MC2, une réhabilitation BEPOS sobre, robuste et durable, du projet au concret….
« Qui a dit que le cordonnier va nu-pieds ? »
Trois entreprises nantaises du monde du bâtiment, Magnum Architectes & urbanistes, Gestion Bat économiste de la construction et POUGET Consultants bureau d’études thermiques et fluides, futurs propriétaires occupants aux valeurs en forte synergie, se sont associés pour le projet MC2 : 800m2 de bureaux réhabilités pour une performance durable et des lieux responsables, au cœur de l’ile de Nantes.
Voilà l’opportunité de faire savoir leur ‘’savoir-faire’’, d’appliquer leurs convictions à travers ce projet collaboratif, en exploitant le potentiel de ce site ancien urbain, patrimoine industriel Nantais. Quelques années après la rue Marcadet à Paris, une nouvelle occasion pour le cabinet Pouget de faire mentir le vieil adage du cordonnier mal chaussé et prouver que c’est possible de concevoir des rénovations énergétiques responsables. L’exposer en tribune, c’est bien, le mettre en application quand l’occasion se présente, c’est mieux. Rationaliser le foncier existant en le portant au niveau des bâtiments neufs les plus performants, voici un des enjeux.
Concrètement, nous concentrons nos efforts sur une recherche de la sobriété tous azimuts :
- Usages de l’énergie : très faibles besoins (chauffage, éclairage, autres), énergie grise,...
- Impacts environnementaux : énergie réseau de chaleur (80% EnR), ACV,...
- Espaces optimisés : densification du site par les extensions ossatures bois sur le toit terrasse
- Transports « doux » : implantation urbaine optimisée, 35 emplois en plein centre-ville, utilisateurs des infrastructures de transports en commun et 2 roues
Le Cabinet Pouget a complété cette approche transverse par un travail sur la santé et le bien-être des occupants via le choix de matériaux sains, l’apport de lumière naturelle, la qualité d’air et de l’acoustique intérieure, pour ce faire, accompagnés des compétences de :
- WIGWAM Conseil pour l’étanchéité à l’air et la physique du bâtiment,
- MEDIECO pour les questions de santé, qualité d’air et choix des matériaux,
- GAMBA Acoustique pour le traitement de l’acoustique intérieure.
Cette opération a fait l’objet d’un accompagnement de la part d’EFFINERGIE et de CERTIVEA, projet pilote BEPOS EFFINERGIE Rénovation pour les bâtiments de bureaux. Ainsi, en réalisant lui-même ces reportages, ils veilleront à apporter des enseignements pour participer à la définition du référentiel de ce secteur. Par ailleurs, dès la première heure, L’ADEME lui a fait confiance et l’accompagne sur ce projet.
Optimisation de l’enveloppe : « La chasse aux ponts thermiques est ouverte ! »
Dans le cadre de la réduction des besoins de chauffage, le cabinet a prescrit différents types de matériaux d’isolation repris dans la perspective ci-dessous. De par le caractère « patrimoine industriel » du lieu, la solution d’isolation par l’extérieur n’était pas possible, il lui a fallu nécessairement s’orienter vers la solution d’isolation par l’intérieur, avec et recréer « la boite dans la boîte » pour chaque niveau. Les niveaux de performance visés seraient simplement inatteignables sans traiter les ponts thermiques ! Cette donnée liée au respect du patrimoine impacte très sensiblement à la fois le coût des travaux et l’efficacité de l’isolation mise en œuvre.
La façade existante en béton va être ravalée et donc le surcoût de l’isolation par l’extérieur eut été «indolore». Les solutions performantes proposées par l’intérieur avec traitement systématiques des ponts thermiques (chapes isolantes, manchonnages,...) sont relativement onéreuses et de surcroît génèrent une perte de surface non négligeables (x m2, soir y % sur le programme). Enfin, cette solution par l’intérieur, aussi soignée soit-elle, s’avère un peu moins performante qu’une isolation continue extérieure. Ce constat est une contrainte importante, les futures exigences en rénovation des bâtiments existants devront la prendre en considération pour permettre l’accès aux rénovations performantes au plus grand nombre, éviter le « double peine » aux bâtiments où l’isolation par l’extérieur n’est pas possible !
Pour certaines applications délicates (encombrements, pénétration de la lumière naturelle,...), le cabinet a proposé des solutions avec panneaux d’isolations (embrasures de fenêtres et sous-face de porche, ...), cf. schémas ci-dessous.
Dans le cadre de la « chasse aux ponts thermiques », le cabinet a prescrit le manchonnage des parois intérieures (panneau isolant 50mm, R≈1.00m2.K/W), traitement des angles en plafonds des zones chauffées.
L’étanchéité à l’air de ce volume bâti très découpé est entre autre assurée par l’usage d’enduit particulier appliqué verticalement et horizontalement, solution permettant la continuité de l’enveloppe étanche, notamment au droit des planchers existants poreux (hourdis briques).
Autre spécificité du projet, là pour des considération de qualité d’air et de santé, il a été prévu de mettre en œuvre des plaques de plâtre absorbant 80% des formaldéydes.
Important : A propos de l’amélioration du bâti, l’enveloppe du bâtiment existant est particulièrement découpée avec des baies pas obligatoirement orientées toutes au sud, loin s’en faut. Le coefficient de forme de MC2 est du double environ que celui d’un bâtiment de même taille à trois niveaux superposés ! Les deux tiers des baies sont orientées secteur nord et celles au sud sont passablement masquées par les bâtiments voisins ! Il est important de retenir que dans le secteur de la rénovation des bâtiments existants, ces caractéristiques sont subies, difficiles ou impossibles à modifier, remarque importante à considérer dans les futures éventuelles exigences réglementaires et aussi pour celles des labels de performances !
Choix des équipements énergétiques : « 1/ la « non énergie », 2/ appoint Enr ! »
Après avoir réduit au maximum les besoins, reste à savoir comment assurer l’appoint... Pour cette fois-ci, le cabinet a fourni les choix retenus :
- raccordement au réseau de chaleur urbain (EnR > 80%)
- distribution de la chaleur via le vecteur air + radiateurs pour « personnaliser » le confort
- ventilation double flux à débit variable, débits hygiéniques x 2, récup > 80%, asservie à la pollution des locaux
- éclairage 7à 12W/m2 suivant locaux, gradation et extinction automatique, détection de présence, évidemment ceci en appoint aux dispositifs d’éclairage naturel via des coupoles en toiture
- ECS électrique avec récupération sur eaux grises (pour la douche après footing sur les berges de l’ile...)
In fine, sur les toits seront disposés des capteurs photovoltaïques pour produire autant d’énergie que celle consommée sous les toits en considérant la totalité des usages, ainsi rejoindre l’objectif BEPOS.
Dans la définition des installations, il est conçu et décrit une installation de suivi complet des mesures des consommations par usages ; chauffage, ventilation, éclairage, bureautique, ECS, autres... ceci pour la totalité des bureaux, c’est-à-dire des trois entités citées, bienvenus au club des « bureaux qui comptent ».
« MC2 à M-2, les chiffres ... »
Les premiers résultats des performances estimées (en attendant les mesures), pas possible d’éviter l’adage préféré du cabinet Pouget « L’énergie la plus respectueuse de l’environnement est celle qui n’est pas consommée ». Le projet MC2 donne l’occasion d’appliquer concrètement cette louable maxime, passer des conseils prodigués à l’action pour ses propres bureaux. En cohérence avec ses valeurs transmises avec conviction à son entourage, le projet est conçu pour d’emblée réduire de façon drastique les besoins énergétiques, pour le cabinet c’est le passage obligé de la performance durable, de la rénovation responsable, des lieux désirables !
Les résultats :
Les prestations d’isolation pour viser un bâti de qualité sont basées sur une isolation thermique des parois par l’intérieur (ITE non autorisée) via l’approche « boite dans la boite » et un soin très particulier pour assurer l’étanchéité à l’air avec accompagnement et interventions de Wigwam Conseil. Les principales prestations sont les suivantes :
Résultats sur les déperditions (enveloppe)
* Plancher bas
- 140mm (Knauf Kfoam, R=4.80) sous dalle + remontées périphériques
* Murs extérieurs
- Existant ITI 100+45mm laine de verre (Isover, R=4.50)
- Extension ossature bois 300mm laine de roche (Rockwool, R=8.80)
- Extension béton ITE 140mm laine de roche (Rockwool, R=4.00)
* Terrasses
- 200mm (Knauf Thane ET, R=8.70)
* Toitures neuves
- 440 mm laine de verre (Isover, R=12.50)
* Menuiseries extérieures
- ALU à rupture thermique WICONA Wicline 75, triple vitrage au Nord, Uw≈1.00 W/m2.K, double vitrage ailleurs, Uw≈1.20 W/m2.K, et châssis de toit coupoles Vélux (lumière naturelle)
* Manchonnages ''Boite dans la boite''
- Planchers existants : en haut, languette 60mm x 1m de large encoffré, en bas 40mm x 1m entre lambourdes ou dans chape
- Angles escalier principal : Calsitherm 50mm
* Isolant sous vide
- SINIAT, λ=7 miliW parois spécifiques, embrasure baies 30mm (R=4.29), chape/ porche 40mm (R=5.71), manchonnage (15mm (R=2.14)
* Etanchéité à l’air
- Enduit R’Filter (SINIAT) projeté sur les parois poreuses existantes, frein vapeur couche intérieure du doublage, méthodologie, communication.
Vue la configuration des lieux existants (exiguïté, hauteur sous passage couvert limitée,...), l’obtention la performance visée aurait été tout simplement impossible sans faire appel aux techniques d’isolation sous vide, SLIMVAC SINIAT. A résistance thermique équivalente, ces solutions permettent de diviser par 4 à 5 fois celle d’un isolant traditionnel ! Les mises en œuvre spécifiques sur MC2 figurent comme une première en France !
Le coefficient Ubat réf « droit à déperdre » est de 0,73 W/K.m2, celui de MC2 tel que défini est de Ubat MC2 = 0,37, mêmes chiffres mais dans le désordre.
MC2 deux fois plus isolé que l’exigence réglementaire ! (Ubât réf / 2)
Important : Par saine curiosité, si stricte application de l’option réglementaire en vigueur « éléments par éléments », le niveau de déperditions globales eût atteint un coefficient U bât d’environ 0.90 soit environ 2,5 fois supérieur au projet ! Cet exemple démontre bien la nécessité de réactualiser les exigences et modalités de la RT Ex pour permettre la transition énergétique, cela semble patent. Malheureusement, on rencontre encore à ce jour et trop souvent des aberrations de cet acabit avec des visions d’investissements à court terme parfaitement incompatibles avec les enjeux du Facteur 4, tout simplement...
Résultats sur les consommations (équipements)
Toujours dans un souci de réduire encore et toujours les consommations d’énergie thermique, le cabinet a cherché à récupérer au maximum sur tous les rejets, air extrait et eaux usées (douches), à savoir sur cette énergie renouvelée au quotidien, énergie fatale.
Sur l’air, la solution proposée fait appel une installation double flux avec récupération sur air extrait à haut rendement 90% (échangeur à plaques nouvelle génération), via une centrale au sommet type EVEREST Aldes. Le vecteur pour le chauffage est mixte via l’installation aéraulique citée complétée par des radiateurs à eau basse température ACOVA.
Après analyse des potentialités du site, l’énergie a été choisie selon plusieurs critères technico-économiques, environnementaux (bas carbone). Le choix s’est naturellement dirigé vers le raccordement au réseau de chaleur local. Ce choix pour le chauffage n’aurait été possible sans le concours circonstancié d’ERENA-COFELY GDF SUEZ, acceptant de ce raccordement pour 40 kW de besoins, bien en deçà des 100 kW usuellement requis. Les échanges constructifs ont mis en évidence tout l’intérêt qu’un exploitant de réseau a à s’adapter à l’émergence des bâtiments performants, neufs ou rénovés. ERENA-COFELY s’appuiera sur l’expérience MC2 pour se forger un retour d’expérience dans ce domaine, à partager avec l’aménageur, la SAMOA et Nantes Métropole, acteurs attentifs.
La production d’eau chaude sanitaire ne concerne que la kitchenette et la douche dotée d’un système de récupération de chaleur sur les eaux usées de GAIA GREEN (Recoh tray).
Les installations d’éclairage artificiel font appel à des solutions innovantes via un industriel local RADIAN et ses luminaires à basse consommation (ou LED) sur mât intégrant un système de gestion avec détection et gradation (valorisation de l’éclairage naturel via les châssis de toit Vélux par exemple).
Enfin, pour terminer, les 70m2 de panneaux photovoltaïques monocristallin (SUNPOWER, 13,7kWc) sur le toit des extensions sont prévus pour compenser au mieux les consommations via le référentiel en cours d’EFFINERGIE, objet de cette opération pilote, entre autres.
Ainsi que décrit ci-dessus, qualité du bâti, recours aux énergies renouvelées et équipements performants, les résultats en terme de consommations calculées sont les suivants :
|
Consommations ThCEx (kWhep/m2Shon) |
Chauffage |
Eclairage |
Auxiliaires |
Cep MC2 |
Cep réf. |
|
12 |
11 |
9 |
33 |
120 |
Consommations MC2 ≈ Consommations Cep Réf. /4 (RT Ex)
Consommations MC2 ≈ Consommations BBC/ 2 (BBC = -40% Cep Réf.)
Emissions de GES ≈ 1 kg équivalent CO2 (classe A du DPE < 5)
Nota : ...et si application de la RT2012 ? Les résultats ci-dessous montrent l’opportunité à une certaine « harmonisation » des méthodes de calculs à l’aube de la massification ( ?) de la rénovation énergétique du parc.
L’exemple MC2 prouve que la rénovation du parc existant n’est pas une contrainte, mais au contraire une réelle chance environnementale et sociale. MC2 prouve que les principes énoncés par le groupe RBR 2020/20506 peuvent être déjà appliqués en 2014, « un embarquement immédiat pour un bâti sobre, robuste et durable » !
