Centre de formation des Compagnons du Devoir à Strasbourg
Construction Neuve
- Type de bâtiment : Ecole, collège, lycée ou université
- Année de construction : 2021
- Année de livraison : 2023
- Adresse : 2A route des Romains 67200 STRASBOURG, France
- Zone climatique : [Cfb] Océanique hiver tempéré, été chaud, pas de saison sèche
- Surface nette : 6 251 m2
- Coût de construction ou de rénovation : 11 483 000 €
- Nombre d'unités fonctionnelles : 425 Elève(s)/étudiant(s)
- Coût/m² : 1836.99 €/m2
Proposé par :
-
Consommation d’énergie primaire
50 kWhep/m2.an
(Méthode de calcul : RT 2012 )
Les Compagnons du Devoir et du Tour de France de Strasbourg ont émis le souhait de relocaliser leur centre de formation, car celui-ci ne correspondait plus aux attentes pour y réaliser la formation des professionnels de demain.
En effet, le bâtiment existant était vétuste et ne répondait plus aux normes en vigueur et aux besoins sur l'accueil des effectifs de formation.
Cette relocalisation est donc devenue une nécessité afin d'attirer la jeunesse vers les métiers proposés par les Compagnons du Devoir.
Ce projet de construction d'un nouveau centre de formation a pour ambition forte d'être connecté et novateur dans la transition numérique, énergétique et environnementale.
Aspect énergie et confort
Le projet présente la particularité d’associer dans un même bâtiment à la fois une zone d’atelier de formation et une zone administrative/enseignement.
L’objectif était de garantir un confort homogène entre les 2 entités, c’est à dire de pousser la conception énergétique de la zone d’atelier, notamment au niveau de l’enveloppe thermique et de l’étanchéité à l’air, tout en prenant en compte les contraintes liées aux différents process.
Le bâtiment est donc majoritairement conçu en structure béton, en non structure métallique comme habituellement (hormis deux ateliers à l’étage), pour garantir une isolation par l’extérieure performante et continue, une bonne inertie thermique indispensable au confort d’été et une excellente étanchéité à l’air. Les résistances thermiques des façades sont uniformes en atelier et en bureau (R>5) et l’ensemble des dalles basses sont isolées de façon continue avec 10cm de polystyrène extrudé, même pour les ateliers.
Seulement deux ateliers du R+2 (ateliers plomberie et enveloppe couverture) sont composés d’une façade métallique avec une isolation renforcée (R=7). Les toitures autoprotégées en bac acier des ateliers ont été conçues sur le même principe, avec une forte vigilance sur les jonctions avec le plan d’étanchéité à l’air de l’enveloppe et avec une isolation importante.
Grâce à la mise en place d’une maquette BIM dès les phases d’avant-projet, le traitement des ponts thermique a été plus facilement anticipé.
L’ensemble des menuiseries des ateliers et des locaux d’enseignement sont en double vitrage à isolation renforcée et sont protégés par des brises soleil orientables automatisés sur les façades exposées (Sud, Est et Ouest).
La performance globale du bâtiment est de niveau RT2012 -30%
Aspect qualité d’air
Au vu de la proximité de l’air autoroutier, la qualité d’air est également un axe majeur de la conception du projet.
La forme du bâti en J permet d’offrir une protection des espaces extérieurs vis-à-vis de l’autoroute. Une étude de projection des particules fines a été réalisée et il sera installé un capteur de pollution de l'air extérieur dans le cœur d'îlot du bâtiment afin de valider et mesurer la pertinence des simulations et la conception du bâtiment.
De plus, la partie administration, zone la plus proche de l’autoroute, est munie d’une ventilation double flux avec filtration de l’air neuf garantissant également une bonne qualité d’air intérieure. L'air neuf est prélevé en façade Nord et donnant dans le cœur d'îlot végétalisé du bâtiment.
Les salles de cours les plus sensibles en termes d'intensité d'usage et de nombre de personnes ont été équipées de sonde de qualité d'air intérieur. Si le seuil dépasse 1000ppm, une alerte est envoyée à l'utilisateur pour créer une aération naturelle du local.
Les matériaux intérieurs ont été choisis pour garantir une classe d’émission dans l’air de niveau A+.
Aspect végétalisation/eaux pluviales
Un travail important a été réalisé sur la conception des revêtements extérieurs avec une limitation des surfaces imperméables uniquement aux accès véhicules et techniques. Le reste de la parcelle est végétalisé, avec notamment la mise en place de massifs composés de plantes vivaces et d’arbres fruitiers, ainsi que des places de parkings engazonnées et des cheminements piétons en pavés drainants. L’installation d’un composteur est également prévue.
La gestion des eaux pluviales des aménagements extérieurs étanches est réalisée par infiltration naturelle dans les espaces verts via des pentes. Etant donné les contraintes de perméabilité du sol, les eaux de pluie des toitures sont raccordées au réseau public via une rétention.
Deux toitures d’ateliers sont également végétalisées pour améliorer le confort d’été des utilisateurs et assurer le tamponnement des eaux pluviales.
Une cuve de récupération de 3 m3 est également mise en place pour l’alimentation d’une aire de lavage, l’arrosage et l’entretien des espaces extérieurs.
Aspect acoustique
Le centre de formation des compagnons présente la double caractéristique d'être un bâtiment dont l'activité interne (ateliers, manœuvres dans la cour intérieure) peut être bruyante, et d'être implanté dans un environnement bruyant. Il est donc nécessaire à la fois de protéger le voisinage vis-à-vis du bruit interne, et de se protéger des nuisances externes causées par les grands axes routiers voisins.
Le bâtiment est en première ligne face à l'autoroute A35 (classée catégorie 1) sur sa façade Est et face à la route des Romains (classée en catégorie 3) sur sa façade Sud. Pour se protéger de ces nuisances, les façades concernées sont lourdes, en béton armé isolé par l'extérieur, et munies de menuiseries avec un haut niveau de performances acoustiques. Ces façades lourdes protègent également le voisinage des nuisances sonores des ateliers.
Par ailleurs, l'ensemble des manœuvres de camions se passera à l’intérieur de la parcelle et la zone d’évolution extérieure de l’atelier gros-œuvre sera limitée par un mur en béton de 2.5m de haut, agissant comme un mur antibruit vis-à-vis du voisinage.
Concernant l'acoustique interne du projet, l'imbrication d'ateliers (locaux émetteurs de bruits) et de salles de cours nécessite un traitement spécifique de l'acoustique entre locaux. Lorsque l'usage des locaux le permet, un revêtement de sol souple permet de limiter le bruit d'impact dans les salles de classe et bureaux. La mise en œuvre d'un absorbant acoustique en plafond des salles de classes, bureaux et circulations contribue au confort des locaux.
L'acoustique interne des ateliers, locaux de grande hauteur, est par ailleurs traitée par un isolant acoustique absorbant collé en sous-face de plancher haut et sur deux murs adjacents pour maîtriser les réverbérations sonores.
Opinion des occupants
Les utilisateurs finaux du site ont été pleinement intégrés à la conception de leurs futurs bâtiments. Les salariés ont ainsi pu, grâce à 5 réunions, rencontrer l'architecte et les bureaux d'étude afin d'échanger sur leurs attentes et besoins en termes d'ergonomie, acoustique, thermique, etc.
Et si c'était à refaire ?
Compagnons du Devoir
A refaire, nous déploierons plus largement la récupération d'eaux de pluie seulement attribuée sur ce projet au pôle gros oeuvre (maçons et tailleurs de pierre).
Témoignage SOLARES (Bureau d'études thermiques et fluides)
L’intérêt du BIM sur ce projet a été largement démontré. En effet, compte tenu de la multitude de réseaux cheminant dans le bâtiment (ventilation, ventilation de process, électricité, eau, assainissement, chauffage, fluides spéciaux (oxygène, acétylène, propane, air comprimé), etc.), la maquette numérique a permis d’anticiper un maximum de sujets de synthèse en amont de la réalisation des travaux. Il est également à noter que l’implication du Maître d’ouvrage sur ce projet a grandement facilité ces sujets de synthèse, notamment pour ce qui concerne l’interface avec le parc machine, l’aspiration spécifique et les équipements du pôle goût. Les réunions métiers (utilisateurs finaux) ont elles aussi permis de répondre au plus juste à la demande des formateurs et apprenants, en offrant un centre de formation parfaitement adapté à ses usages.
Témoignage de NUNC (Architectes)
Le projet du centre de formation pour les Compagnons du Devoir et du Tour de France a été l'occasion pour l'agence Nuns de nouer un véritable partenariat avec les compagnons.
Nous avons travaillé ensemble, avec chacun des métiers présents sur le site, à l'ergonomie des ateliers et sur les ambiances intérieures, bien aidés par la maquette numérique.
Les métiers ont eu l'occasion de mettre en valeur leur savoir-faire en concevant avec nous et en fabriquant de nombreux éléments du projet (meuble d'accueil, meubles, clôtures et portail en fer forgé, etc.).
Démarche BIM
Mise en place du processus dès la phase programme
Lors de l’appel à projet, afin de sélectionner une équipe de maîtrise d’œuvre, la MOA a manifesté dans son programme immobilier la volonté d’intégrer le processus BIM et a établi ses attentes sur le processus BIM et le rendu final du projet. Dès cette phase concours, les 3 équipes de Maîtrise d’œuvre ont dû produire leur rendu via une maquette numérique, la présentation du projet est faite en réalité virtuelle.
Utilisation de la maquette numérique pour réalisation de simulations thermiques dynamiques
L'usage de la maquette numérique a servi pleinement à la conception du bâtiment, ensoleillement des façades, construction bioclimatique, réalisation de simulation thermique dynamique, etc.
Réalisation de synthèses techniques tout du long de la phase conception
Afin de mettre en application le processus BIM, le planning de la phase de conception a été approfondi de 40% par rapport à un chantier mené sans processus BIM.
Tout du long des différentes étapes composant la phase de conception (APS, APD, PRO, DCE) la MOA a organisé, avec l’équipe de MOE ainsi qu’avec le directeur de synthèse technique, des réunions afin de cibler et d’éliminer l’ensemble des problématiques et conflits présents au travers de toutes les maquettes numériques du projet. L’objectif de ce travail de synthèse était d’arriver à une phase PRO/DCE d’un niveau EXE, permettant ainsi notamment l’extraction des quantitatifs nécessaires à la rédaction des DPGF depuis la maquette numérique. La production ne s’arrête donc pas à une présynthèse, mais bien à une synthèse technique.
Pendant plus de 4 mois, des réunions furent fréquentes afin d’optimiser la coordination, mais aussi la conception du bâtiment. Avec pour objectif l’optimisation des espaces et des volumes, ce travail d’équipe a permis d’intégrer au DCE un supportage commun de tous les fluides (CVC, PLB, ELEC, Aspiration…).
Au total, ce sont plus de 300 problématiques identifiées en amont de la phase EXE. Toute la synthèse technique s’est réalisée via la solution BIMCollab Zoom et uniquement via format BCF permettant, entre autres, d’annoter les maquettes pour un groupe spécifique (ex : les plombiers). De plus, l’utilisation de viewer permet de se projeter dans l’ouvrage qui sera réalisé. La revue de projet se fait en réalité virtuelle et synthèse technique dès la phase APS.
Avant l’entrée du second œuvre sur le chantier, toutes les entreprises se sont réunies avec l’organisation et le pilotage de chantier (OPC) du projet et la maîtrise d’œuvre afin d’identifier et d'organiser les zones sensibles en coordination du projet. L’ordre de passage et d’intervention de chaque lot a été décidé, et ceci avant arrivée sur le chantier.
Une plateforme collaborative au service de la centralisation des documents à jour
Pour structurer et encadrer la diffusion d’informations liées au projet, la plateforme collaborative AxeoBIM a été sélectionnée. Elle permet de créer une arborescence afin d’avoir la dernière version des documents et de les codifier. A ce jour la plateforme de collaboration regroupe 4 440 documents (factures, plans, fiches techniques, maquettes numériques, C.C.T.P, D.P.G.F, Visa…). Les 142 acteurs du projet sont connectés et ont accès à la plateforme y compris les collectivités locales (Eurométropole Strasbourg), la CARSAT et l'OPPBTP.
Préfabrication des ouvrages
Sur ce chantier, en moyenne 70% des ouvrages sont préfabriqués grâce au processus BIM. Les ouvrages préfabriqués sont les supportages communs, la structure, certains réseaux (CVC-Plomberie), etc. La préfabrication des éléments, facilitée par la réalisation des maquettes numériques, a plusieurs avantages comme le gain de temps sur les délais d’exécution, l’optimisation sur les couts de construction et de la sécurité sur le chantier, mais aussi un réel gain environnemental. En effet, la préfabrication permet de limiter les nuisances sonores, mais également de faciliter la gestion des déchets du chantier. Sur ce chantier, il n’y a pas de bennes, ce sont les entreprises qui reprennent leurs déchets au fur et à mesure. Il est plus facile d’utiliser des matériaux recyclables et l’empreinte carbone est réduite.
Il a d’ailleurs fallu seulement 4 jours pour installer et étancher l’ensemble de la charpente bois (300 m² de surface) comparé à un chantier classique où environ 3 semaines auraient été nécessaires. Le gain de temps est conséquent.
Outre le gain de temps c'est aussi surtout un gain considérable en énergie grise, et réduction de déchets.
Gestion des réservations
L’ensemble des demandes de réservations ont également été gérées depuis la maquette numérique. Chaque lot a intégré ses demandes de réservations dans sa maquette respective. Les demandes de réservations ont ensuite été compilées et validées ou non par le gros œuvre.
Il y a au sein du projet plus de 700 réservations. Le recensement des demandes de réservations via maquette numérique permet un suivi efficace de leur validation et réalisation sur chantier. Ce système a permis au chantier de se dérouler sans le moindre oubli de réservation. Ainsi, contrairement à ce qui est pratique courante sur les chantiers, il n’y a pas eu de travaux ni de coûts supplémentaires liés à des oublis de réservation.
BIM Prévention
Afin d’appréhender les risques chantier et d’améliorer les installations chantier, nous avons modélisé une maquette numérique dédiée à la prévention sur le chantier, un plan d’installation de chantier (PIC). Cette maquette a permis aux entreprises de se projeter et d’organiser leurs interventions sur le chantier. Elle permet d’optimiser les zones de circulation piétonnes, de véhicules lourds et légers, les zones de livraisons et les zones de stockage sur le chantier.
Le bâtiment étant en limite de propriété sur l’espace publique, le PIC permet également de valider les modes opératoires sur ces zones sensibles de coactivité entre le chantier et l’espace public, où cheminent en permanence des vélos et piétons. Ainsi, la prévention est optimisée pour les acteurs du chantier mais aussi pour les populations environnantes.
Le PIC a également été présenté à la CARSAT et OPPBTP afin d’obtenir leur expertise et leurs recommandations sur l’organisation chantier envisagée. Ce support a apporté une réelle plus-value, notamment comme support d’échange et de compréhension entre chaque acteur du projet. Une vidéo de prévention des risques sur le chantier a été réalisée depuis cette maquette numérique : chaque entreprise ou personne souhaitant réaliser une visite de chantier peut ainsi visualiser cette vidéo en amont de toute intervention.
Visite virtuelle
Dès la phase conception, en cours de la phase APS et APD, plusieurs échanges ont été organisés entre les utilisateurs finaux du site et le groupement de Maitrise d’oeuvre. L’architecte du cabinet NUNC a ainsi pu cerner les besoins des utilisateurs finaux, la modélisation du parc machine couplée à la réalité virtuelle a également permis d’optimiser les surfaces et volume en fonction du besoin.
Là aussi, dès la phase conception, en amont de la phase exécution et exploitation, l’implantation des équipements terminaux est optimisée. Les métiers peuvent se projeter dans les ateliers pour vérifier le positionnement des machines et s’assurer qu’elles correspondent à leurs besoins, aussi bien en termes d’exploitation que de sécurité.
QR code et puce NFC sur le chantier
Des panneaux ont été installés dans chaque pièce du chantier, rendant disponible un QR Code et une puce NFC. Si le QR code ou la puce sont scannés ou badgés depuis un simple smartphone, un rendu panorama 360° de la pièce finie apparaît. Cette innovation permet à la direction travaux de mieux échanger sur les travaux à réaliser, aux ouvriers de visualiser l’ouvrage tel que finalisé, assurer une meilleure coordination et échanges entre les ouvriers sur chantier et aussi mieux projeter les visiteurs occasionnels du chantier.
Chaque plaquette est modélisée et géoréférencée dans la maquette numérique permettant ainsi un panorama 360° géolocalisé grâce à la fonction gyroscope des smartphones ou tablettes. L’image virtuelle est donc parfaitement alignée au réel chantier.
Réalité augmentée
Le suivi du chantier et la réception des ouvrages réalisés suivant la maquette numérique s’effectuent grâce à la réalité augmentée par la solution ‘’NEXT BIM’’. Le casque Microsoft hololens 2 permet de projeter à l’échelle avec recalage automatique un hologramme de la maquette numérique sur l’ouvrage exécuté. Il est donc aussi possible de contrôler et de vérifier que le façonnage des ouvrages est conforme à la maquette numérique en vue de valider en partie le DOE numérique et nos besoins en exploitation maintenance.
Cette technologie permet également de contrôler que rien n’a été oublié sur le chantier avant l’exécution de certains travaux, exemple : oubli d’une réservation ou d’une engravure, etc.
Le BIM sur le chantier
Chaque chef de chantier est équipé d'un téléphone ou d'une tablette et de la solution de suivi et de visualisation de la maquette sur le chantier ‘’DALUX’’. Cette solution permet à chaque entreprise de visualiser les maquettes numériques, anticiper sur la coordination, visualiser l’ouvrage terminé avec l’ensemble des corps d’état technique. Cette solution permet également la réalisation de coupes, de prises de côté, pouvant être utilisées par l’ouvrier en cas de cotation ou de détail manquant sur ses plans d’exécution.
DOE numérique et exploitation maintenance
L’objectif final après exécution des travaux est l’évolution des maquettes vers un DOE numérique. Ceci se fera notamment par l’intégration de paramètres d’exploitation dans les maquettes numériques. Ces paramètres sont déjà identifiés dans le B.E.P ‘’BIM Exécution Plan’’ du projet.
Une fois le DOE numérique validé pour chaque maquette du projet, le lien avec une gestion de maintenance assistée par ordinateur (GMAO) est prévu. La solution de GMAO est en cours de sélection, elle sera notamment utile à l’extraction des informations nécessaires à l’exploitation et à la maintenance des sites. Elle permettra également le montage de plans de maintenance préventifs et curatifs.
Crédits photo
NUNC
AOCDTF
Maître d'ouvrage
Maître d'œuvre
Intervenants
Bureau d'étude thermique
SOLARES BAUEN
Coralie OCHS - ochs[a]solares-bauen.fr - 03 88 30 97 74
https://www.solares-bauen.frEtude Thermique - Environemental - STD - Fluide
Bureau d'études autre
Ingenierie et Developpement
Morgane CHRIST - morgane[a]bet-id.com
https://www.bet-id.comEtude GTB / GTC
Type de marché public
Marché global de performance
Consommation énergétique
- 50,00 kWhep/m2.an
Performance énergétique de l'enveloppe
- 0,45 W.m-2.K-1
Systèmes
- Chaufferie gaz basse température
- Pompe à chaleur
- Aérotherme
- Chaufferie gaz basse température
- Rafraîchissement adiabatique
- Ventillation nocturne
- VMC autoréglable
- Double flux avec échangeur thermique
- Solaire photovoltaïque
- Chaufferie biogaz
- Pompe à chaleur
- 110,00 %
Bâtiment intelligent
Démarche biodiversité
Résilience
- Inondation/Crue lente
- Inondation/Crue rapide
- Îlot de chaleur urbaine
- Canicule
- Mise en œuvre d'un cœur d'îlot végétalisé ;
- Gestion des eaux pluviales et risque de crue par rétention d'eau souterraine ;
- Mise en œuvre d'un scénario d'été pour les canicules (free cooling,renforcement de la végétalisation, toiture végétalisée, brises soleil avec gestion bioclimatique, rafraîchissement adiabatique, prise d'air neuf coté Nord).
Environnement urbain
- 6 502,00 m2
- 2 793,00 %
- 1 700,00
Solution
Panneaux solaires photovoltaiques
VOLTEC SOLAR
https://www.voltec-solar.com/Gros œuvre / Système passif
Mise en œuvre de panneaux solaires photovoltaïques en autoconsommation plus revente.
Toiture végétalisée
VEGETOIT
https://www.vegetoit.com/Synthèse technique
BIM Collab Zoom
https://www.bimcollab.com/fr?_gl=1*13jh8ge*_up*MQ..&gclid=Cj0KCQiA6fafBhC1ARIsAIJjL8mJIDjdDvfhgfah4ZdFuAXFIh6t0dVEBbgVeF79JGyn8MXOZe_nHOsaAskiEALw_wcBAutres / Autres
Solution utilisée pour la réalisation intensive de presque 5 mois de synthèse technique, la volonté d'aboutir à un DCE à un niveau d'exécution afin de favoriser la préfabrication des ouvrages et l'extraction des quantitatifs réels à utiliser et à déployer, visant ainsi à réduire les déchets et à optimiser le processus de travail des ouvriers sur site.
Rapport ponts thermiques
Solares BAUEN
Autres / Autres
Mesure en fin de chantier et durant la période hivernale : passage au peigne fin à la caméra thermique du bâtiment afin de vérifier la qualité d’exécution et le respect des principes constructifs.
Coûts de construction & exploitation
- 11 483 000 €
Gestion de l'eau
Qualité de l'air intérieur
Confort
Analyse du Cycle de Vie :
Raisons de la candidature au(x) concours
Ce projet est pionnier pour les Compagnons du Devoir mais aussi pour le milieu de la construction, les objectifs suivants sont pleinement intégrés à la directive globale du projet et sont suivis quotidiennement :
- L'optimisation de la conception des bâtiments (thermique, acoustique, QAI, environnement, etc.) ;
- La maîtrise de l'exécution ;
- La gestion et optimisation des modes opératoires et organisation du chantier (prévention) ;
- L'économie des ressources et la réduction des déchets ;
- La favorisation de la préfabrication grâce à la maquette numérique (BIM) ;
- L’optimisation de la collaboration ;
- Une meilleure gestion de l'exploitation du parc immobilier de l’AOCDTF via une GTB/GTC GED et GMAO ;
- Un support pédagogique à taille réelle pour les formations des Compagnons du Devoir et pour les jeunes générations (bâtiment exemplaire).
Grâce à la volonté et compétence de tous les acteurs du projet, cette construction est la réussite parfaite de la transition numérique, énergétique et environnementale que vit le milieu du BTP.
Nous souhaitons participer à ce concours afin de partager notre retour d'expérience, montrer que oui c'est possible ! Donner l'envie et l'exemple aux plus jeunes. Les métiers du bâtiment sont passionnants et la mise en œuvre des savoir-faire de chacun permet de répondre aux enjeux d'aujourd’hui et de demain !
