps de batiment sont en structurebois montee en un temps record sur un sous-sol partie!.La construction en bois repose sur un radieren beton isole de 30cm. La trame de construc-tion est de 400cm. Les fac,:ades ont une tramegenerale de 2 m. Les joints sont recouverts deprofiles d'assemblage en fibrociment sur unjoint de drainage, calfeutre et impermeable aI'air. Cette solution est moins chere que descouvre-joints en aluminium, demande moinsd'energie grise et limite Ie nombre des pontsthermiques.

7

8

Vue sur I'entree avecI'avant-toit etla porte atambour

8 Niveau superieur avecles vastes et altrayantessurfaces d'expositionsur Ie toit de I'entrepotet de I'atelier

167

9---/ /, /'

/

panneau Isocal!

dalle beton

"-'

montant

..x..

I-r

i:- 1="--

bordure derive 6/25

:'':: ;-: revAtement:. : ... .:05 halte "1

,,- gravillons

9 Detail bas, fa9adefermee, sans echelle

10 Detail bas, fa9ade vitree,sans echelle

11 Montage des elementsen bois prelabriques

12 Montage et etancheitede la toiture plate

13 Montage de la fa9adepar elements en triplevitrage de 2 x 4 m

168

10

/./

bordure de I

rive 6/25 - asphalte",-

11

Des Ie premier essai, la mesure de la pressiondifferentielle (test Blower-Door) a donne unevaleur inferieure a0,5 h-1.

Dans les parties transparentes, les sonten triple vitrage isolant a la dimension la plusimportante possible, soit 200 x 400cm. Cesgrandes vitres assurent au batiment de bellesperspectives sur I'interieur ou vers I'exterieur.Dans Ie meme temps, cela permet une reduc-tion maximale des joints et des ponts thermi-ques lies aux vitrages. Les huisseries represen-tent aussi Ie point faible des fenetres des mai-sons passives. Une reduction de la proportiondes chassis - avec une isolation moindre et deselements moins couteux - permet d'atteindreIe meme coefficient U que les fenetres « c1assi-ques» des maisons passives qui ont des jointset des huisseries plus larges.

Les surfaces opaques sont constituees d'unestructure de montants et traverses en bois,avec une isolation de 32cm au centre, et despanneaux aSB des deux cotes. A I'interieur,une couche d'installation est prevue derriereIe pare-vapeur. A I'exterieur, les murs sontrevetus de panneaux en polycarbonate d'unehauteur d'etage. Ces panneaux servant d'enve-loppe sont durables, economiques et leur bilanecologique est legerement meilleur que celuidu verre. lis sont disponibles en elements de200 x 600cm. Poses verticalement, ils laissentapparente I'isolation thermique en panneauxde fibres de bois peints en jaune, la couleuremblematique de I'entreprise.

Une construction economique, insensible auxintemperies, grace ala prefabrication en atelieret aune gestion de la logistique au cours duchantier ont perm is de rester dans la limite descouts des batiments d'activites traditionnels,avec cependant une bien meilleure performan-ce energetique - sans oublier des couts d'ex-ploitation bien inferieurs et une precision dansI'execution nettement plus grande.

12 13

169

Etablissement scolaire au label basse energie:ecole de Pichling

Architectes:Loudon + Habeler, Vienne

Informations sur Ie projet:

Livraison : 2003SHaN: 5015 m'SHOS: 5 901 m'Volume du batiment:27351 m'Besoins en energie pour Iechauffage: 34,8 kWhjm'jan

Coefficient U toiture plate:0,15 Wjm'.KCoefficient U mur exterieurdu gymnase: 0,17 Wjm'.KCoefficient U mur exterieuraile des salles de classe enpignon et alleges:0,19 Wjm'.KCoefficient U radier rez-de-chaussee: 0,6 Wjm'.KCoefficient U feniHre etcadre: 1,1 Wjm'.K

170

L'histoire de la Solarcity de Linz remonte audebut des annees 1990. Le centre-ville ne dispo-sant pratiquement plus de terrains disponiblespour la construction de logements, on a pris ladecision de lancer un ambitieux projet d'exten-sion urbaine. Un premier concept d'amenage-ment a ete elabore par Roland Rainer, ameliorequant a sa possibilite d'etre subventionne parles partenaires du groupe READ (Foster, Rogers,Herzog) et amplifie par Martin Treberspurg, lau-reat d'un concours. II s'agit de 131710gementscompletes de fal(on fonctionnelle par des equi-pements collectifs, une ecole maternelle et uneecole.Bien desservi, I'etablissement scolaire est situeau milieu d'un terrain assez grand pour recevoirune extension, des espaces pour Ie sport et ladetente. Les deux niveaux du biHiment abritentles salles de c1asse et des espaces pour la gar-derie. Le gymnase, place en sous-sol, est relieau corps principal. Une seconde phase prevoitla construction d'un etablissement d'enseigne-ment superieur de douze classes avec une sallede gymnastique trois fois plus grande que I'ac-tuelle.

Un hall de distribution continu beneticiantd'un eclairage zenithal relie entre elles defal(on naturelle et agreable la garderie du rez-de-chaussee et les salles de classe aI'etage.Les fal(ades longitudinales sont equipees depare-solei I reglables; ils assurent une utilisa-tion passive maximale de I'energie solaire. Latoiture est en partie praticable et accueille lesclasses en plein air quand Ie temps Ie permet.Les autres surfaces rel(oivent une vegetationextensive. Par Ie hall tres lumineux, les sallesde c1asse beneticient de la lumiere naturelledes deux cotes grace a un bandeau vitre enimposte: I'eclairement est donc optimal etregulier.

Parallelement aux dispositions prises sur Ieplan de la physique du batiment pour les fene-tres et les fal(ades, une installation de recupe-ration de chaleur et un capteur geothermiquepour Ie prechauffage ou Ie rafraichissement deI'air neuf completent Ie systeme abasse ener-gie. L'air neuf passe cote couloir atravers unregulateur de debit avant d'etre insuffle par desbouches dans les salles de c1asse.

4

6

ll-I--

"" !=II'! CJI I-l"I--

5

*-- . .. ..-....- ,-,- ,.-..;. ,t - - ......__

'I _ •• _'

-.-. ... '- .-

Entree

Vue sur Ie hall adeuxniveaux

3 Plan de masse, sansechelle

4 Plan rez-de-chausseeecole et salle de gym-nastique, sans echelle

5 Plan etage

6 Coupe sur Ie gymnase etla liaison avec les sallesde classe, sans echelle

7 Coupe transversale surIe biitiment des sallesde classe avec I'equipe-menttechnique, sansechelle

171

-: "'.- - - ... rayonnement solaireT 6vacuation air 1'6t6 d6vi6 on 6t6: rMuction

\,\ .

des apports sola ires•.,a I. I -".."

rayonnement solairepenetranten hiver

I •• • • • • • t t

MI "t". ". • , • I • I aI'interieur: apports d'energi

III extractiond'air solaire passive

II ecole primaire amenee sallo do classo paro-soloil regia bios. • • d'air "euf--• • , .. • t • 'f" • "t .-.Iextractiond'air

gardorie hall de distribution sallo amenee vitree avec une isolati

• collectivo ........ .:d'air noufsallo do groupo thormiquo do 20 em

.

I ..tr Up 1....

• • • • • • I '. • • • • • •• • • • • • • • • • •

on

8

captour g60thermiquo:11 tubos 0 30 em, L=20m,longuour totalo 220 m

air nouf pr6chauffe on hivor ot rafraichi on 6t6 par 1'6changour do chaleur sol/oau

extraction air pour la recuperation de chaleur par un echangeur thermique rotatif

surface talture du 9ymnase: 5,70 m2panneau photovoltarque,production tOlale 714 watts16,50m2 de capteurs solaires pour I'eau chaude sanitaire

capteur Qeothermique:13 tubos 0 30 em, L=66m,longuour totalo 858 m

8 Coupe transversale surI'aile des sailes de clas-se avec Ie schema defonctionnement de laventilation, sans echeile

9 Vue sur une saile declasse; anoterI'eclairage egal desdeux cotes

10 Vue sur Ie hail

Pages suivantes

11 Coupe avec indicationdes elements deconstruction essentiels,sans echelle

12 Vue sur la enlongueur avec lespare-soleil

13 Gymnase et aile dessailes de classe la nuit

172

L'air est extrait de fayon reguliere dans Ie ple-num et conduit vers un collecteur d'air central.Un echangeur de chaleur rotatif capte ensuitela chaleur de I'air extrait, Le reglage doit etrefait de maniere ane pas provoquer de courantd'air. La ventilation par les fenetres est possiblegrace ades ouvrants de 35cm de largeur- maishauts - et dont I'ouverture est modulable avecprecision. lis permettent une aeration de baseadaptee aux besoins et surtout permanente,particulierement economique, les nuits d'ete.

La coupe transversale ci-dessus permet unevision globale des elements decrits et du fonc-tionnement de !'installation de ventilation. Lesconduits enterres sous Ie batiment pour Ie cap-teur geothermique mesurent 220 m de long.II s'agit de tubes de polyethylene qui peuventdone etre colles de fayon etanche a I'eau souspression et sont faciles a nettoyer. La ventila-tion du gymnase repose sur Ie meme principe.Les besoins en energie pour Ie chauffage ontete certes nettement reduits, mais il en subsisteneanmoins encore qui peuvent, Ie cas echeant,etre couverts par deux systemes thermiques.

Un chauffage du sol par eau chaude est prevupour Ie batiment principal et pour Ie gymnase.Des soupapes de zone permettent Ie reglagecentralise de la chaleur apportee dans chaquezone. Dans Ie gymnase se trouve un systemede chauffage adapte aux sols elastiques. 20 m2

de capteurs solaires sont places sur la toiturepour I'eau chaude des sanitaires. Le reste desbesoins est assure par Ie reseau de chauffageurbain. Un systeme de recueil des donneesenergetiques a ete mis en place pour en opti-miser Ie fonctionnement.Le concept des couleurs et des materiaux estvolontairement marque par I'economie et lamise en reuvre de revetements c1airs et robus-tes: terrazzo pour les couloirs, parquet dans lessalles de c1asse, fenetres et portes en bois.L'orientation aI'est et la proximite des espaceslibres - qui jouxtent un terrain laisse a I'etatnaturel avec son ruisseau - conviennent parti-culierement bien aune ecole.

9

10

173

Composition toiture:substrat 10-22 empanneaux thermiques 22 emtextile non tisseisolation thermique 15 empare-humidite 3 couches 1emisolation thermique 10 empare-vapeurforme de pente en beton 3-15 emdalle de beton arme 33 emvideplafond suspendu 2 em

Composition plane herrez-de-chaussee:carrelage et colle 1,5 emplancher double 30,5 emchape et freine-vapeur 5emmateriau resilient 3 emisolation thermique 5 emfeuille polyethyli,"edalle de beton arme 25 em

Compositionelement vitre 1emventilation arriere 2.5 empanneaux legers en lainede bois 2,5 emlaine minerale 20 emallege en beton arme 14/17 emenduit it sec 4 em

, EJ'r-/:-\--- -----------:/' \\ \\ ,l:

\ \ I II \ \ I III \ \ I I, : \ \,' :

;z'Zl1--__-4

I

__-l1:Zl

.. ......_.._ __

o 0 0 0 0 000000

11

12

174

13

Batiment scolaire au standard passif:ecole Montessori it Aufkirchen

Arch itectes:Walbrunn Grotz Vallentin Loibl, Bockhorn

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2004SHON: 3 614 m'SHOS: 40 80 m'Volume du biitiment;18976 m'Besoins d'energie pour Iechauffage: 13,5 kWh/m'/an

Coefficient U toiture;0,10 W/m'.KCoefficient U murexterieur: 0,18 W/m'.KCoefficient U plancherrez-de-chaussee contre laterre: 0,14 W/m'.KCoefficient U vitrage;0,70 W/m'.K

176

Realiser un lieu de vie pour les enfants: telleest la tache it laquelle les architectes se sontatteles it I'occasion de la conception de la nou-velle ecole primaire et college Montessori deAufkirchen. Le projet consiste en un batimentau plan organique it deux niveaux avec unetoiture vegetalisee. Grace it la possibilite demultiples modes d'utilisation, I'omnipresencede la lumiere et Ie caractere chaleureux du bati-ment favorisent I'epanouissement des enfantspendant les heures de classe et leur tempslibre. En depit d'une recherche volumetriqueambitieuse, Ie batiment a dO se plier aux reglesde faisabilite economique et suivre les pres-criptions en matiere de financement public.A cela s'est ajoutee la volonte de construiresur un mode econome en energie, it savoir austandard passif.

La toiture tres presente s'integre bien dansIe terrain; les differents volumes interieurs secompletent les uns les autres de maniere tressubtile. La compacite signifie des surfaces exte-rieures peu importantes par rapport aux surfa-ces utiles, ce qui est positif sur Ie plan econo-

mique et reduit la consommation d'energie. Leprolongement de la toiture jusqu'au sol reduitit deux Ie nombre de faryades exterieures. Celiedu sud s'ouvre par Ie hall d'entree et la cour derecreation, celie du nord-ouest sur les environs.L'entree est marquee par une rotonde demi-hors reuvre et par un mur de separation Ie longdu chemin d'acces. Derriere I'entree s'elevesur toute la hauteur la salle de spectacles. Lacantine attenante fait aussi office de cafeteriapour les eleves.

Grace it des cloisons amovibles, cette salle peutencore etre agrandie et englober Ie gymnase etla salle polyvalente ronde. Lors de manifesta-tions importantes, Ie gymnase en demi-sous-solpeut se voir modifie par la mise en place d'unetribune entre la salle de spectacles et la sallepolyvalente. La partie comprenant les classescommence juste apres la salle. Elle comprend,au rez-de-chaussee, les six classes de primaireavec les salles detravaux pratiques et, it I'etage,les quatre classes de maternelle avec leurs sal-les de travaux pratiques ainsi que les bureaux.Les nombreuses ouvertures pratiquees dans la

--/'.--

/

1

j

3

1 sud

2 Plan rez-de-chausseeavec Ie voisinage, sansechelle

3 Detail sud avecles escaliers exterieursmenant aux salles declasse de I'etage

177

Coupe, situation enjournee: I'espace dedistribution est, surtoute sa longueur,eclaire de maniere natu-relle par les fenetres detoit centrales.

Vue sur Ie chantier aumoment de la phase degros ceuvre

6 Toiture vegetalisee avecles fenetres de toit

7 Detail d'un shed

8 Montage des elementsde toiture

9 Salle de classe aumoment du gros ceuvre,la pente du toit estperceptible aI'interieur.

178

lenttredetoit

4

5

6

toiture et Ie faux plafond creent un espace fluideaux multiples angles de vue.

La liaison entre interieur et exterieur reprend- avec de nombreux autres details - les princi-pes de la pedagogie Montessori dont les archi-tectes se sont fortement impregnes en etant,pendant une courte periode, des observateursattentifs de "ecole et du college.

L'ecole Montessori d'Aufkirchen a rec;:u Ie labelmaison passive. L'enveloppe compacte est tresbien isolee. Les feniHres sont celles d'une maisonpassive. La ventilation controlee avec recupe-ration de chaleur apporte au batiment scolaireet au gymnase I'air neuf necessaire. La defini-tion de zones et la compacite sont des elementsessentiels du standard en question. De grandsbatiments ne peuvent etre energetiquementefficaces et economiques aconstruire que s'ilssont tres compacts. Le terrain etant aproximiteimmediate d'une tres petite commune, il n'etaitpas pensable de prevoir plus de deux niveaux.Des Ie debut, Ie projet est parti sur la base d'unplan avec deux rangees de classes reliees par

un couloir central; cela supposait un batimentprofond et donc un mediocre eclairement, incon-venient qui a neanmoins pu etre compense parun grand nombre de fenetres de toit. Celles-ci et les volumes qu'elles dominent creent ungrand espace baigne de lumiere. Une defini-tion logique des zones joue par ailleurs un roleessentiel. Le batiment est oriente nord-sud pourpermettre aux salles principales de beneficier dumaximum d'apports solaires; les salles annexessont regroupees au nord. Avec une profondeurcomprise entre 20 et 28 metres, la repartitiondes espaces est la suivante: la partie sud com-prend les salles de c1asse, la salle polyvalente etla salle de spectacles. La partie centrale sert dedistribution et abrite des locaux annexes et derangement. Les salles de travaux pratiques etles bureaux occupent la partie nord. Toutes lesclasses ont un acces direct au jardin de I'ecole, lessalles de I'etage avant aussi leur propre escalierde secours menant aux espaces verts. Les esca-liers exterieurs sont imposes par les normes desecurite incendie mais remplissent aussi d'autresfonctions. II en est de meme pour les salles dedessin, de musique et de garderie amidi.

8

9

179

10 Coupe detaillee de lafa9ade, sans echelle

11 Espace de distributionaI'elage, bien eclaireel pour facililerles communications

Composition de la toiturede haut en bas:terre vegetale 100 mmcouche de protectionetancheitenon-tisse de separationavec detection de tuitespanneau ass - coucheetanche aI'air 25 rompoutre lies composites enbois avec une isolation encellulose 406 mmfreine-vapeur s'adaptantau taux d'humiditepanneau asslattage de ventilationlattage bois sur unpanneau porteur

de I'exterieur versI'interieur:bardage en douglas 24 mm,lattage de ventilation avecnon-tisse de 40 mm,panneau fibres de boisawa 16mm,panneau contreplaque SFUavecisolationen cellulose280 mm,panneau ass - coucheetanche aI'air 22 mm,panneau gypse-fibre 15 mm

Plancher etage de hauten bas:parquet colle 13 mmchape ciment avecragreage 60 mmcouche de separationisolant 30 mmdalle beton arme 200 mmplafond acoustique:panneaux Placoplstre25 +12,5 mm

Plancher re,-de-chausseede haut en bas:parquet colle 13 mmchape ciment avecragreage 60 mmcouche de separationisolant 120 mmbarriere anti-capillaritedalle beton arme 300 mmfilmisolation peripherique120 mmbeton de proprete 50 mmsur graviers de protectioncontre Ie gel

180

10

Pour pouvoir augmenter la compacite, la grandeparoi du gymnase jouxte la salle de spectacles.La liaison entre les deux (une grande ouver-ture composee de cloisons mobiles) permetune multitude d'utilisations: rassemblementsimportants, fetes d'ecole, spectacles.,. Tous ceselements fondamentaux sont au service de lapedagogie Montessori.

Le parti architectural a tres vite penche en faveurd'une construction massive. Les normes acous-tiques et celles concernant la securite incendiesont satisfaites de maniere plus elegante parce type de construction, L'avantage que repre-sente la masse d'inertie est aussi tres profitableau concept energetique et au confort interieur.Tandis que les murs du sous-sol ont ete reali-ses en beton hydrofuge, tous les autres mursinterieurs et planchers sont en beton apparent.L'enveloppe a ete, des Ie debut, prevue en bois,ce qui ameliore la performance thermique etla rend plus economique. La prefabrication a,d'autre part, perm is un gain de temps, Le boisn'a pas ete uniquement utilise en facade maisaussi a I'interieur. L'association entre Ie betonarme et Ie bois cree ainsi une ambiance cha-leureuse.

L'etancheite aI'air est une condition imposeepar Ie standard passif. En construction bois,elle permet en outre un contr61e qualite poureviter les desordres lies a la convection. Lorsdu test Blower-Door (Ie second reuvre pasencore entame, les fenetres etaient toutefoisposees), on a releve les valeurs suivantes:n50 = 0,09 1/h, par rapport au volume interieurreel. Le systeme de ventilation n'a pas eteprevu comme installation de climatisation,mais comme « equipement de secours» : il nepermet pas Ie reglage du taux d'hygrometrieni de la temperature. Dans les cas exception-nels ou I'air est trop vicie, une ventilationpar les fenetres est possible, Le creur de lacentrale de ventilation est un echangeur dechaleur rotatif, Le taux de recuperation s'ele-ve, pour 5840 m3/h, a 86% sur I'air neuf et74% sur I'air extrait. Un cogenerateur equiped'une chaudiere acondensation agaz assureIe chauffage. Dans une maison passive, cedernier fonctionne de maniere continue et atemperature constante.

11

181

Projet de construction participatif:college aGelsenkirchen

Architectes:plus+ bauplanung, Neckartenzlingen

Informations sur Ie projet:

Livraison: 2004SHON: 16650 m'SHOB: 19 110 m'Volume du batiment:77 600 m'

Coefficient U toiture:0,23W/m'.KCoefficient U murexterieur: 0,33 W/m'.KCoefficient U plancherrez-de-chaussee sur videsanitaire: 0,35 W/m'.KCoefficient U vitrage:0,23W/m'.K

182

« Les enfants construisent leur ecole» est letitred'une monographie sur Ie complexe scolaire deGelsenkirchen. II rend compte du travail de I'ar-chitecte Peter Hubner. Son engagement pour laparticipation des usagers de son biHiment toutau long des phases de conception, de I'etablis-sement des plans d'execution et de la realisa-tion est significatif et contribue fortement aucaractere durable de son architecture. La forteidentification des eleves a leur ecole expliqueI'absence de tout vandalisme. L'etablissementscolaire evangelique de Gelsenkirchen-Bismarck se trouve dans une zone touchee deplein fouet par la crise de I'industrie du charbonet de I'acier ou les etrangers representent 30%de la population et qui compte une forte propor-tion de chomeurs. Cette ecole multiculturelleet ecologique devrait devenir un nouveau poled'attraction. C'est ainsi que s'est developpe Ieparti architectural autour de I'idee de petite villeavec rue principale, place du marche, biblio-theque, hotel de ville (bureaux), theatre (sallede spectacles), auberge (cantine), pharmacie(Iabo de chimie), atelier (salle d'art) et six ran-gees de maisons abritant les salles de c1assedesservies par des voies secondaires. La par-ticipation des eleves aux phases de program-mation, de conception et de realisation etaitprevue des I'origine. Comme si souvent avecPeter Hubner, une belle histoire (explicative) a

constitue la base des futurs developpements.Le jury s'est laisse convaincre par ce program-me, aussi sense que sensible, et qui reprenaitIe concept pedagogique d'un apprentissageglobal et social.

Le responsable de I'ecole a c1airement exprimeson souhait de creer une ecole respectueuse deI'environnement: il s'agissait de profiter d'ap-ports solaires passifs en suivant un principeenergetique global. L'ensemble du batimentmanifeste une reelle preoccupation pour laqualite de la lumiere naturelle. « Les variationssaisonnieres, Ie recours raisonne aux plantesen tant qu'elements apportant de I'ombre oupermettant d'ameliorer Ie confort dans les inte-rieurs devaient justifier une esthetique et uneecriture en harmonie avec Ie solei I. »La retlexionsur la collecte des eaux de pluie n'a pas nonplus ete negligee. L'amenagement des espaceslibres doit permettre I'insertion naturelle deI'ecole dans un nouveau quartier d'habitation.« Le jardin de I'ecole, I'ensemble des espacesverts doivent etre un lieu de detente, du calme,d'equilibre et de recueillement tout comme desterrains d'aventures naturels ou des salles declasses en plein air.» Le resultat satisfait lesexigences avec une authenticite surprenante.Le role de centre culturel de quartier que joueI'ecole semble des lors aller de soi.

)

3

4

, Vue aerienne

2 Plan de masse avec .I'environnement urbain,sans echelle

3 Plan de situation: I'eta-blissement scolairetelle une petite villeavec toutes les zonesfonctionnelles indispen-sables, sans echelle

4 Vue sur la place dumarcha couvert, pivotet nreud du complexe

183

5

6

discotheque theatre place du marche avec la tour de ventilation hotel de ville

5 Coupe de la place dumarche avec la tourd'extraction d'air, lasalle de spectacles(theMre) fermee etI'administration (hOtelde ville), sans echelle

6 Vue de I'est avec I'hotelde ville, la chapelle et labibliotheque

184

La « place du marche couvert», ou debouche larue principale et sur laquelle donnent les locauxcentraux de I'etablissement scolaire comme lasalle de spectacles, la cafeteria, la bibliothequeet les bureaux, n'est pas qu'une simple airede distribution, elle est un veritable centre decommunication. La remarquable tour d'extrac-tion d'air avec des ailes a effet Venturi -situeeau milieu de I'atrium polygonal- sert a evacuerde fa,.:on naturelle I'air des locaux et des autresespaces fonctionnels. Dans Ie theatre voisin,un conduitenterre et une cheminee d'extrac-tion sont les elements principaux de ventilationnaturelle. Si la difference de temperature entreI'interieur et I'exterieur est suffisante, il est pos-sible d'assurer Ie renouvellement d'air pour unmaximum de 80personnes sans aucun autredispositif. Le courant d'air necessaire est regule

a I'aide de c1apets. Le flux d'air circule selon Ieprincipe de la ventilation transversale qui per-met une sensation de confort avec de faiblesvitesses de circulation de I'air.

L'air penetre sans extracteur par Ie garde-corpsjusqu'a la scene de la salle de spectacles. DansIe cas de faibles temperatures exterieures, Ieconduit enterre permet de prechauffer I'airet de reduire la consommation d'energie dechauffage. Lorsque les temperatures exte-rieures sont elevees, I'air neuf est au contrairerafraichi. En cas d'occupation plus forte ou d'unrenouvellement d'air naturel trop faible, la venti-lation est assuree par un appareil compact dontIe debit est reglable en fonction des besoins.L'air est reparti dans la salle de spectacles pardes busesde soufflage a longue portee.

7 Vue sur la bibliothequeavec Ie ptan d'eau aupremier plan, Ie sys-H,me de recueil deseaux de pluie etantintegre aI'amenage-ment des espaces verts.L'aile altenante avecles salles specialisees,l' « atelier» (salle d'artsplastiques) et la « phar-macie» (labo de chimielest visible adroite aupremier plan avec uneaile de salles de classe.

185

rr

"'" "'" "" ."'" "" / / / /\\--.-..

[ --" W1// '\ \I"

... - -------

K r

---- 1" 1 In I ""'"n 10 . ".... 1"

8

9

8 Coupe transversale dugymnase avec indi-cation du systeme deventilation, sans echelle

9 Gymnase vu de I'exte-rieur avec, au-dessusdes vitrages zenithauxen bande, les ailesaeftet Venturi pouroptimiser la ventilationnaturelle

10 Coupe longitudinale,sans echelle

11 Vue sur la halle vers leslocaux annexes et lestribunes

186

La salle de sport, bien sur mise a dispositionpour d'autres groupes venant du quartier, neseduit pas seulement par sa ventilation origi-nale mais aussi par son concept d'eclairagenatureL

La halle est chauftee par des panneaux rayon-nants fixes au plafond qui peuvent reagir tresvite aux conditions d'utilisation de la salle. L'airneuf est prechauffe dans des conduits enter-res et, avant d'entrer dans la salle, chauffe demaniere traditionnelle a la temperature desi-ree par des systemes thermiques. En ete, I'airest rafraichi de 5 K au plus, par ces memesconduits. L'ouverture des fenetres evite les sur-chauffes estivales.Diverses simulations d'eclairage naturel ontpermisde se limiter a des investissementsraisonnables en matiere de vitrage pour unconfort visuel satisfaisant; en d'autres termes,

pour que Ie quotient de la lumiere du jour,c'est-a-dire Ie pourcentage de I'intensite lumi-neuse dans la piece par rapport a I'intensitelumineuse a I'exterieur, soit bon. Le resultatest un quotient de 5,9% avec une tres bonneregularite (g) de 0,96 a un metre au-dessus dusoL Le concept energetique suit les premissessuivantes: la minimisation des combustiblesfossiles utilises, des investissements en equi-pement technique, en charge frigorifique, desdeperditions par transmission et ventilationallant de pair avec une optimisation du confortthermique et visuel ainsi qu'une reduction deI'energie depensee et des materiaux mis enreuvre. On est parvenu a ce resultat par uneprise en compte intelligente des sources natu-relies de chaleur (soleil), des sources de froid(sol et air nocturne) et par une activation dunoyau en beton, cette masse d'inertie jouantIe role de tampon thermique.

10

11

187

Reponse it des conditions extremes:etablissement scolaire it Ladakh

Arch itectes:Arup Associates, Londres

Informations sur Ie projet:Livraison 1" tranche: 2001SHaN: 607 m'SHaBo 725 m'Volume du batiment:2306 m'

Internat sans les toiletteset les lavabosSHaN: 340 m'SHaBo 453 m'Volume du batiment:1540 m'

Les donnees indiqueesici pour d'autres projetspouvant entrainer desconfusions - elles ne sontpas camparabies avec lesstandards passifs euro-peens -, naus renvoyons Ielecteur au graphique de lapage 192 qui montre bienI'efficacite des techniquesmises en ceuvre.

188

Le Ladakh se trouve dans I'Himalaya indien, ala frontiere ouest du Tibet. En hiver, dans lesvallees situees au-dessus de 3500 metres, lestemperatures atteignent acertains endroits les-30°C; durant Ie court ete, Ie solei! apporteen revanche la vie dans les vallees fertiles. LeDrukpa Trust, un organisme humanitaire baseen Grande-Bretagne, est a I'initiative de cetteecole pour 750filles et gan;:ons.

Une equipe d'architectes et d'ingenieurs dubureau d'Mudes Arup Associates et Arup ontcommence a mettre au point un plan direc-teur en 1997. L'idee etait d'explorer une voienouvelle avec une technologie et un mode deconstruction adaptes ala situation locale. On a,d'une part, eu recours atous les programmesde simulation disponibles lies ala technique dubfltiment et, d'autre part, exploite les methodesde construction traditionnelles selon la devise« aide-toi toi-meme ». C'est ainsi que la mise enreuvre d'un mur Trombe (ou mur capteur) a auprealable ete examinee avec Ie plus grand soinde meme que I'emploi de la laine comme mate-riau d'isolation ou encore Ie vitrage isolant,encore inhabituel dans ces contrees. On a aussimene des etudes sur I'eclairage.

Les connaissances approfondies en matierede construction antisismique ont de la memefac;:on bien servi Ie projet. Les ressources loca-les ont ete examinees pour Ie choix des mate-riaux. Le recours aux artisans locaux pour laconstruction et aux enseignants recrutes surplace pour assurer Ie fonctionnement de I'ecolesemblait evident.

Comme les sites aux conditions climatiquesextremes sont particulierement sensibles, ona mis en place, dans la mesure du possible,des systemes autoregules pour I'approvision-nement en eau, I'apport en energie et Ie trai-tement des dechets. Une pompe solaire faitcirculer I'eau pour la vegetation extensive.Tous les batiments sont disposes de maniereaexploiter au mieux I'energie solaire a3700 md'altitude. Le complexe scolaire est organisesur une trame de 3 fois 3 parcelles. Le plans'inspire symboliquement d'un mandala tandisque I'elevation correspond acelie d'un villageou d'un c10itre de la region. Au nord se trouventles batiments destines aux ecoliers. Les sallesde classes sont orientees au sud-est, 30° parrapport au sud, afin de tirer profit de I'enso-leillement du matin.

Vue sur la premierepartie achevee avec!'ecole maternelle etprimaire

2 Plan de masse, sansechelle

3 Panneaux photo-volta'iques utilises pourI'approvisionnementen aau.

4 Evolution du plan basesur un mandala

III III

II II

3

189

8

7 cours preparatoire8 salle des professeurs9 toilettes et lavabos

10 sas d'aeration avec casiers11 salle de repos chauffh

7

A

1 entrh de la cour2 salles de classe 8 I'air libre3 espace de jeu avec fontaine4 creche

5-6 jardins d'enfants

A

Plan et coupe de lacreche, du jardind'enfants et de I'ecolematernelle en haut,avec la cour communeet la possibilite de faireclasse en plein air; enbas, I'ecole primaireavec les salles de ciasse

Les toilettes et leslavabos sont apart.Plan sans echelle 5

190

6

Les batiments sont en regie generale orien-tes de sorte que I'energie solaire soit capteeet stockee au mieux durant la journee pourla diffuser durant la nuit. Les locaux conte-nant les toilettes et les lavabos, a I'ecart, ontune ventilation aidee par la thermique solaire.Les pieces de I'internat sont rechauffees parun mur Trombe. Ce mur - nomme d'apresson inventeur Ie Fran.;:ais Felix Trombe - estconstitue d'une ma.;:onnerie massive recou-verte d'une surface noire absorbant la chaleuret d'une fa.;:ade en verre placee a100-150mmdevant. La chaleur absorbee est stockee dansla ma.;:onnerie et diffusee peu apeu vers l'inte-rieur. D'etroites ouvertures pratiquees en baset en haut dans Ie vide entre Ie mur et Ie verre etcommuniquant avec la piece achauffer assu-rent la convection et ameliorent I'efficacite dusysteme. Les pieces d'habitation beneticientdonc d'une sorte de fa.;:ade double.

Les materiaux de construction proviennentdes environs: pierre, argile pour I'enduit et

7

les briques, bois et herbe. Les pierres de gra-nite proviennent du terrain meme ou de I'en-vironnement proche. Une fois triees et taillees,elles sont directement montees. On a limiteIe recours a la precieuse argile, elle demeurecependant indispensable pour I'etancheite dela toiture. Les murs exterieurs, en pierre, sontenduits a l'interieur avec de I'argile. Les c1oi-sons interieures sont en adobe. Une structureindependante en lourdes poutres de bois assu-re la securite en cas de tremblement de terre.Des toitures solides faites avec des poutres enbois supportent Ie toit traditionnel en argileisole avec de la laine minerale.Cote sud, la lumiere naturelle penetre dans lessalles de classe par de grandes baies vitrees.Un grand soin a ete apporte pour assurer laventilation transversale naturelle, un ombragepassif et un eclairement non eblouissant. Seuleune grande attention portee aux habitudes deconstruction et de vie locales permet de realiserdes projets durables de ce type dans Ie cadre deI'aide au developpement.

6 Batiment des toiletteset des lavabos avecextraction d'air assis-tee: Ie rayonnementsolaire est absorbegrace aune surface entole d'acier galvanisepeinte d'une couleurfoncee: I'effetthermi-que ainsi cree assure laventilation de la fosseseptique.

7 Maquette de travail pourmontrer et expliquer lesdifferents details

191

-Classroom nearwmdow-In middle of class room

Hostel room

-Outdoor

Nr, 5: Temperatures in class room and i hostel room 1

30

25

20co::lU'iiu 15.,!!...!:

10

00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0, 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0, 0. ° 0 0 0. 0,

g g g g 0 0 g g g g 8 g g 0 0 8 0' 0 g 8 g g 0 8 8 0 0 0 8 8° 0 0 0 0 0 0 0 0 0

g g g 0 8 g g 0 is ci $ 8 g 0 8 8 8 g 0 8 g 8 80 0 0 0 0.;; iJ) iO '" ;..: :: .;; 0; iO iO ;..: :: iJ) iO iO ;..: :: .;; 0; iO iO ... .;; iJ) iO '" ;..: ::- N 0 0 N 0 0 - N 0 0 - - N 0 0 -- N 0 0

'" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '" '"12 Q Q Q 0 0 0 Q Q Q Q 0 0 0 0 0 0

;! .... Cl5 ;::: ... ... ... ., iil iil iil a; a; a;

10 0 0 0 0 0 0 0 °9

11

8

8 Enfants en habittraditionnel

9 Detail d'une fenetreconstruite selon latradition locale

10 L'evolution des tempe,ratures mesurees entreIe 14 et Ie 19 mars2004 dans une salle declasse et dans I'internatdemontre I'eflicacite dela structure choisie.

11 Heure de la pause; lastructure en bois deli-mite I'espace et assureia securite en cas detremblement de terre.

12 Vue sur un espacecollec-tif baigne de lumiere

192

12

Systeme d'eclairage naturel reglable:musee d'art it Riehen

Architectes:Renzo Piano Building Workshop, Paris/Genes

Informations sur Ie projet:

Livraison:1" tranche: 19972' tranche: 2000SHOS: 6 225 m'Volume du biltiment:46450 m'

La consommationd'energie dependant dansIe cas present de nombreuxparametres, aucun chiffren'est donne. Le systemeest tout afait adaptableaux differentes contraintesimposees par les objetsexposes et la frequentation.

Coefficient U toiture vitree:0,60 W/m'.KCoefficient U mur exterieurrez-de-chaussee:0,24 W/m'.KCoefficient U mur exterieursous-sol: 0,60 W/m'.KCoefficient U planchersous-sol: 0,40 W/m'.K

194

La comparaison entre la fondation Beyeler deRiehen, Ie musee Kimbell aFort Worth de LouisI. Kahn et la Collection Menil a Houston esttout afait justitiee. Les trois edifices presententune structure remarquable et une repartitionhomogEme de la lumiere naturelle a I'interieur.Chacun de ces batiments remplit parfaitementsa fonction, s'integre avec harmonie dans sonenvironnement et constitue toutefois un proto-type unique sur Ie plan formel.

Une des particularites du musee Beyelerde Riehen reside dans sa qualite de «GreenBuilding», un concept americain d'ecocons-truction. Du point de vue de I'equipementtechnique, les attentes du maitre d'ouvrageetaient des plus elevees. Au moment de laconception, I'efficacite energetique n'a pas eteprivilegiee autant qu'on aurait pu s'y attendre;elle a decoule de la mise au point technique,de la realisation tres soignee et en partie aussides reglages fins effectues apres la mise enservice. Le traitement tres sensible de I'eclai-rage naturel se trouve au centre des differentesetudes. Comme souvent chez Renzo Piano, uneesquisse preliminaire donne les premieres indi-cations sur I'idee du projet: la lumiere solaireest retlechie et filtree par des panneaux vitresinclines. Un tampon thermique dont Ie coef-

ficient de transmission lumineuse est regla-ble separe I'exterieur de I'espace d'exposition.Cette idee de depart doit ensuite deboucher surdes solutions concretes.

Avec sa structure longitudinale, Ie batiment estplace de fa<;on economique en bordure de ter-rain, Ie long de la rue, ce qui permet de protegerIe parc du bruit. Les salles d'exposition sontorganisees en trois axes paralleles. Commeles fa<;ades principales en longueur sont aveu-gles, la salle avec vue sur I'espace vert peut, sinecessaire, etre prolongee jusqu'au pignon.Les sculptures exposees ici completent I'expo-sition. Les liaisons entre interieur et exterieursont fluides. En soiree, les passants peuventvoir a l'interieur, ce qui peut leur donner envied'entrer. L'espace central de distribution permetde separer ou de relier expositions permanen-tes et temporaires. Tout Ie long d'une galerievitree aI'est, il est possible de se reposer aucalme apres la visite. Une vaste perspective surles environs prolonge Ie recueillement.Le choix reduit de materiaux « neutres» met envaleur les objets exposes. La tres forte frequen-tation vient confirmer les choix quant ala formeet au role du batiment.En coupe, les differentes fonctions sont tres lisi-bles. Apres la zone etroite des locaux annexes,

., l

."

2

Ie hall ouvert aux deux extn3mites mime auxsalles d'exposition. L'extension de 12 metres,realisee dans la seconde tranche, para!t si evi-dente qu'elle est a peine perceptible. Les longsmurs en beton ne sont reviHus de pierre naturel-Ie qu'a I'exterieur, aux extremites du batiment.A I'interieur, ils sont constitues de poteaux enbeton arme engages dans des parois de plu-sieurs couches de Placoplatre. Les installationstechniques y sont facilement integrees. Le sys-teme choisi permet une flexibilite maximaleet la formation d'espaces plus vastes tant enprofondeur qu'en largeur. La mise en place decircuits pour les expositions temporaires estaussi prevue, tout comme la libre circulation

entre les salles de I'exposition permanente.Grace a la structure tres Iisible du batiment etaux ouvertures sur I'exterieur, on n'a aucun mala se situer a I'interieur.

Au sous-sol sont regroupes les locaux techni-ques, les reserves et un grand espace multi-fonctionnel pour les expositions permanentes,les conferences, etc.

Enfin, la lumiere naturelle directe exerce uneinfluence favorable sur I'atmosphere des sallesd'exposition. L'eclairement est en outre main-tenu au niveau voulu grace a un ingenieuxdispositif.

4

1 sud

2 Coupe transversale, sans"chelle

3 Plan de masse, sans"chelle

4 Esquisse de RenzoPiano de 1993 pour laconception du systemed'eclairage naturel

195

5

5 Protection solaire exte-rieure par des pan-neaux de varraet inclines

6 Coupe d'une salled'exposition avec lesbrise-soleil, Ie plenumtechnique et Ie fauxplafond

196

I I ohlments en verreI

store. 'amelles blanches

toiture vitroe

Iii,g.>

;;", II Jr IT'.

I/ 1\

. ,...-',

-',"=="," ."

, .-

-;:,

8

Une sorte de tapis volant de panneaux vitrt3Sinclines et montes en parallele protege durayonnement solaire direct. La sous-face desverres est emaillee en blanc. Ces pare-solei Itres efficaces ont ete optimises au cours de laphase de conception a I'aide de simulationsinformatiques.La lumiere diffuse venant du nord peut attein-dre sans obstacle la couche filtrante suivanteau-dessus des salles d'exposition. La couver-ture reelle du batiment, sous les pare-soleil,est composee de trois toits en batiere presqueplats. L'eau de pluie est recueillie dans descheneaux en tole d'acier, Ie long des murs, surtoute la longueur du batiment. Juste sous latoiture vitree, a la hauteur de la charpente, setrouve un systeme de filtrage fin de la lumiereau moyen de lamelles orientables grace a unmecanisme automatique.Des luxmetres sont a cet effet montes a inter-valles reguliers sur les toitures vitrees. Le localtechnique est pourvu en partie basse d'un plan-cher praticable en verre feuillete Securit. Lefaux plafond visible depuis la salle est constituepar ce que I'on peut appeler un «velum»: unplafond en grille metallique tendu de tissu.Grace aces possibilites de reglage, la lumiere

7 Detail de la toiture et desa rive, sans achelle;elements de haut enbas

pare-solei! en varre desecurite, sQus-faceemaillee blanchevitrage isolant Securit12 mm,vide d'air 16 mm, verreceramique de securite18mmequipe d'unealarme,profiles aluminiumil rupture de pontsthermiquesgrille de pout res ;filtre de lumiere aveclamelles orientablespar mecanismeautomatiqueplenum techniqueverre feuillete de securitepraticable pour la main-tenance(( velum): grillemetallique tenduede tissu

8 longitudi-nale avec Ie debord detaiture

197

910

9 Fixation des brise-soleilen aluminium mouleet supports ponetuels,sans eehelle

10 Vue sur les brise-soleil,Ie eheneau et la rive detoiture

11 Vue d'une salle d'exposi-tion donnant sur Ie pare

12 Vue exterieure (en page200)

198

naturelle peut etre combinee avec la lumiereartificielle de maniere a rendre imperceptiblesles variations d'intensite lumineuse habituellesau cours de la journee. Optimales pour les pie-ces exposes, ces conditions peuvent se revelerfatigantes pour Ie visiteur; pour pouvoir faireune pause, celui-ci a neanmoins la possibilite atout instant de faire quelques pas dans Ie jardind'hiver ou dans les salles situees aux extremi-tes donnant sur Ie parc.

Les conditions de confort interieur peuventdonc etre modifiees de optimale par lesdifferents elements de toiture decrits ci-dessus.L'espace compris entre la toiture vitree et Iefaux plafond, praticable, ne comprend pas seu-lement tous les equipements lies it la securiteet a I'eclairage, il sert aussi d'espace tampontres efficace.Le systeme de climatisation et de ventilationa aussi ete optimise a I'aide de modeles desimulation. L'enorme succes rencontre par Iemusee lors des premieres annees a mis a rude

epreuve I'installation technique. II a toutefoisMe possible, en I'espace de 18 mois it deuxans, dans Ie cadre d'une amelioration energe-tique, de reduire les volumes d'air necessaires,et donc la consommation d'energie, de 30a 40%, sans pour autant remettre en ques-tion les conditions atmospheriques exigeespour les objets exposes. Dans Ie batiment,la technique est pour ainsi dire invisible. Lesthermo-hygrometres sont integres dans lesmurs dans de discrets boWers recouverts detole perforee.

Sur les petits cotes, la couverture en verre et lacharpente metallique sont en saillie et donnentde I'ombre. Les toitures vitrees, en porte-a-fauxsur les longues protegent les murs enpierre naturelle et font penser, par leur pentelegerement inversee, que I'ensemble du toitflotte. Cet element de construction ne fait pasqu'apporter une note particulierement esthe-tique au batiment, il est devenu I'embleme dumusee.

CONCEPTIONDES DETAILSET AMENAGEMENT TECHNIQUEENERGETIQUEMENTEFFICACES

CONCEPTION DES DETAILS ET AMENAGEMENTTECHNIQUE ENERGETIQUEMENT EFFICACES

2

1 Liaison etanche au vententre la fenetre etla facade, Les plansd'execution de detailrequierent une grandeattention,

2 Residence pour etu-diants it Wuppertal,Architektur ContorMuller Schluter, 2000-2003, (voir aussi p, 1161,L'isolation recouvre Iedormant de la fenetreet reduit les pontsthermiques.

202

Dispositions et materiaux

Situation de departL'enveloppe d'un biHiment agit comme unvetement: elle protege des temperatures extre-mes et des variations climatiques, Plus cettefonction est assuree avec efficacite, moins laconsommation d'energie pour Ie chauffage oula climatisation est importante, La technique etla construction devraient par consequent etrepensees en fonction des exigences climatiqueset fonctionnelles,Les besoins thermiques d'un batiment sonten relation directe avec les deperditions deI'enveloppe. Les deperditions thermiques partransmission sont proportionnelles a sa sur-face et a son coefficient de transmission ther-mique. La premiere peut etre reduite par uneconception compacte, Ie second par une iso-lation thermique homogene et de qualite. Ondevra examiner cette qualite avec une grandeattention, surtout pour les elements de gran-des dimensions.L'enveloppe d'un batiment comprend en regiegenerale des parties transparentes et d'autresqui ne Ie sont pas. En raison de leur coefficientU eleve, les surfaces vitrees ont des deperdi-tions thermiques par transmission bien plusimportantes que les parties opaques, mais ellesdoivent satisfaire a d'autres exigences commela ventilation naturelle, I'eclairement naturel, lavue sur I'exterieur et aussi assurer un role denature esthetique. Ces elements de construc-tion forment en outre la base d'une utilisationpassive de I'energie solaire - qui depend de laqualite de la conception.

Surfaces vitreesLes chassis et la qualite du vitrage sont essen-tiels pour la mise en reuvre de surfaces vitrees.L'industrie du vitrage a recemment realise desprogres considerables. Grace au triple vitragerempli de gaz rare et aux revetements speciauxappliques sur ses faces, on a pu atteindre descoefficients U bien meilleurs, et ce, avec unsurcoOt inferieur a 25 %par rapport a un vitrageisolant classique. La tendance est d'ailleurs ala baisse des prix en raison de leur plus largeutilisation. Pour les vitrages isolants c1assiquesdeja, Ie coefficient U des chassis est moins bonque celui du vitrage. C'est pourquoi les bons

coefficients U des triples vitrages ont amenea une evolution similaire dans Ie domaine deshuisseries. On a donc mis au point des chassisintegrant des isolants, en general de la moussede polyurethane (PURl, mais aussi d'autresmateriaux comme Ie liege. Ces chassis sontneanmoins nettement plus chers que ceux desanciennes fenetres. Et, surtout, I'epaisseur dutriple vitrage necessite des cadres eux aussiplus epais et plus lourds; cela explique lesjugements negatifs sur Ie plan esthetique. Degrandes surfaces vitrees d'un seul tenant per-mettent dans ce cas de reduire la part des huis-series. De meme, la differenciation entre dessurfaces vitrees fixes et des ouvrants placesaux bons endroits permet de reserver ces fortesdimensions a un nombre restreint d'elements.Dans Ie cas des poteau-poutre qui necomprennent que quelques elements mobiles,Ie triple vitrage s'associera tres bien a des profi-les porteurs plus elances -Ie tout a un meilleurprix.L'amelioration des standards des fenetres doitaller de pair avec Ie plus grand soin accorde ala liaison avec la que ce soit pour eviterles ponts thermiques ou pour assurer I'etan-cheite. Comme Ie montrent la plupart des testsBlower-Door, c'est la que se situent en generalles fuites.

MursPour la construction d'elements opaques, plu-sieurs exigences doivent souvent etre assureesen meme temps. Certains elements ou mate-riaux peuvent remplir differentes fonctions,comme un isolant transparent qui offre a lafois des qualites d'isolation thermique et detranslucidite. Un probleme apparait quand unmeme element ou materiau doit repondre a desexigences non compatibles sur Ie plan des prin-cipes physiques. Mettre en reuvre un materiaua la fois isolant et stockant I'energie supposeen general des compromis ou aucune des deuxfonctions n'est assuree de optimale. Dansce cas, la bonne solution consiste a opter pourla conjonction de deux materiaux ou elementsaux qualites differentes. Des murs exterieursen construction legere permettent d'obtenir uncoefficient U eleve en employant des materiauxisolants et legers dans I'epaisseur du mur. Acetegard, les elements de construction possedant

3

une bonne inertie calorique sont tres utiles aI'interieur car ils attenuent les variations detemperatures. La realisation d'enveloppesexterieures a plusieurs couches offre de plusla possibilite de placer a I'interieur les partiesmassives, utilisees pour leur inertie et, a I'exte-rieur, celles qui isolent. Une isolation exterieureet homogene renforce aussi les points faiblessur Ie plan thermique. Dans une constructiondemontrant une bonne efficacite energetique,les joints entre les elements reclament uneattention particuliere, surtout pour eviter aumaximum les ponts thermiques.

Materiaux iso/antsLe developpement actuel des isolants a pourobjectif de creer les produits ou complexesisolants Ie plus polyvalents possible, et de lesadapter a un domaine specifique. De nom-breuses applications recentes sont issuesdes biotechnologies; elles prennent la naturecomme modele pour pouvoir reagir acertainessollicitations avec des procedes techniquescom parables. Les developpements formels,techniques et naturels presentent de nom-breuses similitudes: les isolants translucidessont proches notamment de la fourrure desours polaires. En depit de toutes leurs ana-logies formelles et fonctionnelles, leur struc-ture interne reste neanmoins assez differente.Dans ce domaine, la nature se revele en effetbien plus efficace que la technique car elleproduit avec un apport energetique minimal(en general de I'ordre de seulement 40 ec),

travaille avec un meilleur rendement et s'avererecyclable en totalite.

Les isolants transparents (TIM: TransparentInsulation Materials) allient les bonnes perfor-mances d'isolation thermique a la transparenceau rayonnement solaire. Place devant un murmassif, celui-ci peut accumuler Ie rayonnementsolaire et Ie transmettre a retardement a lapiece. Cela permet de reduire la consommationd'energie et de rendre positif Ie bilan effectifdu mur.Ce systeme est une evolution du mur Trombedans lequel une vitre sert de collecteur et deprotection contre les deperditions thermiques.Sous les c1imats froids, la protection thermiquedu vitrage n'est toutefois pas suffisante pour

que Ie bilan energetique du mur soit positif. Leprincipal obstacle a I'utilisation accrue des iso-lants transparents reside en fait dans leur couteleve du en grande partie a la couche de pro-tection transparente et aux elements de regula-tion comme les pare-solei!. L'emploi d'isolantstransparents dans une faf;:ade composee demontants et de traverses simplifie Ie montagede I'ossature. Pour la couverture, I'utilisation depanneaux de polycarbonate est envisageable.Dans Ie cas d'un complexe isolant, avec unecouche de revetement en verre transparent,la protection vitree devient inutile. Suivant lasurface, il est egalement possible de renoncera la protection solaire.L'isolation faite de carton nid-d'abeilles estproche des TIM par son apparence et en par-tie par sa fonction. La aussi, un revetementexterieur vitrifie sert de protection contre lesintemperies; mais a la difference des TIM, Iecarton nid-d'abeilles n'est pas translucide. IIabsorbe lui-meme la chaleur et se comportecomme un tampon pour la construction situeederriere. Selon la position du soleil (ete ouhiver), ses rayons peuvent penetrer plus oumoins en profondeur et Ie rechauffer en conse-quence. De plus, les alveoles horizontalesempechent les deperditions par convection,ce qui en renforce encore les qualites isolan-tes. Enfin, tous les composants de ce systemesont reutilisables.

En raison de son coefficient de conductivitethermique reduit de pres de dix fois (A autourde 0,004 W/mK), iI est possible, avec une iso-lation sous vide, d'atteindre des coefficients Uextremement bas avec une epaisseur et doncune quantite de materiau tres faibles. L'ame dece produit, developpe recemment, est souventde I'acide silicique microporeux - un tres mau-vais conducteur de chaleur- que I'on a enfermedans une enveloppe en verre, en metal ou enplastique metallise, mise sous vide. II n'existeencore, a I'heure actuelle, aucune homologa-tion pour ces panneaux. Pour leur mise enceuvre, une demande d'agrement particulieresera necessaire.Les produits de ce type utilises jusqu'a main-tenant dans Ie batiment sont des panneauxde quelques centimetres d'epaisseur. Les pro-blemes lies a leur mise en ceuvre sont Ie trai-

3 Maison Estevez aMendoza, Argentine,c. de Rosa, 1985. Lemur Trombe, en tantque solaire,constitue Ie principeoriginel de I'isolationtransparente.

4 Eh,ment desolaire avec un isolanttransparent

5 Isolant transparent

I I I Iprotection verra isolant varra mur massifsolaire transparent

203

6

6 Complexe de bureauxIl Duisbourg, SchusterArchitekten, 2002.Detail de la fa,ade avecIe carton nid-d'abeilles(voir aussi p. 134)

7 Cf. 6: detail de la fa,ade

8 Renovation thermiqueet restructurationd'une ecole mater-nelle des annees 1970 IlLochham, Pollok+ Gonzalo, 2003

9 Cf. 8: isolation duradier (sans sous-sol)avec des panneauxd'isolation sous vide

204

tement des ponts thermiques au niveau desjoints entre panneaux et leur maniement tresdelicat. La dechirure de la fragile enveloppe deprotection supprime Ie vide et donc les hautesqualites isolantes du panneau. Cela expliqueleur emploi assez rare pour Ie moment, Lafixation mecanique n'est possible que sur lesbords des panneaux. Ces bords sont souventrenforces par un cadre de protection plus rigi-de pour eviter tout risque de deterioration aumontage.

Les tolerances dans Ie dimensionnement despanneaux ou du cadre de protection ainsi quedans Ie collage de I'enveloppe sur les bordsoccasionnent des points faibles au niveau desjoints. Ceux-ci sont souvent recouverts avecdes materiaux isolants classiques qui, en rai-son de leur faible epaisseur, ne sont pas equi-valents, C'est pourquoi les panneaux sont, laplupart du temps, revetus en totalite par unmateriau isolant supplementaire qui sert ausside protection de surface. Pour des raisons decoGt, ces panneaux sont pour I'instant reservesa des parties ou I'isolation necessaire n'estpas realisable avec des materiaux traditionnelsou ne serait pas rentable. II s'agit notammentdes sols de batiments existants qui n'offrentqu'une faible hauteur disponible, des terrassesau-dessus de pieces chauffees sans rupturede pont thermique entre interieur et exterieur,des immeubles classes monuments histori-ques et aussi des elements de constructioncomme les portes d'entree ou les panneauxd'allege des vitrees, Dans Ie cas d'uneutilisation en la faible epaisseur de ceproduit augmente la surface utile, ce qui peutrepresenter un reel avantage financier, surtoutpour une construction a plusieurs niveaux encentre-ville.

Inertie thermiqueUne enveloppe bien isolee et une constructioncompacte permettent de reduire la consomma-tion d'energie. Pour couvrir les besoins restants,I'energie solaire peut apporter une forte contri-bution. Durant les journees tres ensoleilleeset surtout pendant les periodes de transition,I'energie solaire accumulee de passivene peut pas etre exploitee en totalite. CommeI'on ne peut ni evacuer la chaleur excedentaire

8

9

ni arreter Ie rayonnement solaire, cela entrainedes surchauffes. Meilleure est la capacite destockage, moins il y aura de deperdition dechaleur. L'inertie thermique permet en outre Ielissage des temperatures interieures en hivercomme en ete, saison qui connait les principauxrisques de surchauffe surtout dus aux chargesinternes. Avec I'assistance d'une ventilationnocturne, I'inertie thermique peut aussi servirde « reservoir de froid ». Elle n'est toutefois passuffisante; il faudra prendre d'autres disposi-tions essentielles (comme la protection solaire)au moment de la conception.

Pour augmenter I'inertie thermique a I'inte-rieur d'un batiment, des materiaux achange-mentde phase (PCM: Phase Change Materials)ont ete depuis peu introduits avec succes entant qu'accumulateurs thermiques achaleurlatente. Le changement d'etat physique dumateriau (Iors du processus de fusion), atem-perature de materiau constante, s'accompa-gne de la captation d'une grande quantited'energie thermique. Au cours du processusinverse (Ia solidification), lorsque la tempe-rature baisse, cette energie est a nouveaurestituee. L'eau est Ie plus connu des accumu-lateurs thermiques achaleur latente: on peut,par exemple, I'utiliser sous forme de glacepour refroidir.

La mise en 03uvre dans Ie batiment necessitetoutefois des materiaux dont Ie changement dephase se situe dans la piage de temperatures

10 12

regeneration s'accomplit et la chaleur emma-gasinee est evacuee.

PerspectivesLa recherche et I'industrie redoublent d'effortspour developper des composants et des syste-mes de construction. La phase de I'innovationet de I'invention de produits doit desormaisetre suivie d'une mise en ceuvre significativedans Ie batiment. II revient aux architectes defaire la preuve de I'interet au quotidien desnouveaux produits, d'en evaluer Ie potentielet de voir ce que cela implique au niveau de laconception.

11

de la piece. Ces proprietes ont jusqu'ici eteobtenues avec du sel et de la paraffine. LesPCM se retrouvent sous differentes formes deconditionnement, en sachet, en recipient ouen panneau, pour les murs solaires. Du fait deleur grande capacite de stockage, ils peuventetre integres dans les sols ou les plafondssous forme de membranes. Grace au micro-capsulage, ils peuvent aussi etre melanges aI'enduit.

Meme pour de faibles variations de tempe-rature, ces materiaux peuvent stocker unegrande quantite de chaleur, et ce, de fa90ntout a fait passive, sans apport d'energie. Leprincipal avantage reside surtout dans leur fai-ble poids et leur encombrement reduit. DansIe cas d'une journee normaIe, deux centime-tres d'enduit comprenant 30% de PCM ontune capacite de stockage de chaleur egalea celie d'un mur en beton de 18cm. lis peu-vent egalement contribuer de maniere impor-tante au lissage des temperatures. Dans unimmeuble d'habitation, on dispose la plupartdu temps d'une masse d'inertie suffisante.Avec une isolation thermique de qualite etde faibles variations de temperature, les PCMn'ont pas d'incidence sensible. La situationest differente dans les immeubles de bureaux.Surtout en ete et pour des batiments legers,les PCM contribuent pour beaucoup a eviterles surchauffes dues au rayonnement solaireou aux charges thermiques internes. Avec uneventilation nocturne bien con9ue, Ie cycle de

II serait encore preferable qu'ils assurent lafonction de precurseur et formulent eux-memesdes avis techniques, constructifs et plastiquespour de futurs developpements. L'engouementpour I'innovation devrait cependant etre regar-de d'un ceil critique. Avant de se lancer dansde nouvelles voies, il convient de definir lesbesoins reels:

« L'idee selon laquelle il faut realiser tout cequi est faisable sur Ie plan technique est unreve pueril de toute-puissance, touchant chezun enfant, mais criminel chez un adulte. C'estsurtout la la manifestation d'une mentalite fon-damentalement non technique. La techniqueconsiste au contraire a mettre a disposition desmoyens en fonction d'objectifs. La OU il n'y a pasd'objectif, les moyens sont inutiles. Celui quin'examine pas les objectifs va a contre-courantd'une technique raisonnable.» (1)

Evaluer les faits en faisant montre d'une preci-sion trop technocratique conduit souvent a uneapproche monocausale des relations architectu-rales. Ce type de developpement est certes jus-tifiable quand il s'agit d'ameliorer un systemeou une application donnee. II devient toutefoisdangereux des lors qu'il vise une optimisationeffrenee de certains aspects particuliers d'unprojet global. La conception etant un processuscomplexe, il est donc essentiel de comprendreles tenants et les aboutissants et de definir uneechelle de valeurs. Les architectes ont ici a jouerun role integrateur essentiel.

10 Immeubled'habitationetde bureaux II Munich,Martin Pool, 2004.Complexe isolant sousforme de panneauxd'isolation sous vide(voir aussi p. 62)

11 Ensemble residentiel IIWolfurth: I'isolationsous vide de la terrassesituee au-dessus d'unvolume chauffe permetun cheminement sansrupture de niveau entreinterieur at exterieur(extrait de: Krapmeier,Drossier: CEPHEUS,Springer 2001)

12 Enduit avec micro-capsules: vue aumicroscope electro-nique II balayage

(1) Carl Friedrichvon Weizsacker:Bewusstseinswandel,Munich 1991

205

13

206

14

Concepts de ventilationet systemes energetiquesAndreas Lackenbauer

Concepts de ventilationLes installations de ventilation satisfont auxprincipales exigences en matiere d'hygiene etde physique du batiment, et ce, avec une bonneefficacite energetique; on doit en prevoir par-tout ou la ventilation naturelle ne suffit pas:en fonction des exigences d'utilisation (p. ex.les ecoles), des conditions constructives (p. ex.les locaux eloignes des fayades) ou d'exigen-ces energetiques elevees (p. ex. les maisons austandard passif).En tant que systeme de ventilation simple eteprouve, la ventilation naturelle par la fenetrepeut certes faire partie d'une solution durablepour Ie batiment, mais il faut neanmoins savoirqu'en raison de sa dependance vis-a-vis de lathermique et de la pression du vent, ce type deventilation reste une «ventilation aleatoire» etqu'elle exige des utilisateurs une grande atten-tion et des interventions regulieres.

Dans Ie logement, les changements de sensdu vent modifient la direction de I'ecoulementde I'air dans les appartements. L'air humide etchaud de la salle de bains et de la cuisine peutse condenser dans les pieces laissees plus frai-ches ou bien meme a I'interieur des elementsde construction en cas d'impermeabilite a I'airinsuffisante.

Dans les immeubles de bureaux, I'exigencede ventilation est surtout liee a I'agencementdes locaux. Les bureaux individuels peuventetre ventiles par la fenetre tout en assurant unreel confort. Les bureaux combines, dont unegrande partie est situee dans I'espace inte-rieur, donc sans fenetres, necessitent au moinsune extraction d'air mecanique. Quant auxbureaux paysages, une installation d'ameneeet d'extraction d'air mecanique est indispen-sable en raison de leur forte densite d'occu-pation et de la diversite des espaces. II fautneanmoins toujours avoir a I'esprit que I'onne pourra realiser d'importantes economiesd'energie qu'avec une installation de c1imati-sation mecanique equipee d'un recuperateurde chaleur.

15

Zones de ventilationSi I'on a opte pour une installation de ventila-tion mecanique, une definition de zones dansIe batiment se revele necessaire. Ce principed'amenagement doit faire en sorte que tou-tes les pieces et zones participent a egalite aurenouvellement d'air. Chaque piece d'un loge-ment ou chaque bureau sera affecte a I'une deszones de ventilation suivantes:Zone d'extraction d'air: evacuation de I'air viciedepuis les pieces qui presentent des odeurs, deI'humidite ou des nuisances (p. ex. la cuisine oula salle de bains). Par I'extraction, la piece seraen legere depression, entre 4 et 10Pa.Zone d'amenee d'air: amenee d'air neuf dansles chambres, sejours et pieces individuellespar de simples systemes d'amenee d'air utili-sant la depression legere due aux entrees d'airen fayade. Les installations de ventilation per-mettent un reglage par insufflation d'air neuf enlegere surpression.Zone balayees: espaces ou pieces (p. ex. lescouloirs ou bien Ie coin-repas de la cuisine)places entre les zones d'amenee d'air neuf etcelles d'extraction de telle sorte qu'un balayaged'air soit suffisant sans bouche d'amenee d'airni bouche d'extraction.

Installations de ventilation avec recuperationde chaleurLes systemes de ventilation des biltiments avecune bonne efficacite energetique ne sont pas

comme des installations de c1imatisationcompletes, mais souvent comme des installa-tions « de remplacement » qui ne peuvent donc nihumidifier, ni rafraichir. Dans ces conditions, uneaeration par la fenetre s'avere indispensable.Pour s'assurer une bonne qualite, il est recom-mande de respecter pour toutes I.es installa-tions de ventilation les normes maison passive.Les·criteres retenus constituent non seulementun gage de performance energetique de !'ins-tallation mais aussi de rentabilite.Ces criteres sont pour I'essentielles suivants:Confort d'amenee d'air: la temperature mini-male doit etre superieure a 16,5°C.Recuperation de chaleur: la chaleur recupereedoit etre superieure a 75%.Efficacite electrique: la puissance consommeepar I'installation de ventilation doit etre infe-rieure a 0,45 W/m3/h d'air insuffle.

16 17 dans un local technique integree dans un mur en faux plafond

Hygiene de !'air interieur: filtres d'air exterieurset filtres d'extraction sont indispensables.Bruit: Ie niveau acoustique ne doit pas depasser25 dB(A).D'autres exigences relatives a!'etancheite, alaprotection par rapport au gel, a !'isolation et ala capacite d'equilibrage s'appliquent aussi auxappareils de ventilation.Differentes sortes d'echangeurs de chaleurseront utilises selon I'utilisation, Ie type de bati-ment ou Ie debit d'air. Dans les logements, ilfaut veiller a bien separer Ie flux d'air frais etIe flux d'air vicie; on installe en majorite desechangeurs aplaque acontre-courant. Dans lesbiltiments publics plus importants comme ceuxde bureaux (a partir de plus ou moins 3000 m3j

h), les echangeurs de chaleur rotatifs sont sou-vent plus economiques. Dans les cas ou la placemanque pour I'installation, il est possible d'uti-Iiser des installations combinees qui n'offrentqu'un apport de chaleur moindre et ne peuventetre mis en ceuvre qu'avec un systeme de pre-chauffage complementaire: nappe ou sondegeothermique, puits canadien, par exemple.

Installations de ventilation centraliseesou decentraliseesLes installations de ventilation centraliseespeuvent traiter plusieurs unites differentes etpermettent un reglage individuel au moyen deregulateurs de debit d'air et parfois des appa-reils de chauffage.A condition d'etre bien disposees, les installa-tions de ventilation centralisees peuvent etreplus economiques - meme pour de petites uni-tes - que des installations decentralisees oudes appareils de ventilation places dans chaquepiece ou chaque logement. Ce qui importe, c'estla disposition des centrales de traitement d'air(CTA). Comme les espaces situes a I'interieurdu volume chauffe sont en regie generale tropprecieux pour en faire un local technique, la CTAest la plupart du temps installee en toiture ou ensous-sol. L'air exterieur passe par des gaines ver-ticales avant d'etre insuffle dans les locaux. Lesinstallations de ventilation centralisees doiventetre prevues des la conception du biltiment.Pour la mise en place d'equipements decentra-lises, on prend en compte les souhaits les plusfrequents: I'amenee directe d'air frais en fa9a-de, !'integration simplifiee de la technique dans

Ie biltiment, I'application facilitee des regles deprotection incendie et la flexibilite d'amena-gement interieur et d'utilisation des locaux etunites - chambres ou bureaux.Les installations decentralisees entrainent tou-tefois des coOts de fonctionnement nettementplus eleves etfont courir Ie risque d'une consom-mation energetique superieure en raison dedysfonctionnements d'origine inconnue.Dans les immeubles d'habitation, les systemescompacts doivent etre prevus dans une zone aI'ecart des pieces avivre pour des raisons de nui-sance sonore et d'esthetique. L'installation d'ap-pareils individuels pour une seule piece (cuisine,salle de bains) est deconseillee parce que ener-getiquement peu efficace. Les unites decentrali-sees sont integrees dans les alleges des bureauxou dans les faux planchers; il faut alors veillera ce que Ie taux de recuperation de chaleur deI'echangeur thermique installe soit suffisant.

Concepts de chauffage et de climatisation:sources d'energieLes combustibles fossiles et les appareils deproduction de chaleur traditionnels alimententencore la plupart des systemes de chauffageactuels. On peut y recourir quand les besoins dechauffage sont extremement reduits ou lorsqueles conditions d'utilisation n'offrent pas d'autresolution. II convient pourtous lessystemesd'em-ployer Ie combustible avant Ie meilleur rende-ment possible et de minimiser la pollution. Leschaudieres acondensation sont recommandeespour des combustibles liquides et gazeux.L'electricite est Ie vecteur d'energie Ie plusrepandu. Or, les lois de la thermodynamiqueimpliquent que, pour produire de maniere tradi-tionnelle une energie de 1 kWh, il faut depenserIe triple en energie primaire. Pour la produc-tion de chaleur, Ie courant electrique devraitdonc etre remplace dans une large mesure pard'autres vecteurs; il pourra toutefois etre uti-lise dans des cas exceptionnels et pour de tresfaibles besoins de chauffage - p. ex. pour laprotection contre Ie gel, ou pour les pompes achaleur dans les maisons passives.

Production combinee de chaleur etd'electricite (cogeneration)Selon les estimations de I'lnstitut Frauenhofer,I'energie electrique sera a I'avenir produite de

13 Immeuble d'habitationAm Ackermannbogen,A2-Architeken,NEST GmbH, 2004.Disposition des bou-ches d'amenee etd'extraction d'air enfa9ade

14 Cf.13

15 Immeuble de bureauxet d'habitation aSchwarzach, Vorarlberg,Lenz-Kaufmann, 1999.Bouches d'entree d'airreglables (voir aussip.122)

16 Immeuble d'habitationet de bureaux, Munich,Martin Pool, 2004.Grille d'amenee d'air etd'extraction (voir aussip.62)

17 Difterentsemplacementspossibles pour les ins-tallations de ventilationdecentralisees

18 TestBlower-Door. Lorsdela mise en service d'uneVMC, Ie controle deI'etancheite du batimentest indispensable.

18

207

19 Ensemble residenlielaMunich, H2R, 2001,Les capteurs solairesen toiture au·dessusdes balcons suspendusservent aussi de pare-solei! (voir aussi p, 56),

20 Immeuble de bureauxel d'habilalion aSchwarzach, Vorarlberg,Lenz-Kaufmann, 1999,Panneaux solairesinlegres dans Ie garde-corps des terrasses(voir aussi p, 1221

19

208

fa90n decentralisee, « Les centrales a grandepuissance sont de plus en plus concurrenceespar un reseau tres ramifie de modules de coge-neration, d'eoliennes, d'installations photovol-ta'iques et de piles a combustible.»En comparaison avec I'approvisionnementclassique, Ie cogenerateur presente des avan-tages evidents sur Ie plan energetique. Par laproduction simultanee d'electricite et de cha-leur, il est ainsi possible de contribuer forte-ment a la reduction des emissions de dioxydede carbone: I'economie en energie primairepeut atteindre 40%.Le gaz naturel permet un fonctionnement opti-mal des cogenerateurs. Le fioul de chauffage(EL), I'huile de colza ou I'esther de methyle decolza (RME) peuvent aussi servir de combus-tible. Des investissements plus eleves et unemaintenance accrue entrainent des frais d'ex-ploitation nettement plus importants.Avec ce type d'appareil, environ un tiers deI'energie transformee est disponible sousforme d'electricite. Un dimensionnement et uneintegration bien penses permettent d'utilisersoi-meme une grande partie de cette energieelectrique. Grace a une importante diminutionde la facture d'electricite et aux avantages fis-caux accordes aux installations de productioncombinee electricite-chaleur (cogeneration), onamortit assez vite une telle installation.Dans les immeubles traditionnels de bureauxet d'habitation, les cogenerateurs fonctionnenten parallele avec Ie reseau public. Pour desraisons techniques, la fourniture de courantde substitution n'est pas possible (generateurasynchrone) dans ce type d'installation.

Combustibles d'origine vegetale (biomasse)Les combustibles d'origine vegetale sontsolides (bois, paille), liquides (huile vegetale)ou gazeux (biogaz) et liberent lors de la combus-tion la meme quantite de dioxyde de carboneque celie captee par I'atmosphere au coursde leur croissance. Une exploitation durabledonne ainsi lieu a un circuit ferme.Pour produire de la chaleur, on se sert essen-tiellement de combustibles solides sous formed'eclats de bois, de copeaux ou de plaquettesfaites de chutes de bois naturel (granulats,appeles aussi pellets). Les chaudieres a granu-lats de bois sont bien adaptees pour chauffer

20

les maisons individuelles et des installationsjusqu'a environ 100 kilowatts.Les combustibles sont livres, comme Ie fioul,par camion-citerne et presentent une grande

. diversite de modes d'utilisation ainsi qu'unecombustion n'entrainant que peu de nuisances.Les copeaux peuvent provenir directement deI'industrie forestiere ou d'industries de traite-ment du bois, mais ils sont neanmoins souventutilises dans des exploitations agricoles ou dansdes centrales de chauffage urbain en raison desdifficultes (relatives) d'approvisionnement etd'evacuation des dechets.L'huile vegetale est trop precieuse pour n'avoirqu'un usage purement thermique; elle connaiten effet une multitude d'utilisations: denreealimentaire, carburant ou lubrifiant. Elle peuttoutefois servir a la production d'electricite dansdes cogenerateurs.

Energie solaire thermique et photovoltai'queLes installations solaires thermiques peuventrechauffer I'eau pour Ie chauffage et Ie sani-taire grace a des capteurs solaires et la stockerpour de longues durees dans des ballons. Unesurface hors reuvre brute de 30 m2 demandeau moins 1m2 de surface de capteur et unreservoir tampon de 100litres. Les systemesdoivent etre dimensionnes avec precision etcon9us simplement pour reduire les periodesd'immobilisation et les frais de maintenance.Les installations importantes de prechauffagede I'eau chaude sanitaire ou de chauffage peu-vent utiliser I'energie solaire a un cout de 0,10a 0,13 €/kWh: bien meilleur marche que lespetites installations.Les installations photovolta'iques servent a pro-duire du courant electrique. Elles sont indepen-dantes ou raccordees au reseau de distributionelectrique. En autonomie, comme pour les refu-ges de montagne ou pour I'alimentation d'uni-tes techniques decentralisees, les batteries sontindispensables. Les installations connecteesau reseau public se servent de celui-ci commed'un reservoir: si elles produisent plus d'elec-tricite que necessaire, Ie surplus est reinjecteau moyen d'un onduleur. Couplee au reseau,I'installation photovolta'ique n'entraine pas derepercussions sur Ie batiment ou sur d'autressystemes techniques. II s'agit ici surtout de pro-fiter des toitures.

21

Pompe achaleur et groupe frigorifiqueLes pompes a chaleur utilisent Ie niveau detemperature d'une source locale existante (air,nappe phreatique, sol) et l'elEwent a la tempe-rature necessaire au chauffage de la piece aumoyen de compresseurs fonctionnant souventa I'electricite. Plus la temperature de la sour-ce de chaleur est elevee et constante et pluscelie de I'eau chaude est basse, moins il faudraconsommer d'energie electrique.Les pompes a chaleur peuvent etre mises enreuvre dans des batiments economes en ener-gie quand ils sont equipes de systemes dechauffage par rayonnement (plancher ou pla-fond chauffant) alimentes en eau basse tempe-rature « 28°C), et que la source de chaleur resteen permanence a disposition a une tempera-ture elevee (> 10°C) (nappe phreatique, sol).Dans de bonnes conditions de fonctionnement,il est possible d'obtenir en moyenne 4,5kWhd'energie de chauffage pour 1 kWh d'electriciteconsommee.Le surcoOt sensible de ces systemes de produc-tion de chaleur n'est toutefois pas interessant,ni financierement ni energetiquement, si on lesutilise exclusivement pour Ie chauffage. Lespompes a chaleur ne sont rentables que lors-que serpentins (plancher ou plafond) et nappephreatique ou sol sont aussi utilises pour Ierafral'chissement d'ete du batiment.Pour rafral'chir un batiment en I'ete, la chaleuren exces du batiment est transferee dans Iesol, de maniere directe ou par I'intermediaired'une machine frigorifique. Pour de faibles dif-ferences de temperatures, Ie rafral'chissementpar rayonnement- la forme la plus confortable- est aussi Ie moyen Ie plus economique sur Ieplan energetique. Si I'on rafral'chit l'immeublede directe, seule I'activation du circuitprimaire de refroidissement necessite de I'elec-tricite. Si un rafral'chissement plus marque estsouhaite, on peut obtenir plus de 5 kW de puis-sance froid par kW de puissance electrique aumoyen d'une machine frigorifique.

RafrafchissementSous Ie c1imat d'Europe centrale, il est courantde rafral'chir les locaux, surtout dans les bati-ments administratifs, de bureaux ou de reunion.Cette regulation est indispensable quand on esten presence de charges internes ou externes

trop fortes, par exemple une trop grande pro-portion de baies vitrees ou de surfaces exterieu-res insuffisamment ombragees.En ce qui concerne Ie contr61e de la temperatured'un batiment, Ie principe de rafral'chissementpar convection naturelle s'est impose par rap-port a la c1imatisation. Des systemes commeles planchers, plafonds ou murs rafral'chissants(activation du noyau de beton) apportent unconfort bien superieur, sont mieux acceptes parIe public et reduisent de significative I'airechange au minimum hygienique - ce qui estimportant sur Ie plan energetique.La technique du plafond froid consiste a placerde grandes surfaces de rafral'chissement auplafond d'une piece. Les sources de chaleursituees dans cette piece transmettent I'excesde chaleur, soit directement par rayonnement,soit indirectement par convection, aux surfacesplus fro ides du volume. Les plafonds froids sontfacHes a regler et leur consommation d'energiepeut etre adaptee a chaque utilisateur. On peutaussi les integrer apres coup a un batimentou bien progressivement a I'occasion d'unerenovation.Selon la temperature du fluide caloporteur, ilest possible de rafraichir ou de chauffer. Si I'onutilise les deux fonctions, on peut faire I'econo-mie d'un systeme de radiateurs.Pour I'activation du noyau de beton, des serpen-tins en plastique dans lesquels circule de I'eausont coules dans la dalle de beton. L'ensembledu plancher rafraichi fonctionne comme Ie pla-fond froid decrit ci-dessus mais, grace a saforte inertie thermique, il permet en outre undephasage, c'est-a-dire un decalage dans Ietemps de la transmission des temperatureselevees de la journee. Ainsi, les pics de chaleurpeuvent etre reduits.Dans les batiments economes en energie, lesplanchers chauffants peuvent assurer unegrande partie et parfois meme la totalite desbesoins en chauffage d'une piece. La tempera-ture de I'eau se situe entre 18°C en ete et 26°Cen hiver. Comme ils sont simples de construc-tion, les systemes d'activation du noyau debeton sont bien plus economiques que les pla-fonds froids.En raison de I'inertie thermique et des flux d'airchaud ascendants ou descendants, les piecesne peuvent pas etre reg lees une par une. La

21 Lotissement aAffolternam Albis, MetronArchitektur, 1998. Labiomasse (bois) commechauffage complemen-taire (voir aussi p.50)

22 Bureaux et ateliersWeidling, Reinberg,2004. Integration depanneaux photovol-ta',ques dans la fa9ade(voir aussi p.158)

22

209

transmission de chaleur en hiver est autoregu-lee. Si la temperature de la piece est inferieurea 23°C, la piece sera chauffee par Ie plancher,dans Ie cas contraire, elle sera rafraichie.De maniere generale et dans certaines limites,un systeme de chauffage mural ou par Ie plan-cher peut aussi etre utilise comme systemethermoactif.

Systemes de chauffageComme les besoins en chauffage sont moin-dres, les systemes de chauffage sont moinssollicites que ceux des batiments traditionnels.Le confortthermique de base d'une maison bienisolee et bien venti lee est eleve et les besoinsen chauffage complementaire faibles. Dans cesconditions, les sources d'energie habituellessont certes toujours possibles mais pas vrai-ment indispensables. La principale question enmatiere de genie c1imatique est la suivante: Quepeut-on simplifier? Quels systemes peuvent etrecombines en reduisant ainsi Ie coGt global?Chauffage par air: Ie chauffage par air en tantque systeme de chauffage monovalent n'estpossible, dans Ie cas d'espaces occupes enpermanence, que si les besoins en chauffagesont tres faibles. Des renouvellements d'air fre-quents rendent I'air interieur trop sec. Dansles immeubles de bureaux ou d'habitation, Iechauffage par air ne devrait etre installe que s'ilssont au standard passif car alors seulement lesfaibles besoins thermiques sont couverts par Ierenouvellement de I'air requis pour la sante.Les systemes de chauffage par air sont en regiegenerale completes dans les maisons passivespar d'autres systemes de chauffage dans cer-taines pieces. Les salles de bains, par exemple,sont souvent munies d'un radiateur en raison

0,3

de periodes d'utilisation tres differentes et destemperatures de I'air souhaitees, assez elevees.Le reglage des systemes de chauffage par air esttres rapide. La disposition des bouches d'ame-nee d'air dans I'espace se fait selon les principestechniques de la ventilation.Radiateurs: quelle qu'en soit la denomination(radiateur, convecteur, radiavecteur) les radia-teurs degagent la plus grande partie de leurchaleur par convection dans I'air de la piece. lisse reg lent assez vite, en fonction de leur poids etde la quantite d'eau chaude qu'ils contiennent.lis doivent etre places de maniere a rechaufferles surfaces froides situees acote ou derriereeux. Les jours froids, quand les temperaturesexterieures ne depassent pas les -10°C, !'in-terieur de la vitre d'un double vitrage courantpeut etre inferieur a15°C. Dans des conditionsplus detavorables, de I'air froid descend Ie longde la fenetre; la presence d'un radiateur sous lafenetre est alors indispensable. Si toutefois lescriteres indiques dans !'illustration 24 sont res-pectes, Ie radiateur peut alors etre place libre-ment dans la piece.Systemes de chauffage surfacique: les syste-mes de chauffage par Ie plancher, les murs ou Ieplafond offrent des surfaces d'emission de cha-leur bien superieures avec une basse tempera-ture d'eau. La partdu rayonnement de la chaleuremise augmente, mais n'est pas decisive pour Ieconfort dans Ie cas de batiments bien isoles dontles surfaces interieures sont aune temperaturetres elevee. Pour la seule production de chaleur(et aussi de rafraichissementl, les chauffagessurfaciques peuvent etre utilises dans les bati-ments energetiquement efficaces, mais i1s sontbien plus chers que des radiateurs comparablesou meme qu'un systeme de chauffage par air.Dans Ie cas de chauffage par Ie sol dans unimmeuble energetiquement efficace, il fautprendre en compte Ie fait qu'en raison debesoins de chauffage reduits et de !'influencedes gains passifs de chaleur (phases d'inactivi-te, basses temperatures du fluide caloporteur),Ie sol laissera souvent une desagreable sensa-tion de froid. Si I'on souhaite en augmenter latemperature, il faudra alors mettre en place unsimple systeme de Iimiteur de temperature deretour. Pour eviter une surchauffe du batiment,on veillera ane prevoir ce systeme que pour unepetite partie des surfaces chauffees,

2,4 2,80,4 0,8 1,2 1,6 2,0valeur U du vitrage en W/m'.K

'--"'"

--' V--<J,..--' i>--' Il- --'

--'V I,..--C '-' i>--'V :....-' I>---'

r....-'It:/' valeur limite admissible _I I I I I I

I I I II I I I

0,1

0,00,0

24

0,5

0,4

0,2

23

23 Immeubled'habitationetde bureaux aMunich,Martin Pool, 2004. Desbesoins en energiereduits au minimumexpliquent la petitetaille des radiateurs(voir aussi p.62).

24 Vitesse moyenne de ladescente d'air froid Ielong de surfaces vitreesen fonction des valeursU et de la hauteur desfenetres: bleu 1,2 m;rouge 1,8m; noir 3,Om(selon Feist. 1998)

25 (page suivante)Immeuble de bureauxet d'habitation aSchwarzach, Vorarlberg,Lenz-Kaufmann, 1999.Vue interieure desbureaux. Les gaines deventilation sont regrou-pees dans Ie couloircentral (voi r aussip.l22).

210

212

Glossaire

Besoins en energie finalede chauffage en kWhef/m 2/an

Besoins en energie primaireen kWhep/m2/an

Bilan energetique

Capteur geothermique

Chaleur de chauffage

Chaleur d'echappement

Chaleur perdue

Chauffage basse temperature

Coefficient d'enveloppe

Coefficient U (W/m2.K)

Cogeneration

Combustibles fossiles

Conductibilite thermique (A.)

Consommation d'energie

Consommation en energiede chauffage en kWh/m 2/an

Convection

Demande en energie de chauffage

Demande en energie finale

Deperditions thermiques

Besoins annuels en energie finale de chauffage rapportes ala surface hors reuvre nette dubatiment. La valeur est obtenue en faisant Ie bilan des deperditions thermiques (par trans-mission H ou par ventilation Hv) et des apports en chaleur (solaires As et internes A,); ellecaracterise la qualite technique de la protection thermique de l'enveloppe du batiment.

Besoins annuels en energie primaire calcules (pour Ie chauffage des volumes, l'eau chaudesanitaire et Ie courant electrique necessaire aux installations) par rapport ala surface horsreuvre nette du batiment

Bilan des flux energetiques d'un batiment, comme les deperditions thermiques (par trans-mission ou ventilation) et les apports energetiques (rayonnement solaire, personnes, appa-reils)

Souvent appele puits canadien ou puits proven\(al, c'est un echangeur de chaleur compor-tant des tubes horizontaux enterres afaible profondeur. La temperature de la terre etantconstante, l'air neuf passant dans ces tubes est prechauffe en hiver et rafraichi en ete.

Chaleur qui est effectivement destinee aun volume chauffe pour compenser les deperdi-tions thermiques. Elle ne comprend pas les deperditions de I'installation de chauffage nicelles Iiees ala distribution.

Chaleur emise par une machine, une turbine, en sus de sa fonction de base. Elle peut etrerecuperee dans certains cas et dans certaines proportions.

Part du flux d'energie inutilisee

Chauffage dont la temperature du cycle est interieure a40 degres Celsius

Rapport entre la surface de I'enveloppe chauffee et la surface de reference energetique.

Le coefficient de transmission thermique indique la quantite de chaleur en watts quitransite par metre carre et pour une difference de temperature d'un degre Kelvin au traversd'un element de construction vers Ie cote froid.

II s'agit de la transformation simultanee d'une energie combustible (par exemple de l'huileminerale ou du gaz) en energie electrique et en chaleur utile. Par rapport ala productionseparee de courant (dans une centrale par exemple) et de chaleur (par exemple une chau-diere), la quantite de combustible consommee (huile, gaz par exemple) est bien moinsimportante et les gaz nocifs (emissions, gaz aeffet de serre) pour I'environnement et Ie cli-mat s'en trouvent reduits.

Matieres issues de la fossilisation d'etres vivants ou de vegetaux et dont on peut libererI'energie chimiquement contenue: petrole, houille et gaz naturelCombustibles gazeux: gaz naturels et produits gazeux y compris Ie biogazCombustibles Iiquides: huile minerale et ses derives, dechets liquides inflammablesCombustibles nucleaires: materiaux fissiles apartir desquels on peut liberer de I'energiephysiquement contenue, uranium, plutonium, etc.Combustibles renouvelables: bois, biomasse, vegetaux et extra its de vegetauxCombustibles solides: charbon, tourbe, bois, dechets rigides inflammables

Quantite de chaleur qui traverse une couche de materiau d'un metre carre et d'un metred'epaisseur pour une unite de temps donnee et par degre Kelvin de difference de tempera-ture

Quantite d'energie consommee sous differentes formes pour satisfaire les besoins energeti-ques

Consommation annuelle d'energie finale pour Ie chauffage des volumes et l'eau chaudesanitaire (sans Ie courant de fonctionnement) rapportee a la surface chauffee du batiment (acette occasion, les deperditions liees au systeme de chauffage sont prises en compte)

Transmission de chaleur par mouvement d'air

Quantite d'energie necessaire pour Ie chauffage du batiment en considerant la demande dechauffage et les deperditions du systeme de chauffage

Quantite d'energie qui doit etre consommee pour Ie chauffage du batiment en considerantla demande en energie pour Ie chauffage, les deperditions du systeme de chauffage, lademande en eau chaude sanitaire, les deperditions du systeme d'eau chaude sanitaire etI'energie complementaire necessaire au fonctionnement de I'installation technique

Part de I'energie utilisee depensee non pour Ie fonctionnement du systeme mais qui ensort. Les deperditions ont lieu lors de la production, de la transformation, du transport, dela distribution et de I'utilisation. Elles sont soit inevitables par nature, soit evitables par desmoyens techniques ou des comportements personnels.

Echangeur de chaleur

Emissions

Energie de base

Energie de chauffage

Energie finale

Energie primaire

Energies renouvelables

Energie utile

Enthalpie

Indice energetique (E)

Maison basse energie

Maison de 3, 4 ou 7 litres

Maison « zero energie»

Minergie

Pare-vapeur

Part de couverture des besoins

« Passivhaus»

PCM

Appareil par lequel la chaleur d'un element plus chaud est transferee a un autre plus froid (par exemple I'air ouI'eau)

Particules solides, liquides ou gazeuses de differentes sortes et d'origines diverses emises dans I'air exterieurcomme les odeurs, Ie bruit, les vibrations, la lumiere, les rayons et autres phenomenes

Contenu energetique de toutes les sources d'energie dont dispose I'utilisateur final

Quantite d'energie finale necessaire a I'installation de chauffage pour pouvoir mettre a disposition la chaleurde chauffage

Energie livree a I'utilisateur pour faire fonctionner ses appareils ou energie immediatement disponible avantd'etre depensee. L'ensemble de ces energies determine la demande totale d'energie. A ce stade, I'energie estau mieux mesurable de fac;on statistique.

Source d'energie stockee de fac;on naturelle dans Ie soleil, I'eau, Ie petrole, Ie gaz naturel, la houille, etc. EnFrance, Ie coefficient de conversion entre energie finale et energie primaire est de 1, sauf pour I'electricite (2,58)et pour Ie bois (0,6). Nota Bene: les valeurs du label franc;ais BBC 2005 et de la certification Effinergie sontdonnees en kWh d'energie primaire (kWhep), alors que celles du label Passivhaus, par exemple, sont donneesgeneralement en energie finale.

Types d'energies qui sont en permanence disponibles (energie solaire, eolienne, hydraulique) ou tirees dematieres d'origine vegetale

Energie utilisee sous forme d'eclairage, de chauffage et d'electricite

L'enthalpie (H) est une variable d'etat thermodynamique determinant Ie contenu calorifique global d'un sys-teme. Elle est la somme de I'energie interne et de I'energie elastique (c'est-a-dire I'energie correspondant a ladeformation elastique d'un objet solide ou d'un fluide): H = U + pV.

Consommation annuelle d'energie finale pour la production de chaleur (chauffage des volumes, eau chaudesanitairel. pour I'eclairage, I'electricite et Ie fonctionnement, par rapport a la surface de reference energetique(kWh/m2/an). Une division selon les indices energetiques suivants est possible: indice energetique de chaleur,indice energetique de chauffage, indice energetique d'eau chaude sanitaire et indice energetique d'eclairage,electricite et fonctionnement.

Batiment dont la consommation d'energie de chauffage est inferieure a 70 kWhef/m2/an pour les maisonsindividuelles et a 55 kWhef/m 2/an pour les plurifamiliales, ces normes, fixees par la EnEV (Energieeinspar-verordnungl. etant liees en Allemagne a I'attribution de subventions.

Batiment avec des besoins en energie de chauffage de 30 kWhef/m 2/an, 40 kWhef/m 2/an ou 70 kWhef/m 2/an(1 litre de petrole genere 9,95kWh)

Biltiment autonome au niveau energetique, c'est-a-dire qu'il produit I'energie suffisante pour repondre a sesbesoins en chauffage, en eau chaude et en electricite.

Standard defini pour les maisons a basse energie en Suisse et qui prend en compte /'eau chaude sanitaire,Ie chauffage et I'electricite. (electricite + ECS batiments neufs: 45 kWh/m 2/an, batiments anterieurs a 1990:90 kWh/m2/an, electricite pour les deux: 17 kWh/m2/an). Plusieurs labels de ce type sont deja operationnels enFrance, comme Minergie Standard avec une exigence de 42 kWh/m 2/an pour Ie neuf et 80 kWh/m 2/an pour larenovation, Minergie-P pour les biltiments dits « passifs» et enfin Minergie-Eco pour les maitres d'ouvrage sou-haitant integrer les parametres ecologiques comme la sante, Ie recyclage, I'energie grise. II existe en outre unlabel Effinergie, lance en mars 2007. La valeur maximaIe pour du residentiel neuf, fixee a 50 kWhep/m 2/an (kWhenergie primaire, m2 shonl. est a moduler selon les regions et I'altitude.Voir aussi « Passivhaus»

L'epaisseur de la couche d'air equivalente a la diffusion de vapeur d'eau d'une couche de materiau est definiepar I'epaisseur de sa couche s et par Ie coefficient de resistance a la diffusion de la vapeur d'eau Sd du mate-riau. Les valeurs des materiaux courants sont indiquees dans la norme DIN4108, 4'partie. Plus la valeurSd estelevee, moins la quantite de vapeur d'eau penetrant dans la couche est importante. Les pare-vapeur ont descoefficients Sd eleves. S'ils sont correctement mis en place, ils empechent la penetration d'air plus chaud ethumide dans les parties exterieures et donc la presence d'eau de condensation a I'interieur des elements deconstruction. Les valeursSd desfreine-vapeur sont bien inferieures: leur emploi necessite des calculs precis dephysique du batiment.

Contribution de I'installation ou du systeme aux besoins (chaleur, chaleur pour Ie chauffage, eau chaude sani-taire ou courant electrique)

Batiment avec des besoins en energie finale de chauffage inferieurs a 15 kWhef/m 2/an; cela correspond au labelsuisse Minergie-P.

Signifie Phase Change Materials. Les hydrates de sel et la paraffine peuvent au moment du passage de I'etatsolide a I'etat d'agregats liquides degager ou absorber une part relativement importante de chaleur sans queI'on perc;oive un changement de temperature. Les materiaux a changement de phase sont integres en tantqu'accumulateurs thermiques a chaleur latente dans des materiaux de construction courants et ouvrent denouvelles voies au lissage des temperatures dans Ie biltiment.

213

Photovolta'ique

PHPP

Ponts thermiques

Pouvoir calorifique

Recuperation de chaleur

Renouvellement d'air

Source d'energie

Surface de reference energetique

Systeme il convection

Systeme hybride

Taux de couverture solaire

Taux d'utilisation

Temperature ressentie

Test Blower-Door

Thermographie infra rouge

Thermique solaire

Ventilation nocturne

214

Une installation photovolta'ique comprend plusieurs modules PV qui transforment la lumiere solaire en electri-cite. En regie generale, Ie courant continu est transforme en courant alternatif de 230V. Les modules PV sontconstitues de cellules solaires (souvent 36 ou 72 cellules en silicium cristallin) qui comprennent des materiauxsemi-conducteurs il dopages differents.

Passivhaus Projektierung Paket (ou Passive House Planning Package): procede d'evaluation du Passivhaus-Institut Darmstadt, elabore par M. Wolfgang Feist

Au moment de la peri ode de chauffage, les ponts thermiques se trouvent lil ou les temperatures interieures desurface des elements de construction baissent fortement et de fai;on localisee. Les ponts thermiques peuventetre dus il la geometrie d'un batiment, au choix des materiaux ou il la mauvaise execution en cours de chantier.Le plus souvent, ils se situent au niveau des volets roulants, des tableaux de fenetres, des niches pour radia-teurs, il I'angle des plafonds, aux liaisons entre les elements massifs (beton arme, mai;onneriel. par exemple auraccord entre Ie mur et la dalle de balcon ou, entre Ie mur et la toiture et aux angles des murs exterieurs.Les ponts thermiques ne font pas qu'augmenter la consommation d'energie de chauffage d'un batiment, ilsexercent aussi un role negatif sur la sensation de confort interieur et sur I'hygiene du logement. lis sont sou-vent la cause de desordres lies il la condensation qui s'accompagne de moisissures.

On entend par pouvoir calorifique I'energie degagee sous forme de chaleur. II en existe deux types: Ie pouvoircalorique inferieur (PCI) ou energie resultant de la seule combustion et Ie pouvoir calorifique superieur (PCS)ou energie resultant de la combustion plus celie que la vapeur d'eau restitue en se condensant. Comme pourla combustion de toute source d'energie fossile telle Ie gaz naturel ou Ie mazout, la transformation de I'energies'accompagne en effet de vapeur d'eau. Contrairement aux chaudieres courantes il gaz ou au mazout, les chau-dieres il condensation mettent il profit I'energie contenue dans la vapeur d'eau pour Ie chauffage; par rapportau PCI d'un combustible classique, Ie rendement peut alors depasser les 100%.

Recuperation de la chaleur contenue dans I'air extrait d'une installation de ventilation mecanique double fluxpour chauffer I'air neuf grace il un echangeur de chaleur (il plaques ou rotatif). Le rendement peut atteindre90%.

La valeur n indique Ie taux de renouvellement de I'air contenu dans un volume pendant une heure.

Energie sous sa forme materielle. Par exemple: huile minerale, vapeur, electricite, essence automobile.Remarque: les sources d'energie ne sont pas des energies du point de vue physique, elles contiennent unpotentiel d'energie qui doit etre libere par une transformation en energie thermique, chimique ou mecaniquepour pouvoir satisfaire la demande de I'utilisateur en chaleur, electricite, lumiere, etc.

La surface de reference energetique est la somme de toutes les surfaces en sous-sol et dans les differents eta-ges qui necessitent du chauffage ou de la climatisation; elle est calculee brute, c'est-il-dire en tenant comptedes dimensions exterieures, y compris les murs exterieurs et les garde-corps.

Systeme de collecteurs d'air dans lequel Ie transport de chaleur est effectue par convection, donc par I'air.

Combinaison de systemes energetiques differents et complementaires

Part annuelle des besoins en energie de chauffage ou en energie utile pour I'eau chaude sanitaire couverte parles installations utilisant activement I'energie solaire.

Rapport entre la depense d'energie utile et la consommation d'energie finale utilisee pour la production, la dis-tribution et Ie stockage de chaleur

La temperature ressentie est due pour moitie il la temperature par les rayonnements et pour I'autre moitie il latemperature de I'air ambiant. Elle depend de la sensation de confort d'une personne et ne peut etre mesureede fai;on directe. Les thermometres globes indiquent aussi bien la chaleur radiante que la temperature pure deI'air; ils peuvent ainsi servir il mesurer la temperature ressentie. Les periodes de forte humidite (temps lourd),la vitesse de I'air (sensation de courant d'air) ainsi que les vetements et I'activite des personnes jouent egale-ment un role determinant.

Methode permettant d'evaluer I'etancheite il I'air de I'enveloppe d'un batiment. L'appareil de mesure, genera-lement monte il la place de la porte d'entree, cree dans les pieces une depression de 50 pascals et mesure lavariation de pression interieure pendant plusieurs heures. Pour I'obtention du label Passivhaus, Ie debit de fuitemaximal doit etre inferieur il 0,6V/h pour une difference de pression de 50 pascals entre I'interieur et I'exterieurde I'enveloppe (n so 0,6h-').

Representation graphique des temperatures de surface, notamment utilisee pour faire apparaitre les pontsthermiques

Transformation du rayonnement solaire direct ou indirect en chaleur

La ventilation naturelle nocturne est un concept de rafraichissement qui consiste il tirer profit durant lesmois d'ete de I'air exterieur nocturne pour rafraichir les elements de construction il grande inertie et lesutiliser Ie jour comme « accumulateur thermique».

Bibliographie

Sur I'architecture en general

Foster, Sir NormanTowards the Modern Vernacular, Detail, Munich 6/1993, p.664sq.

Givoni, BaruchL'Homme, I'architecture et Ie climat, Paris 1978

Habermann, Karl J.Zur Entwicklungsgeschichte des technischen Ausbaus, Detail, Munich2/1995, p. 158 sq. (resume Historique du developpement deI'equipement technique, p. 2291

Henard, EugeneLes Vi lies de I'avenir, Paris 1910

Herzog, Thomas; Krippner, Roland; Lang, WernerConstruire des Lausanne 2007

Le CorbusierVers une Architecture, Paris 1922

VitruveDe l'Architecture, Paris 1969

Sur I'architecture ecologique

Daniels, KlausThe Technology of Ecological Building, Bale 1997

Dunster, Bill; Pringle, JohnMichael Hopkins & Partners Research into Sustainable Architecture,Architectural Design, Vol 67, N° 1/2, Jan-Feb 1997, p.26sq.

Gauzin-Muller, DominiqueL'Architecture ecologique, 29 exemples europeens, Paris 2001

Gauzin-Muller, Dominique25 Maisons ecologiques, Paris 2005

Hawkes, Dean; Yannas, Simos; Hinsley, Hugo; Dunster, BillSustainability, AA files, London 32/1996, p.66sq.

Hetzel, JeanBiitiments HOE et developpement durable, guide pour les decideurs etles maitres d'ouvrage, Afnor2007

Lefevre, PierreArchitectures durables, 50 realisations environnementales en France aten Europe, Aix-en-Provence/Paris 2002

Steele, JamesArchitecture ecologique, une histoire critique, Aries 2005

Sur les principes bioclimatiques et I'eco-conception

Constructions publiques, architecture et « HOE », mission interministe-rielle pour la qualite des constructions publiques 2003

Gonzalo, R.E.; Gonzalo, G.E.The Bioclimatic Design in the Traditional Architecture of NorthArgentine - Determining and Conditioning Factors, Porto 1988

Oliva, Jean-Pierre; Courgey, SamuelLa Conception bioclimatique, des maisons confortables et economes ennauf at en rehabilitation, Mens 2006

Oliva, Jean-PierreL'lsolation ecologique, conception, materiaux, mise en CEuvre, Mens2001

Peuportier, BrunoEco-conception des batiments, Paris 2003

Qualite environnementale des batiments, manuel it I'usage de la mai·trise d'ouvrage et des acteurs du batiment, Angers 2002

Salomon, Thierry; Aubert, ClaudeFraicheur sans clim', Ie guide des alternatives ecologiques, Mens 2004

Wright, DavidManuel d'architecture naturelle, Marseille 2004

Sur la construction en bois

Gauzin-Muller, DominiqueConstruire avec Ie bois, Ie materiau et ses produits derives, conceptiondes ouvrages en bois, realisations exemplaires, aspects reglementaires,Paris 1999

Gauzin-Muller, Dominique25 Maisons en bois, Paris 2003

Herzog, Thomas; Natterer, Julius; Schweitzer, Roland; Volz, Michael;Winter, WolfgangConstruire en bois, Lausanne 2005

Sur 18 technique 8t Ie genie climatique

Beranger, BrunoLes Pompes achaleur, Paris 2006

Bobran-Wittfoht, Ingrid; Schlauch, DirkDammstoffe fur den baulichen Warmeschutz - (k)einer fur aile Faile,Detail, Munchen 7/2001, p. 1290sq. (resume Les Isolantspour la protection thermique du batiment - (auc)un pour toutes lessituations, p.15sq.)

CollectifGuide ventilation des batiments, Paris 2003

Farkh, Salem; Bel, ThierryLes Ponts thermiques dans Ie biltiment, mieux les connaitre pour mieuxles traiter, Paris 2006

Jacquard, Patrick; Sandre, SergeLa Pratique de la climatisation, Paris 2006

Lassalle,Vegetalisation extensive des terrasses et toitures, Paris 2006

Uebard, Alain; De Herde, AndreTraite d'architecture at d'urbanisme bioclimatiques. concevoir, edifier atamenager avec Ie developpement durable (avec 1 Cederom). Paris 2006

Peuser, Felix A.; Remmers, Karl-Heinz; Schnauss, MartinInstallations solaires thermiques, conception at mise en ceuvre, Paris2005

Recknagel, Hermann; Sprenger, Eberhard; Schramek, Ernst-Rudolf;Caradec, Chantal; Bodson, AdelaideGenie climatique, Paris 2007

Schwab, Hubert; Heinemann, Ulrich; Fricke, JochenVakuumisolierpaneele - ein hocheffizientes Dammsystem der Zukunft,Detail, Munich 7/2001, p. 1301 sq. (resume Les Panneaux iso-lants sous vide, un syteme d'une grande efficacite pour Ie futur, p. 16)

Thornton, J.A.; Deavy, C.P.; Mitchell, D.M.The New Parliamentary Building - Portcullis House, The StructuralEngineer, Vol 78, N° 18, Sept. 2000, p. 17 sq.

215

216

Institutions - Adresses utiles

Ademe - Agence de I'environnement et de la maitrise de I'energiewww.ademe.fr

ADPSR - Architects, Designers and Planners for Social Responsibilityinformation@adpsr.orgwww.adpsr.org

AECB - Association for Environment Conscious Buildingadmin@aecb.netwww.aecb.net

AICVF - Association des ingenieurs en climatique, ventilation et froidsecretariat@aicvf.orgwww.aicvf.org

Association HOE (haute qualite environnementale, France)www.assohqe.org

CIDB - Centre d'information et de documentation sur Ie bruitwww.cidb.org

CLER - Comite de liaison energies renouvelablesinfo@cler.orgwww.cler.orgCNDB - Centre national pour Ie developpement du boisInternet: www.cndb.org

CORDIS - Community Research & Development Information Servicepress@cordis.luwww.cordis.lu

CSTB - Centre scientifique et technique du biitimentwww.cstb.fr

CTBA - Centre technique du bois et de I'ameublementcourrier@ctba.frwww.ctba.fr

Deutsche Energie-Agentur GmbH (DENA)(Agence allemande pour I'energie)info@deutsche-energie-agentur.dewww.deutsche-energie-agentur.de

Ecole d'architecture de La VilletteFormation continue il la HOEdirecteur@paris-Iavillette.archi.frwww.paris-Iavillette.archi.fr

Effinergie(Collectif qui s'inspire du label Minergie pour adapter la basse energieaux specificites fran9aises)bonduau@effinergie.orgwww.effinergie.org

Energieverwertungsagentur (EVA.)(Agence de valorisation de I'energie)eva@eva.ac.atwww.eva.ac.at

ENSTIB - Ecole nationale superieure des technologies etindustries du boisenstib@enstib.uhp-nancy.frwww.enstib.uhp-nancy.fr

ELNI - Environmental Law Network Internationalinfo@oeko.dewww.oeko.de

European Union Eco-Labelecolabel@ec.europa.euhttp://europa.eu.inl/ecolabelhttp://eco-Iabel.com/french (version fran9aise)

EUROSOLAR e.V.info@eurosolar.orgwww.eurosolar.org

FNAU - Federation nationale des agences d'urbanismewww.fnau.org

Fraunhofer-Institut fur Solare Energiesysteme ISE(Institut Fraunhofer pour les systemes aenergie solaire)info@ise.fhg.dewww.ise.fhg.de

Fraunhofer-Institut fur Systemtechnik und Innovationsforschung 151(Institut Fraunhofer de systemique et de recherche sur I'innovation)isi@fraunhofer.dewww.isi.fraunhofer.de

Freiburg Futour(Visites du Fribourg ecologique)info@freiburg-futour.dewww.freiburg-futour.de

Gepa - Groupe pour la formation permanente des architectesinfo@groupegepa.comwww.formation-architecte.com

Ecobau - Durabilite et constructions publiquesinfo@eco-bau.chwww.eco-bau.ch

Green Building Professionals Directorywww.greenbuilder.com

IFEN - Institut fran9ais de I'environnementifen@ifen.ecologie.gouv.frwww.ifenJr

Institut fur Umwelttechnik Institut fur Energie(Institut pour la protection de I'environnement - Institut pour I'energie)ifuinfo@fhbb.chwww.fhbb.ch/umwelt

International Solar Energy Society e.V. (ISES)hq@ises.orgwww.ises.org, www.wire.ises.org(World-wide Information System for Renewable Energy)

Internationales Wirtschaftsforum Regenerative Energien (IWR)(Forum economique international des energies renouvelables)info@iwr.dewww.iwr.de

Istituto Nazionale di Urbanistica(Institut national d'urbanisme)segreteria@inu.itwww.inu.it

Minergie (label suisse)info@minergie.chwww.minergie.ch

Ministere de I'Ecologie, du Developpement et de l'Amenagement durableswww.environnement.gouv.fr

Observ'ER - Observatoire des energies renouvelableswww.observ-er.org

Passive-On ProjectProjet de recherche et de diffusion d'information finance par laCommission europeenne, sous I'egide du programme EnergieIntelligente pour l'Europe (SAVE)www.passive-on.org

Passivhaus Institut Deutschland(Institut de I'habitat passif de Darmstadt, Allemagne)mail@passiv.dewww.passiv.de

Roy Prince, Architect Sustainable ABCroyprince@sustainableabc.comwww.sustainableabc.com

Programme Prioritaire Environnement Suisse (SPP Environnement)info@sppe.chwww.sppe.ch

United Nations Environment Programme (UNEP)Regional Office for Europeroe@unep.chwww.unep.ch/roe

Ville de RennesDirection de I'architecture, du foncier at de I'urbanisme71, rue Dupont-des-LogesHotel de VilleF-35031 RennesTel.: + 33.2.99.28.57.18Fax: + 33.2.99.28.58.51

Zentrum fur Energie und Nachhaltigkeit im Bauwesen (ZEN)(Centre pour I'energie et la durabilite dans la construction)c/o EMPA Dubendorfzen@empa.chwww.empa.ch

Index des noms

Index des sites

A2-Architekten 28, 206, 207A-Z Architekten 28, 43, 68 sq.,94, 112Achleitner, Friedrich 100ADP, Ramseier, Jordi, Angst,Hofmann 100Althaus, D. 17Arche Nova 6, 7, 17, 20, 101Architektur Contor Muller,Schluter 103, 115, 116 sq., 202Arup Associates 111, 115, 188 sq.Atelier 5 24, 25, 29, 35, 90-92Aude, Lundgaard 18Bachelard, Gaston 39Baer, Steve 17Banham, Reyner 13, 14Beecher, Catherine 14Behrens, Peter 109Bollnow, O. 39, 97Brancusi. Constantin 89Carrier, Willis H. 14Carter, Brian 15Cerda, IIdefonso 13Cohen, Jean-Louis 13Demmel + Muhlbauer 39, 97De Rosa, C. 203Dirtheuer, F. 101Disch, Rolf 106Duiker, Johannes 15Dunster, Bill 22Eissler, Hoffmann, Gumpp 18, 19Faller, P. 91Faellestegnestuen 19, 37Faskel, Nicolic 20Fathy, Hassan 10, 11Fink + Jocher 21Foster, Sir Norman 5, 88, 108Fuller, Buckminster 5, 15, 16Gabriel, I. 17Gaudi, Antoni, 13Gerkan Marg + Partner 20, 103Gonzalo, Roberto 18Gullichsen, Christian 20, 22, 23H2R Arch itekten, Huther,Hebensperger-Huther, Rottig 35,43, 56 sq., 100, 208Hascher + Jehle 31

Affoltern (CH) 38, 43, 50, 93, 99, 209AI-Kharga, Egypte 10Altenburg, district de Neuwied(D) 11Altotting (D) 39Amaicha, Argentine 96Amsterdam 15, 108Arnol, ile de Lewis (GB) 8, 9Aspen (USA) 5Athenes 22Aufkirchen (D) 115, 176Barcelone 12, 13Beddington (GB) 22Berlin 15, 20, 29Bilbao 40Coburg (D) 21, 35Copenhague 19Duisbourg (D) 107, 115, 204Eching pres de Munich 95Ensanche, quartier de Barcelone 12Francfort 88, 108Fribourg-en-Brisgau 34, 106FuBach (A) 19, 31, 98Gelsenkirchen (D) 112, 115, 182Gilching pres de Munich 104Greve, Danemark 18, 19Guadix, Espagne 8, 10Halen (CH) 29, 90-92Hambourg 102, 103Hanovre 29, 30, 31Henan, Chine 10

Heinle Wischer + Partner 31Henard, Eugene 5, 11, 12Henn Architekten 108, 111, 115,140 sq.Herzog, Th. mit Bonfig, P. 21,98Herzog + Partner 110, 115,146 sq.Hopkins Architects 80, 115,152 sq.Hubner, Peter 17Jahn, Axel 20Jourda, Perraudin 109Juen 31, 98Kaiser, Schmidtges, Minke 18, 19Kaltenbrunner, Robert 5, 20Katzke, Thomas 15Klipper + Partner 20Kovatsch, M. 101Krapmeier, Drossier 205Krusche, Per 6, 16, 17,20, 101Kusgen, Horst 18Lackenbauer, Andreas 206 sq.Le Corbusier 14, 15Lenz + Kaufmann 99, 111, 115,122 sq., 206, 207, 208Lischer Architekten 34, 43, 44 sq., 89Lohrer, Knut 33Loudon + Habeler 110, 115,170 sq.Medium, Jentz, Popp, Wiesner 102Metron 36, 38, 50 sq., 90-93, 99,209Mittersteiner, Larsen 19Moewes, Gunther 101Moneo, Rafael 33, 114Morgan, Emsly 15Muelas, Mario 34, 35Muszynska 98Muthesius 35, 36Nest 27, 28, 206, 207Nicki Architekten 118Oreszcyn, T. 98Oud, J.P. 28plus+ bauplanung Hubner 112,115,182 sq.Pollok + Gonzalo 36, 104, 105,118, 204

Herflillge, Danemark 40, 97Humanuaca, Argentine 10Hyderabad (Inde) 22Jona (CH) 95Kommern (D) 11Kriens (CH) 34, 35, 43, 44Kyoto 22La Valette, Malte 13Ladakh, Nepal 111, 115, 188Landstuhl (D) 8, 30Le Caire 96Leverkusen (D) 39Linz (A) 09Lochham pres de Munich 105,118, 204Londres 115, 152Lyon 109Madrid 33, 34, 35, 43,74,99, 102Mendoza, Argentine 203Merida, Espagne 114Montreal 16Munich 20, 27, 28, 34, 43, 56, 62,101,108,111,118,115,140,205,207Munster (D) 36Niederwangen (CH) 35Nottingham (GB) 43, 80Osuna, Espagne 37Paris 31, 40Passau (D) 28, 37, 90, 98Pichling (A) 110, 115, 170Planegg pres de Munich 97

Pool, Martin 43, 62 sq., 118, 205,207PPP, Muller Schluter 5, 115,116 sq.Pysal, Jensen, Stahrenberg 20Rasch + Partner 30Raupach + Schurk 34, 35Reinberg, G.w. 115, 158 sq., 209Rietveld, Gerrit 108Rogers, Richard 5RPB Renzo Piano BuildingWorkshop 22, 114, 115, 194 sq.Roeburn, Ben 14Roos Architekten 95Rudofsky Bernhard 22SAMA arq. 37, 105, 109Schaub, Martin 6, 17Scheitlin Syfrig + Partner 107,115,128 sq.Schiedhelm, Axelrad 20Schindler, Bruno 97Schreck, Hillmann, Nagelmit Kempchen, Guldenberg 20Schroder + Widmann 28, 37,90-92,98Schuster Architekten 107, 115,134 sq., 204Sommer, Klaus 20Steffan, Claus 6, 17Stender, Soldner, Gonzalo 94Tobey, R. 95tr. architekten Rossing + Tilicke 39Sulzer, Peter 17Tusquets, O. 102Twinn, Chris 22Unterrainer, W. 115, 164 sq.Vandkunsten 21, 30, 95, 96, 97Vitruve 8Walbrunn Grotz Vallentin Loibl115, 176 sq.Warburton, Peter 15Warne, Bengt 17Weig-Krusche, Maria 6, 17Weizsacker, K.F. von 205Wright, Frank Lloyd 13, 14Yanez, Guillermo 43, 74 sq.

Prague 96Puchheim pres de Munich 101Pullach pres de Munich 42Riehen (CH) 22,114,115,194Rio de Janeiro 22Rlildovre, Danemark 37Rothenbach a.d. Pegnitz (D) 36,90, 91Rotterdam 28Salzbourg 42Schwarzach (A) 99, 111, 115, 122Seville 32, 105, 109Skejby, Danemark 21Spiel, district de Duren (D) 11Steyr (A) 15, 164Stuttgart 17, 18, 19, 20, 22, 23, 29,33, 98Sursee (CH) 107, 115, 128Tchernobyl 22Thalmatt (CH) 24, 25, 29Titting (D) 118Tittmoning (D) 6, 7Veitshochheim (D) 96Wallasay (GB) 15Weidling (A) 115, 158,209Wiesbaden 28, 43, 68,110,112,115,146Windberg (D) 21, 98Wolfurth (A) 205Wuppertal (D) 5, 103, 115, 116, 134Zurich 100

217

218

Index des termestechniques

accumulateur thermique achaleur latente 204activation du noyau de beton112,143,161adobe, terre glaise 10, 11amenagement des espacesexterieurs 38approvisionnement en energie 41bande, rangee (immeubles,maisons en) 29, 39, 50barre (maisons en bande)orientee au sud 34, 36, 91, 93barre (maisons en bande)orientee est-ouest 36, 94basse energie (ou basseconsommation d'energie) 20,59, 64, 84, 88, 95, 116, 170biHiment d'activites 107biHiment scolaire 113besoins en energie 15,95, 101bilan energetique 90, 99, 100,106, 107biomasse 208Blackhouse (Maison Noire) 8, 9bureau combine 140carton nid-d'abeilles 203centre-ville (habitat en) 30, 56chaudiere acondensation 67,124, 180, 207chauffage (systeme de) 106,210chauffage d'elements deconstruction 142chauffage par air 210chauffage urbain 12, 59cite-jardin 28climat (architecture adaptee au)30,88,107,114cogenerateur (centrale decogeneration) 41, 42, 69, 113,139,140,146,180,207-208cogeneration 208collecteur d'air 18, 20colombages (maison 8) 11combustibles 202-208compacite 31, 33, 64, 90, 93, 98,107, 179complexe isolant 105comportement des usagers 145concept energetique global 140conception du plan 90, 93concepts de ventilation 206conditions pour la rehabilitation102confort interieur 10construction autochtone 8construction de logements 89construction traditionnelle 8, 11construction vernaculaire 8, 22coursive 37, 58culturels (batiments) 113cycle de vie d'un materiau 17definition des zones 44, 108densification 28, 101, 103densite de construction 34, 50,67, 113deperditions caloriques par laventilation 106, 108deperditions thermiques partransmission 31, 64, 92, 93, 106,107, 186,202desserte 35, 37desserte par escalier exterieur 37diagramme solaire (gnomon) 40disposition des batiments 34duree de vie 8, 22eau grise 153

eaux de pluie (collecte des) 60,149, 160, 165, 182echangeur de chaleur 69, 165,207echangeur de chaleur rotatif 153,172, 180, 207eclairage (eclairement) artificiel110,153eclairage naturel107, 110, 140,202ecologie 16, 28economie d'energie 88, 90, 100,106,111,113,energie primaire 103energie renouvelable 26,41,106,136, 152eolienne 11, 166equipement public 113espace de transition 98etancMite de I'enveloppe dubiHiment 106, 108fat,;ade double peau 13, 108, 140,191fat,;ade vitree 15, 108fenetre 96fenetre acaisson 104, 108flexibilite des biHimentsd'activites 112, 122flexibilite des logements 91, 122fonctions mixtes (en urbanisme)112geothermie 42geothermique (capteur) 69, 112,122, 124, 160, 165, 170, 185gestion de I'energie 30groupe frigorifique 209guidage de la lumiere 149guidage de la lumiere naturelle110,111,150hauteur du biHiment 92immeuble collectif 56immeuble d'habitation aplusieurs niveaux 18, 39installations de ventilation 206isolant (materiau) 204isolation 104isolation (qualite d') 31isolation sous vide (panneau d')64, 99, 118, 203isolation translucide 21, 203jardin d'hiver 20lumiere naturelle (part, qualite,quotient de) 18,68,110,153,182machine II habiter 14maison passive (fenetre de) 120,169, 179maison plurifamiliale 19masse d'inertie 18masse d'inertie 60, 71, 105, 109,112, 118, 127, 136, 153,204,209mitage du paysage 22, 26, 28monitoring 118monument historique 114optimisation energetique 88, 101,198opus caementicium 8orientation d'un biHiment 32, 92participation des usagers 17,56passif (standard, label) 22, 32, 44,71,88,98,116,136,164,176,206PCM, materiaux II changement dephase 204photovolta'ique 42, 67, 84, 106,139, 166,208pile II combustible 42, 207plafond froid 209

plan d'urbanisme 26pompe II chaleur 53, 130, 166,209production d'energie 88, 90proportions d'une piece 90proportions des batiments 33, 92protection contre I'eblouissement110,143,148protection solaire (pare-soleil)109, 143, 204radiateur 210rafraichissement d'elements deconstruction 136, 142rafraichissement naturel 112, 153,209rayonnement solaire diffus 94rayonnement solaire direct 94,110recuperation de chaleur 18, 44,67,69,71,84, 106, 120, 124, 136,160, 166, 170, 179,206recyclable (composant) 8rehabilitation energetiquementefficace 28, 101, 114reparation urbaine 62reservoir d'eau de pluie 139separation thermique 98simulation chiffree 142, 160simulation de lumiere naturelle186simulation informatique 40, 161,188, 197solaire (capteur) 20, 29, 55, 59,77, 106, 166, 172solaire (cheminee) 76solaire (fat,;ade) 95, 134, 1370solaire (rayonnement) 32stationnement, parking 37, 50stockage 204structure bois (maisons en) 44,50, 128surchauffe (risque de) 93, 95,109, 204surfacique (chauffage) 210tampon (zone, espace) 31, 98, 108tampon thermique 13, 19, 20,149, 194, 198technologie de maison passive15,44,test Blower-Door 47, 132,166-169, 180, 202thermique solaire (installation)53,60,70,72,77, 127, 160,208thermographie 132topographie 32tour de ventilation 12, 22, 76,152, 185trigeneration 146troglodyte (habitation) 8, 10Trombe (mur) 188-191,203type de batiment, typologie 33, 90vecteur d'energie 207vegetalisee (toiture) 18, 55, 60,84, 180vegetation 32vent 32ventilation 105, 112,202,206ventilation mecanique contr61ee(VMC) 18, 44,71,106,108,113,119,122,130,165,179ventilation naturelle 74, 84, 108,140,147,185,191,202ventilation nocturne 186, 205veranda 13, 18, 19,98, 108zones (definition de) 134, 179zones de ventilation 206

Intervenants Lotissement de maisons jumelees aKriens,SuisseMaitrise d'ouvrage:Luzerner Pensionskasse

Maitrise d'reuvre:Lischer Partner Architekten Planer AG, Lucerne

Equipement technique:BW Haustechnik AG, Hunenberg

Structure bois:Jung-Pirmin Ingenieure fur Holzbau GmbH, Ran

Maisons en bande II Affoltern,Suisse

Maitrise d' ouvrage:Kurt Schneebli, Affoltern

Maitrise d' ceuvre :Metron Architekturburo AG, Brugg

Equipement technique:Nanotech AG, EnnetbadeW+S AG , Rohr, BoschAG, Aarau

Structure:F. Steinmann, Hausen

Immeuble d'habitation II Munich,Allemagne

Maitrise d'ouvrage:WOGENO Munich eG, Munich

Maitrise d'reuvre:H2R Architekten BOAHuther, Hebensperger-Huther, Rottig, Munich

Equipement technique:ITEM, Richard Kramer, Munich

Structure:Dr. Ing. Gernot Pittioni, Weilheim

Immeuble de bureaux et d'habitation II Munich,Allemagne

Maitrise d' ouvrage:Bauherrengemeinschaft Meinhold und Laufer

Maitrise d'ceuvre:Martin Pool, Munich

Equipement technique:Ingenieurburo Lackenbauer, Traunstein

Genie electrique:Christian Gibis, Munich

Structure:Georg Weinzierl, Schwarzach

Immeuble de bureaux et d'habitation IIWiesbaden, Allemagne

Maitrise d'ouvrage:A-Z Architekten

Maitrise d'reuvre:Altmann-Zimmer Architekten BOA, Wiesbaden

Equipement technique:Holger Zimmer, Joachim Altmann

Structure:Schmitt & Thielmann, Wiesbaden

Immeuble d'habitation II Madrid,Espagne

Maitrise d'ouvrage:Empresa Municipal de la Vivienda (Madrid)

Maitrise d'ceuvre:Guillermo Yanez, Lydia Yanez Lopez del Amo,Madrid

Equipement technique:Transformadora de Gas SA; ROEMAInstalaciones SL. MonederoInstalaciones y Servicios

Structure:Jesus Chom6n Ingeniero. E.T.E.SA

Campus universitaire iI Nottingham,Grande-Bretagne

Maitrise d'ouvrage:University Estates Office

Maitrise d' reuvre:Hopkins Architects, London

Equipement technique:Arup

Structure:Arup

Amenagement du paysageBattle McCarhty

Residence universitaire iI Wuppertal,Allemagne

Maitrise d'ouvrage:Hochschul-Sozialwerk Wuppertal

Maitrise d'reuvre :1" tranche: PPP en collaborationavec Christian Schluteret Michael Muller, Dusseldorf, Wuppertal2' tranche: Architektur Contor MullerSchluter,Wuppertal

Equipement technique:Ingenierburo Landwehr GmbH, Dortmund

Structure:Carsten TIchelmann in PD, DarmstadtRudiger Klumpp, Weikersheim

Immeuble d'habitation et de bureaux II Schwarzach,Autriche

Maitrise d'ouvrage:Miterrichtergemeinschaft Kaufmann LenzGmeiner, Schwarzach + Revital GmbH, Dornbirn

Maitrise d'ceuvre:Christian Lenz, Hermann Kaufmann

Equipement technique:IBN Ingenieurburo NaBwetter, Batschuns

Structure:M+G Ingenieure, FeldkirchStatikburo Galehr, Feldkirch

Immeuble de bureaux et d'habitation II Sursee,Suisse

Maitrise d' ouvrage;SI. Georg Immobilien AG, Sursee

Maitrise d'ceuvre :Scheitlin - Syfrig + Partner, Lucerne

Equipement technique:Bucher + Dillier AG, Lucerne

Physique du batiment:Ragonesi, Strobel & Partner, Emmenbrucke

Structure bois:Makiol + Wiederkehr, Beinwil

Complexe de bureaux aDuisbourg,Allemagne

Maitrise d'ouvrage:Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW

Maitrise d' ceuvre:Schuster Architekten, Dusseldorf

Concept energetique:Stahl, Buro fur Sonnenenergie, Fribourg

Equipement technique:Ingenieurgesellschaft Kruck mbH,Muhlheim a.d. Ruhr

Structure:Kunkel + Partner, Dusseldorf

219

Immeuble de bureaux iI Munich,Allemagne

Maltrise d'ouvrage:Fraunhofer-Gesellschaft lOr Forderung derangewandten Forschung e.V., Munich

Maitrise d'ceuvre :Henn Architeklen, Munich

Concept energetique:Fraunhoferinstitut fur solare Energiesysteme ISE,Fribourg

Equipement technique:Kuehn Bauer Partner, Halbergmoos

Hussak Ingenieurgesellschaft, Lauingen

Structure:Sailer Stepan und Partner, Munich

Immeuble de bureaux iI Wiesbaden,Allemagne

Maitrise d'ouvrage:Zusatzversorgungskasse des Baugewerbes VVaG,Wiesbaden

Maitrise d'ceuvre:Thomas Herzog und Partner, Munich

Concept energetique:Kaiser Consult, Prof. Or.lng. Oesterle, OS-Plan,Prof. Or.lng. Hausladen

Equipement technique:Zibell, Willner & Partner,Ingenieurbliro Hausladen

Eclairage:Bartenbach Lichtlabor

Structure:Sailer, Stepan & Partner, Munich

Biitiment du Parlement aLondres,Grande-Bretagne

Maitrise d'ouvrage:The United Kingdom Parliament,House of Commons Commission

Maitrise d'reuvre:Hopkins Architects, Londres

Equipement technique:Arup

Arup

Structure:Arup

Bureaux et ateliers it Weidling,Autriche

Maitrise d'ouvrage:Firma Blotop, Weidling

Maitrise d'reuvre:Georg W. Reinberg, Vienne

Equipement technique:BPS Engineering, Vienne

Simulation et concept energetique:Patrick Jung, Cologne

Physique du batiment:Nikolaus Bruck, Vienne

ImmeubJe d'activites ir Steyr,Autriche

Maitrise d'ouvrage:SchloBgangl Immobilien GmbH, Steyr

Maitrise d'reuvre:Walter Unterrainer Atelier lur Architektur,Feldkirch

Equipement technique:E-Pius, Egg; SchloBgangl Energiesysteme, Steyr

Structure:Merz-Kaufmann, Oornbirn

220

Ecole de Pichling,Autriche

Maitrise d'ouvrage:Municipalite de Linz

Maitrise d'ceuvre:Architeklen Loudon & Habeler, Vienne

Equipement technique:Altherm Engineering, Baden

Structure:Anton Harrer, KremsNienne

Ecole iI Aufkirchen,Allemagne

Maitrise d' ouvrage:Montessoriverein Erding e.V., Erding

Maitrise d'reuvre:Walbrunn Grotz Vallentin Loibl, Bockhorn

Equipement technique:Ingenieurburo Lackenbauer, Traunstein

Structure:G. Jochum H. Kutsch, Alling

College iI Gelsenkirchen,Allemagne

Maitrise d'ouvrage:Evangelische Schuie in Westfalen e.V.

Maitrise d'ceuvre:plus+ Bauplanung GmbHHubner-Forster-Hubner, Neckartenzlingen

Climatisation:Transsolar Energietechnik, Stuttgart

Equipement technique:Inca Ingenieurburo, Aix-Ia-Chapelle

Physique du batiment:GN Bauphysik, Stuttgart

Structure:Weischede und Partner, Stuttgart

Etablissement scolaire iI Ladakh,Nepal

Maitrise d'ouvrage:Orukpa Trust

Maitrise d'reuvre:Arup Associates, Londres

Equipement technique:Arup

Musee d'art aRiehen,Suisse

Maitrise d'ouvrage:Fondation Beyeler, Riehen

Maitrise d'reuvre:Renzo Piano Building Workshop, Paris/Genes

Equipement technique:ArupJakob Forrer AG, Buchrain (HKLlBogenschutz AG (S)

Eclairage naturel:Arup

Structure:Arup

Credits iconographiques

Artur{Thomas Riehlepages 4,103 en haut,116,118 haut gauche,119 (21,121

Aruppages 84 gauche, 111 milieu, 188, 189, 191,192,193

ISE Freiburgpages 142 en haut (2), 145 milieu gauche,205 haut droitJarisch + Myrzikpages 108 haut droit, 111 en haut, 142, 143,145 droit

Maquene: Roberto Gonzalo,Karl J. Habermann, MunichMise en page: freiburger graphischebetriebe, Fribourg-en-Brisgau

Traduction de I'allemand: Yves MinssartRevision: Thomas de Kayser

Imprime sur papier sans acide, composede tissus cellulaires blanchis sans chlore.TCF 00

Ce livre est aussi paru en version allemande(ISBN 978-3-7643-7255-21 et anglaise (ISBN978-3-7643-7253-8).

Illustration de la couverture: MaisonsSenti aKriens, Suisse (photographie: BenoDermond, Zurich)

© 2008 Birkhauser Verlag AGBasel· Boston· BerlinCase postale 133, CH-4010 Bale, SuisseMembre du groupe d'editeurs specialisesSpringer Science+Business Media

www.birkhauser.ch

Imprime en AllemagneISBN: 978-3-7643-8451-7

987654321

Nous tenons aremercier Mme DominiqueGauzin-Muller, architecte et journaliste, quia contribue aI'etablissement en dela bibliographie, de la Iiste des institutionset la redaction du glossaire.

Les droits d'auteur de cet ouvragesont proteges. Ces droits concernentla protection du texle, de I'illustrationet de la traduction. lis impliquent aussiI'interdiction de reedition, de conferences,de reproduction d'illustrations et detableaux, de diffusion radiodiffusee, decopie par microfilm ou tout autre moyende reproduction, ainsi que I'interdictionde divulgation, meme partielle, parprocede informatise. La reproduction dela totaliM ou d'extraits de cet ouvrage,meme pour un usage est soumiseaux dispositions de la loi federale sur Iedroit d'auteur. Elle est par principe payante.Toute contravention est soumise auxdispositions penales de la legislation sur Iedroit d'auteur.

Information bibliographique de la DeutscheNationalbibliothekLa Deutsche Nationalbibliothek arepertorie cene publication dans laDeutsche Nationalbibliografie; les donneesbibliographiques detaillees peuvent etreconsultees sur Internet aI'adressehnp://dnb.d-nb.de.

Rudolfsky, Poulpage 22 en haut

Rogers, Richardpage 5

Lackenbauer, Andreaspages 207 haut droit, 210 haut droit

Springer, Frankpages 107 bas (21, 134, 136, 137, 138, 139,204 gauche (2)

Renggli AGpage 128

Steiner, Rupertpages 158, 159, 160, 161 haut gauche, 163

Reinberg, Georg W.page 42 milieu droit

Mair, Walterpages 107 haut gauche, 129, 131 droit (3), 133

Roos Architektenpage 95 bas

Pool, Martinpages 62, 66 bas, 118 haut gauche

MRG Vierthaler & Braunpage 27 haut gauche

Pollok/Gonzalopages 36 haut gauche (2), 118 bas gauche,204 haut droit (2)

Martinez, Ignaciopages 99 milieu, 111 bas, 123, 124 (2),127haut gauche + haut droit, 211

tr architektenpage 39 milieu gauche

Petersen, Poulpage 21 milieu

Klomfar, Brunopages 110 bas (2), 170, 171, 173, 174, 175

Krapmeier, Helmutpage 205 milieu gauche

Lundgaard, Bojepage 18 bas

Krusche, Per W.pages 16 milieu + bas, 17 milieu droit

Denance, Michelpage 114 haut droit

Carrierpage 14 haut gauche

Elsner, Gertpage 23

Brauning Niggipage 199

Davies, Richardpages 153, 154, 155, 157

Bonfig, Peterpages 110 en haut (21,146,148, 151

Fink + Jocherpage 21 bas

Berendt, Guenterpage 56

Gonzalo, Robertopages 10 (3), 17 bas droit, 18 en haut +milieu, 19 (3), 21 en haut (2), 27 haut droit,28 en haut (3), 30 (4), 31 (31,32 (3), 33 (3),34 gauche (31, 36 haut droit (2), 37 en haut+ bas (2), 39 bas gauche, 40 (31, 41 (3), 42bas gauche + haut droit, 88, 89 en haut, 90gauche (2), 91 haut gauche + bas droit, 92(2),93 haut gauche, 94 en haut, 95 en haut+ milieu, 96 (41, 97 (4), 98 (4), 99 en haut +bas, 100 gauche + milieu, 101 (3), 102 (31,103 bas, 104 (3), 105 (4), 106 (2), 108 gauche+ milieu (31, 109 (3), 113 bas droit, 114 bas,202 haut gauche, 203 (3), 206 bas gauche(2), 207 haut gauche + bas droit, 209 basdroit, 210 bas gauche

Faller, Peterpage 91 haut droit

Drexel, Thomaspages 176, 179 en haut (2),181

Dix, Thomaspages 114 gauche, 196-197, 198

Carter, Brianpage 15 bas

Baer, Stevepage 17 haut droit (21

Atelier 5pages 24, 29, 90 haut droit

H2R Huther Hebensperger-Huther Ranigpage 100 bas droit

VIEW London, Raf Makdapage 22 bas

Habermann, Karl J.pages 6, 9 en haut, 11 (3), 13 (31, 16 en haut,20 (3), 65 en haut, 127 bas droit, 131 bas (21,140,145 gauche, 179 bas droit, 194, 197 basdroit, 200, 206 haut droit, 208 haut droit

Hamilton Knight, Martinepages 80-81, 82, 86

Hasitpage 205 haut gauche

Warne, Bengtpage 17 haut gauche

Wogenopages 58 gauche (2), 59 droit (21,100 haut droit, 208 bas

Detail, Munich: reproduction des dessinssuivants avec I'aimable autorisation deleurs auteurs: pages 149, 150, 197, 198

Heinrich. Michaelpages 63, 66-67 en haut

Hempel, Jargpages 28 bas, 68, 70, 72, 73, 112 haut droit

Hubner, Peterpage 112 bas gauche (2)

Les illustrations non renseignees deschapitres consacres aux exemples ont etemises adisposition par les architectes etingenieurs qui ont participe aux projets.Nous les remercions particulierement acene occasion pour leur collaborationactive.

221