Concevoir et construire un projet tertiaire de niveau BBC rénovation

Reportage sur Cap Ouest

A la fois lieu associatif et lieu de rencontre, le projet de réhabilitation CAP Ouest à St Médard en Jalles est aussi un véritable espace technique pour le chauffage et la climatisation.

 

Témoignage d’Audrey Morlet, ingénieur BE VIVIEN en charge du projet

A la fois lieu associatif et lieu de rencontre, le projet de réhabilitation CAP Ouest à St Médard en Jalles est aussi un véritable espace technique pour le chauffage et le rafraichissement.
 

Le site avant travaux et la représentation 3D du projet

 

St Médard en Jalles une ville pleine de ressources… en eau

Boostée par sa politique environnementale exemplaire, la ville de St Médard en Jalles a été hautement réceptive à la proposition conjointe du BE Vivien et de l’ADEME : installer une Pompe à Chaleur (PAC) associée à un forage vertical géothermique pour assurer le chauffage et le rafraichissement de son nouvel équipement public. Ce système de production de chauffage/rafraichissement est composé d’un forage de prélèvement (avec une pompe), une PAC qui va valoriser l’eau captée et un forage de réinjection placé à 100m au moins du premier forage. Les émetteurs associés sont un plancher chauffant/rafraichissant et les batteries d’appoint des CTA du système de ventilation.


  Synoptique de l’installation

 

Carte non exhaustive des forages existants sur la ville de St Médard en Jalles.

La ville St Médard en Jalles est un lieu privilégié pour la ressource en eau : la commune possède plusieurs forages utilisés pour l’eau potable ou plus « techniques » comme pour l’arrosage des espaces verts communaux par exemple. L’idée de pomper de l’eau dans la nappe était donc cohérente.

Restait à savoir si cela ne gênerait pas les forages existants et si l’eau était suffisamment  présente sur le site pour se permettre de l’utiliser. Pour cela, nous nous sommes adjoint les services d’un hydrogéologue.

 

Quand les pôles du BE Vivien ne font plus qu’un

Parallèlement à ces considérations hydrauliques, notre équipe Maitrise d’œuvre et notre équipe Recherche se sont attelées pour que le bâtiment ait le bâti le plus performant possible puisqu’il s’agissait d’obtenir au minimum le label BBC EFFINERGIE Rénovation. Nous partions de loin car il fallait réhabiliter un ancien centre commercial mais une véritable concertation l’architecte avec l’architecte (Cabinet HPL) et le bureau d’étude HQE (Aubaine), a permis à la fois d’obtenir un bâti et surtout des vitrages performants et sains. Les solutions les plus simples se sont encore trouvées être les plus astucieuses et les plus efficaces : isolation par l’extérieur des murs existants en parpaing, isolation du sol par l’utilisation d’un plancher chauffant, vitrages à facteurs solaires maitrisés selon l’orientation et présence de stores extérieurs complètement intégrés au bâti. Les équipements sont eux aussi simples et efficaces : un plancher chauffant- rafraichissant et un système de ventilation double-flux.

Monotone de chauffage de l’Espace famille – CAP OUEST

Une fois le bâti et les équipements clairement définis, il a fallut vérifier que l’ensemble fonctionnait dans des limites d’utilisation raisonnables. Tout d’abord, au niveau du chauffage, il semblait évident qu’au vue du public accueilli et plus particulièrement dans la zone « jeunes enfants », il est nécessaire d’éviter tout dysfonctionnement. Ainsi, il a été décidé que la PAC serait dimensionnée pour 80% des besoins pendant que le complément et le secours s’effectueraient par une chaudière gaz.

Avec cette bi-énergie, on s’assure à la fois de tout les bienfaits d’une PAC et de la souplesse de la chaudière gaz à condensation tout en économisant 11 tCO2/an.

Commencer par travailler sur le chauffage c’est négliger la densité d’occupation, l’éclairage,  l’orientation  ainsi que tous les autres éléments produisant des apports de chaleur hautement pénalisant pour le confort…d’été !

Exemple de courbes théoriques des durées de dépassement de température obtenues par la simulation thermique dynamique

Dans notre cas, le maitre d’ouvrage a défini les limites de confort d’été de son bâtiment. Sa décision a été de fixer la limite de 50 heures de dépassement de la température de 28°C.

Pour s’assurer que le bâtiment atteignait ce niveau de performance, le pôle innovation du BE Vivien a effectué différentes simulations thermiques dynamiques tout en essayant de se rapprocher le plus possible de scénarii d’utilisation probables d’un tel bâtiment.

Evidement sans aucun traitement le bâtiment CAP OUEST était inutilisable l’été puisque les temps de dépassements supérieurs à 28°C atteignaient plus de 850h dans certaines zones !!!

Et la température maximale avoisinait les 37°C !!!

Ainsi il est apparu que le free-cooling (refroidissement nocturne du bâtiment par entrée de l’air extérieur lorsque celui-ci est à une température inférieure à la température intérieure) était indispensable.

La PAC est elle aussi mise à contribution dans certaines conditions. En effet, une astuce de production de froid s’est clairement imposée : puisque l’eau de la nappe puisée est à température constante à l’année aux environs des 12°C, pourquoi ne pas s’en servir directement comme une source froide ? Ainsi, le plancher rafraichissant est couplé via un échangeur de géo-cooling à l’eau de nappe et assure la base des besoins de rafraichissement. En cas de besoins plus important, après être passé dans l’échangeur du géo-cooling, l’eau de nappe passe dans la PAC (en mode froid) qui produit alors de l’eau à 7°C pour alimenter les batteries froides des systèmes de ventilation. Avec cette astuce, la PAC fonctionne uniquement en cas de fort besoin, généralement entre juillet et aout ou lors de périodes particulières comme une sur-occupation du bâtiment ou lors d’une canicule…

Et pendant ce temps là …

En partenariat avec la mairie, nous montions un dossier de subvention auprès de l’ADEME sur les équipements de la PAC sur géothermie y compris les forages. Cette subvention du fond chaleur permet à la fois de payer le surcoût des études et de l’investissement dans les équipements de façon à obtenir un coût comparable à une installation classique d’une chaufferie gaz (hélas, les subventions ne concernent que les productions de chauffage).

Auprès de l’ADEME, les subventions se sont élevées à près de 46 000€ et nous sommes le seul projet « chaleur renouvelable » de la région aquitaine subventionné (http://www.aquitaine.ademe.fr/actualite/toute-lactu ) pour la géothermie pour l’année 2011. Sous l’impulsion de la mairie, nous avons aussi participé à un appel à projet de la région sur les « Bâtiments Aquitains Basse Consommation » et obtenu une subvention de plus de 80 000€.

Actuellement nous sommes en phase travaux et espérons livrer pour une ouverture prévue au troisième trimestre 2013.

Photos des travaux (façade principale et forage de réinjection)