Défi architectural d’une structure Bois/paille qui prend de la Hauteur, la résidence Jules Ferry à Saint-Dié-des-Vosges

Un principe constructif Bois/Paille à la fois simple et économique, la résidence Jules Ferry à Saint-Dié-des-Vosges :

Situé à proximité du centre-ville, la résidence Jules Ferry, actuellement en construction, offrira un niveau de performance largement inférieur au niveau RT2012/BBC, mais permet surtout de proposer aux locataires un montant de charges énergétiques extrêmement bas.

Pour un T4, chauffage, eau chaude, ventilation et entretien, les charges oscilleront à environ 132 € par an.

La raison d’une telle conception réside à la fois d’un principe d’éco-construction Bois/Paille et de celui du label Passiv Haus.

Orientée vers le soleil, la résidence Jules Ferry est située à proximité directe du centre ville de Saint-Dié-des-Vosges, sur une parcelle d’environ 2500m2 composée en partie de la cour d’une ancienne école. Cette ancienne école datant de l’époque des lois dites de Jules Ferry (1883-1887), réhabilitée en 2008 par le Toit Vosgien afin d’y installer un CIO et un Hôpital de Jour, 130 ans d’histoire séparent ces deux constructions !

La résidence sera composée de 2 bâtiments disposés de façon optimum par rapport à l’ensoleillement. Sa volumétrie hiérarchisée et progressive permett une bonne intégration au sein du tissus urbain existant.

26 logements sociaux PLUS-PLAI de types T3 (76m2) et T4 (90m2) seront fonctionnels et traversant saccessibles depuis une coursive protégée en façade nord et ouverts largement vers le sud  :

- 19 logements dans le bâtiment A (R+7)

- 7 logements dans le bâtiment B (R+2)

Aussi chaque appartement disposera d’1 large balcon au sud dimensionnés afin de laisser entrer le soleil en hiver et protéger les logements de la chaleur en été, d’1 cellier et d’1 cave (RdC)

La Conception des pièces « humides » s’effectue autour d’une gaine technique unique afin d’obtenir une gestion optimale de l’ensemble des fluides (eau chaude / chauffage / renouvellement d’air)

Axée sur une conception bioclimatique, la résidence utilisera les apports solaires gratuits au maximum (pas d’ombrage directe de la végétation et des constructions existantes ou d’un bâtiment sur l’autre) ce qui correspondra à 30% des besoins en chauffage par rayonnement directe (+ 50% des besoins en eau chaude sanitaire par capteurs).

La conception bioclimatique fait part aussi d’une excellente enveloppe, à la fois performante et homogène qui permettra une réduction substancielle des besoins énergétiques à la source.

L’étanchéité à l’air sera très performante, puisqu’elle proposera un niveau supérieur à celui du standard Passif. Une étanchéité assurée en grande partie par la structure en panneau bois massif. L’isolation continue bénéficiera d’une épaisseur de 40 cm, ainsi le  Coefficient U global des parois (coefficient de transmission thermique) sera deux fois meilleur que la référence RT2012.

Les Parois extérieures, 100% fibres végétales (bois et paille), permettront une libre migration de la vapeur d’eau et la régulation hygro-dynamique naturelle du bâtiment.

S’agissant du principe constructif, il sera composé de panneaux de structure en bois massif d’épicéa contrecollé.

Ils constituent l’enveloppe et les planchers du projet et restent en grande partie apparents à l’intérieur des appartements.

L’isolation extérieure sera constituée de caissons préfabriqués remplis de paille. A cet effet, une attention particulière a été apportée à la suppression des ponts thermiques : fixations à rupture de pont pour la paille, menuiseries triple vitrage isolées.

Le principe du caisson paille est à la fois simple et économique. Le remplissage des caissons isolants préfabriqués sera effectué à l’aide de simples bottes de paille agricoles, matériau économique et particulièrement renouvelable. En comparaison:

A noter que l’intégralité de la paille utilisée (10 hectares) sera renouvelée dans l’année. La fabrication sera effectuée en atelier puis l’acheminement vers le chantier. La fixation des caissons s’effectuera directement sur la structure bois massif et l’utilisation comme supports aux lattages des bardages mélèze et terre cuite.

Cette conception aboutira un bilan carbone positif. Avec une utilisation de matériaux de construction bio-sourcé, le bilan carbone de la construction sera positif de 1100T de CO2 !

-1000T de CO2 stockées dans les 1000m3 de bois utilisées

- 200T de CO2 stockées dans les 600m3 de paille utilisées

- 100T de CO2 consommées lors de la construction

- Pour comparaison, construction du même bâtiment en solution classique (béton / polystyrène / PVC) = bilan négatif de 600T de CO2

- soit l’équivalent de 50 ans de chauffage et d’eau chaude de ce bâtiment performant si il utilisait du gaz

- ou 6 millions de km parcourus par une voiture récente ! (150 fois le tour de la terre)

Outre ces avantages, ce principe constructif offre d’autres atouts :

Ø Comportement sismique :

- le bois est léger, les masses vibrantes sollicitées sont faibles et les efforts sismiques sont moins importants que pour une structure massive en béton - les essais démontrent un comportement en cas de secousse sismique très favorable : dissipation de l’énergie dans les nombreux assemblages

Ø Comportement en cas d’incendie :

- la structure bois, pendant un incendie, a sa couche extérieure qui carbonise et protège alors le cœur de la structure qui conserve toute sa résistance mécanique un bâtiment en bois a, par exemple, un meilleur comportement au feu qu’un bâtiment à ossature métallique (le métal chauffé perd très rapidement toute sa capacité portante, contrairement au bois)

- la paille, en absence d'oxygène (caissons), carbonise également lentement et protège la structure porteuse pendant plus d’1h ses propriétés d'isolation et de déphasage font qu'une température de 900° d'un coté de la botte met 20min à augmenter d'1° l'autre côté. C'est donc une très grande protection contre l'incendie

Ø Chantier propre, rapide et sain :

- la préfabrication et le mode de construction en filière sèche permet de réaliser un chantier plus propre et plus rapide (pas de temps de séchage)

- l’emploi de matériaux bio-sourcés réduit fortement les risques sanitaires pour les travailleurs et riverains    

Sur le plan du chauffage, là aussi l’atout des énergies renouvelables permettra une offre à 95 % gratuite. Grâce à sa conception, orientation, compacité, performances de l’enveloppe, les besoins énergétiques des logements seront très faibles, 50% inférieur au niveau RT2012/BBC. Engendrant une suppression des émetteurs de chauffage classiques (radiateurs, planchers,...). La fusion du chauffage avec la ventilation double flux collective à haut rendement permettra le recyclage de 80% des calories des logements (injection en amont d'air neuf à une température toujours supérieure à 16,5° même par grand froid).

Pa ailleurs, dans chaque logement, une unique batterie de chauffe terminale assurera le complément (20%) et la régulation individuelle

Située à l’entrée de la VMC dans les logements, elle puise son énergie dans une pompe à chaleur haute température associée à des sondes géothermiques, ainsi que sur l'énergie résiduelle de l'air extrait après l’échangeur de la double flux.

Les besoins en ECS, eau chaude sanitaire, qui représentent environ 2 fois les besoins en chauffage, seront réduits à la source par une distribution ultra-directe, un bouclage ultra-isolé et une robinetterie performante (limiteurs de débit, mousseurs). Cette solution permettra un gain de 30% par rapport à une conception « classique ».

Par ailleurs, grâce à la récupération de chaleur sur les eaux usées, le système permettra le recyclage de 30% des calories de l’eau chaude utilisée : un échangeur cuivre (Powerpipe) en chaufferie, sans entretien, exploite la centralisation des évacuations (gaine technique unique).

En conclusion, les besoins résiduels s’évaluent à 50 % et seront assurés par 50m2 de capteurs solaires thermiques (100% des besoins en été), d’1 pompe à chaleur haute température (assurant déjà le chauffage) et à la récupération d’énergie sur le freinage de l’ascenseur (1%). Au final, le coût de production de l'eau chaude s’élève à 5% du coût de production d’un système ballon électrique habituel.

L’équipement des parties communes est lui aussi pensé :

- L'énergie générée par le freinage de l'ascenseur est récupérée, transformée en électricité et injectée dans le réseau local des communs. Et, dans le cas où cette micro-production dépasse les besoins d'éclairage, le surplus d'électrons est envoyé vers une résistance électrique. L'ascenceur produit ainsi une mince partie de l'eau chaude sanitaire.

- Un éclairage des communs économe avec des ampoules basse consommation couplées avec des détecteurs de présence

- Un système d’affichage instantané dans chaque logement permettra de connaître les consommations (chauff./eaux chaude+froide/prises/éclairage), la température et de l’hygrométrie

- Une instrumentation du système énergétique complet (suivi + optimisation)

- une information et suivi des locataires (usages du logement et usages de l’électro-domestique)

- Une mise à disposition d’une table de cuisson à induction (classe A) pour chaque logement – Des charges d’entretien très faibles compte tenu de la mutualisation, de la simplicité et de la sobriété du système

Ø Le projet offre ainsi un niveau de performance largement inférieur au niveau RT2012/BBC, mais permet surtout de proposer aux locataires un montant de charges énergétiques extrêmement bas :

CHARGES POUR UN LOGEMENT T4

- chauffage : 3,00 €/mois /T4(90m2)

- eau chaude : 2,00 €/mois /T4(90m2)

- ventilation : 2,00 €/mois /T4(90m2)

- entretien : 4,00 €/mois /T4(90m2)

Total : 11,00 €/mois/T4(90m2)

soit 132,00 €/an !

(hors électro-domestique variant de 200 à 500 €/an, suivant les choix d’usages des locataires)

MAITRE D’OUVRAGE

LE TOIT VOSGIEN

6 rue breuil

88100 Saint-Dié-des-Vosges

Tél : 03 29 55 15 10

Mél : contact@toitvosgien.fr

MAITRE D’ŒUVRE

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18 rue A de St Exupéry

88100 Saint-Dié-des-Vosges

Tél : 03 29 56 86 78

Mél : contact@asparchitecture.fr

BE THERMIQUE ET ECO-CONSTRUCTION

TERRANERGIE

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BE STRUCTURE BOIS

INGENIERIE BOIS

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