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Quel lien entre architecture et performance énergétique d'un bâtiment ?

Laurent Perusat et Majdi Meftah, respectivement architecte et ingénieur BET/CVC chez A.I.A Associés, ont œuvré à la conception du projet de l’ENSM au Havre, lauréat du Grand Prix d'Architecture de Normandie (prix des Étudiants). Dans ce cadre, ils nous présentent le rôle de l'architecture dans la réalisation d'un bâtiment énergétiquement performant. Exemple concret avec le  projet de l’École Nationale Supérieure Maritime (ENSM) du Havre.

En quelques mots, pouvez-vous nous présenter les points forts du projet de l’ENSM ?

LP: Nous souhaitions que le projet évoque l’univers de la marine sans tomber dans le pastiche. L’idée consistait aussi à mettre les élèves en situation d’autonomie, comme elle existe pour les marins lorsqu’ils sont sur un navire en mer  entre eau et ciel. Cette sensation d’autonomie « physique », l’est réellement d’un point de vue  technique puisque le programme demandait un niveau d’autonomie énergétique très élevé. La compacité et la simplicité du projet sont des éléments qui nous ont permis d’atteindre cet objectif en limitant les déperditions.

MM: Les points forts du projet se résument par la prise en compte des aspects énergétiques tout au long du projet, de la programmation à l’exploitation. Les enjeux énergétiques ont été portés par les différents acteurs avec comme point de départ une volonté forte du maître d’ouvrage qui, dans son programme, a établi des objectifs clairs et ambitieux. Celui-ci a souhaité un bâtiment à énergie positive dont les consommations déterminées en phase de conception devaient se vérifier en phase d’exploitation. Cela se traduit par un engagement du groupement de conception-réalisation sur les consommations accompagné d’une année de suivi énergétique avec reporting au maître d’ouvrage. L’équipe de maîtrise d’œuvre a répondu à ces exigences en proposant un bâtiment doté d’une conception bioclimatique pour réduire le besoin énergétique en travaillant sur l'enveloppe mais aussi sur la compacité du bâtiment. Le choix de systèmes innovants‎ a permis d’atteindre un niveau de performance élevé, notamment par la mise en place d’une thermofrigopompe six tubes qui permet d’apporter simultanément du chauffage et du froid grâce à un système d’échangeur immergé dans l’eau de mer. 

Comment concilier architecture et performance environnementale/énergétique ?

LP : Tout est à intégrer au moment de la conception et il s’agit d’un vrai travail de synthèse. Nous étions conscients que la compacité du bâtiment était un élément crucial pour la réussite du projet. Il était important de ne pas trop découper le bâtiment, pour garder une enveloppe homogène et simple, limiter toute déperdition de chaleur et aboutir à une  certaine autonomie énergétique. Durant cette phase de conception, nous avons également étudié d’autres sources d’énergies renouvelables qui pouvaient être intégrées au bâtiment. Un certain nombre d’entre elles ont d’ailleurs été écartées. Par exemple, la solution éolienne a été exclue car son dimensionnement était disproportionné par rapport au projet et le rendement énergétique trop aléatoire.

MM : L’architecture trace les besoins énergétiques du bâtiment. Pour le projet de l’ENSM, nous avons travaillé tout au long du projet avec les architectes pour optimiser les consommations énergétiques, en l’adaptant à son environnement, notamment grâce à une conception bioclimatique. Plusieurs réponses concrètes ont été apportées dans ce sens à travers des études de simulations thermiques dynamiques et de facteurs de lumière du jour pour optimiser les consommations, le confort visuel, et le confort thermique à l’intérieur du bâtiment. Tous ces facteurs techniques de performances ont été intégrés au processus de conception architectural.
 
A quel moment cette notion de performance énergétique est-elle introduite dans le travail de l'architecte ?

LP : Dès son origine…. La compacité, dont nous venons de parler était évidente. La conception  des enveloppes était aussi déterminante pour trouver le bon équilibre entre déperdition thermique et apport de lumière ; limiter les surfaces vitrées hautement déperditives par rapport aux voiles bétons isolés mais garantir aussi un niveau d’éclairement et d’apport solaire suffisant pour les demi saisons afin de limiter les besoins de chauffage. Nous avions aussi, dès la conception, recherché à intégrer au projet architectural les surfaces nécessaires pour les panneaux photovoltaïque, ce qui explique la légère pente de l’ensemble du volume. 

MM : La performance énergétique est en vérité dictée dès les premiers traits architecturaux, l’implantation, l'orientation, la compacité, et la forme‎ qui optimisent la lumière naturelle.

Peut-on aller plus loin et se demander si la performance environnementale et énergétique limite le geste architectural?

LP : Il est nécessaire de trouver le bon équilibre pour intégrer un niveau de performance technique et énergétique optimale sans limiter le geste architectural. Au contraire, les données environnementales et techniques peuvent même le sublimer ! Nous affectionnons particulièrement ce challenge à l’AIA. Dans le cas de l’ENSM, toutes les données environnementales et énergétiques sont parfaitement intégrées à l’architecture du projet. 

MM : La performance énergétique ne limite pas le geste architectural mais aide à apporter la meilleure réponse notamment grâce au travail collaboratif avec l'ingénieur énergéticien. Ce dernier apporte des conseils aux architectes en s’appuyant sur des outils d’aide à la conception pour solutionner toutes contraintes techniques éventuelles et ainsi limiter les consommations énergétiques. L’architecte synthétise ensuite tous les conseils apportés par les ingénieurs pour les intégrer à la conception. La performance énergétique est une exigence à laquelle nous répondons en accompagnant l’architecte à cet égard.

La performance énergétique est souvent trop peu visible une fois les travaux terminés. Les maîtres d’ouvrages souhaitent-ils parfois valoriser ces aspects de façon visuelle ? Quelles sont les limites pour effectuer cela ?

LP : Cela dépend grandement des maîtres d'ouvrage, c'est un choix politique. Ils restent tout d’abord attachés aux coûts de maintenance plus qu'à l'image même du projet. Tout le monde a conscience que ces facteurs limiteront les coûts d’énergie. Les maîtres d'ouvrage comprennent qu’un projet est d’autant plus fort s’il intègre à la fois, une performance environnementale et une conception architecturale réfléchie. Certes, nous n’avons jamais été soumis à une obligation de rendre visible les aspects durables d'un projet. Mais nous avons conscience qu’en termes de communication vis-à-vis de la population, cet aspect reste important surtout lorsqu'il s'agit d'un maître d'ouvrage institutionnel.

MM : Plusieurs outils peuvent valoriser la performance énergétique en la rendant plus visible, comme par exemple à  l'ENSM  les écrans  installés dans le hall d’accueil du bâtiment qui indiquent la performance et les gains énergétiques réalisés en direct.

Réaliser un bâtiment « standard » mais très performant est-il satisfaisant pour l'architecte ? Quelles satisfactions pour l'architecte quant à la performance finale de son bâtiment ?

LP : Oui, cela est satisfaisant de réaliser un bâtiment performant car en tant que citoyen et au regard de la planète, il faut apprendre à ne plus consommer à outrance et tant pis s’il faut renoncer à une certaine complexité architecturale. Selon moi, l’architecture doit d'abord être un outil au service de la communauté de manière générale.

Quels sont les interactions et les travaux établis avec les bureaux d’études et les entreprises ?

LP : Dans le cadre du projet de l'ENSM, notre bureau d'études interne a notamment travaillé sur la pompe sur eau de mer et les solutions photovoltaïques. Le bureau d'étude Échos de Rouen, a établi des modélisations pour mesurer si notre conception était en phase avec les performances espérées du projet. Ceci est un exemple typique du travail établi en amont entre architectes et bureaux d'études pour intégrer au mieux les contraintes techniques. Il n y a pas de rupture, la réflexion existe jusqu'à l’intégration de toutes ces solutions afin qu'elles soient cohérentes avec l'architecture du bâtiment, c'est avant tout un travail collectif.

Les architectes sont-ils assez formés sur les sujets de performance énergétique? Quels conseils pour vos collègues architectes?

 LP : Je pense que nous disposons aujourd'hui de bonnes connaissances techniques et des outils appropriés pour bien concevoir la performance environnementale et la maîtrise énergétique des bâtiments. Le plus important étant de bien les intégrer dès l'origine de la conception comme par exemple l'orientation est/ ouest,  limiter les façades nord, les facteurs lumières jour, etc. Toutes ces données doivent bien être assimilées à la conception architecturale et au rendement technique jusqu'à la maîtrise parfaite des consommations dans le futur.

MM : Cela dépend grandement de la sensibilité de l’architecte. Il est bien plus facile de travailler avec des architectes qui sont déjà au fait de ces problématiques environnementales et énergétiques. Je dirais à mes collègues qui le sont moins, d’être curieux et de s’intéresser de plus prêt à ces sujets qui deviendront incontournables ainsi qu’aux solutions que l’architecture peut apporter pour les résoudre.

Comment les choses vont évoluer à l’avenir? Cela va-t-il devenir incontournable à votre avis?

LP : Nous avons déjà intégré un bureau d'étude environnementale au sein même de notre structure. La proximité que nous avons créée entre ingénieurs et architectes fait que nous offrons une palette supplémentaire de services aux maîtres d'ouvrage en réponse à tous ces enjeux qui deviendront de plus en plus prégnants sur les projets. Par chance, notre structure qui mêle depuis toujours architectes et ingénieurs développe non seulement une culture hybride mais une prédisposition pour la prise en compte de ces problématiques liées au développement durable. 

MM : La performance énergétique est incontournable dans la vie des projets notamment depuis la mise en place de la réglementation thermique (RT) en 2005 qui a été un tournant. Cette RT a depuis bien évoluée et cela continue dans ce sens. Cela incite à intégrer l’aspect environnemental dans la conception de nouvelles créations architecturales, et à mettre en avant le travail collaboratif entre architectes et ingénieurs que nous pratiquons depuis plus de 50 ans chez AIA. 

 

Laurent PERUSAT
Architecte Associé  
AIA
l.perusat@a-i-a.fr www.a-i-a.fr

Majdi Meftah
BET / Ingénieur CVC
AIA Ingénierie
m.meftah@a-i-a.fr www.a-i-a.fr

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