Groupe scolaire Jules Ferry à Aulnoy lez Valenciennes

Extension + rénovation

  • Type de bâtiment : Ecole, collège, lycée ou université
  • Année de construction : 1960
  • Année de livraison : 2019
  • Adresse : 3 Rue Victor Hugo 59300 AULNOY LEZ VALENCIENNES, France
  • Zone climatique : [Cfb] Océanique hiver tempéré, été chaud, pas de saison sèche

  • Surface nette : 3 523 m2
  • Coût de construction ou de rénovation : 6 787 954 €
  • Coût/m² : 1926.75 €/m2
  • Consommation d’énergie primaire :
    26 kWhep/m2.an
    (Méthode de calcul : RT 2012 )
Consommation énergétique
Bâtiment économeBâtiment
< 50A
A
51 à 90B
B
91 à 150C
C
151 à 230D
D
231 à 330E
E
331 à 450F
F
> 450G
G
Bâtiment énergivore

Le projet regroupe les écoles maternelle et élémentaire, édifiées en 1960, de façon éparse sur un versant de la Rhonelle, rivière affluent de l’Escaut. 

Réorganisées en patio, autour d’un tilleul séculaire, les ailes constituées de panneaux préfabriqués Béton Armé modulaires, ont été revêtus de caissons bois/paille/bardage minéral en face extérieure.

La recherche de la qualité de l’air intérieur a orienté toutes les technologies et matériaux, notamment d’appliquer les principes, élaborés par Jacques Paziaud, architecte ingénieur, de ventilation naturelle activée VNA.

Ainsi, une tour à vents, surmonte le point le plus haut des bâtiments existants de la cage d’ascenseur, et procure la mise en dépression de l’ordre de 2Pa, de l’ensemble des locaux, répartis du niveau Rez de Chaussée au R+2.

A partir de cette basse dépression, les entrées d’air neuf empruntent plusieurs cheminements pariéto dynamiques dans un ordre hiérarchisé avec :

  • Les baies vitrées extérieures à 2 lames d’air en débit principal, de préchauffage hivernal et pré rafraichissement estival.
  • Les allèges opaques, à une lame d’air, en débit complémentaire éventuel saisonnier, en air neuf tempéré hivernal et estival, par les radiateurs convectifs basse température d’allège.
  • Le vide sanitaire / salutaire, pour la partie d’aile de liaisons entre les ailes existantes, assaini par lumière UVc.

Les apports de calories hivernales sont obtenus par un simple échangeur à ailettes air/eau glacée thermo dynamique, pour la récupération des chaleurs sensibles et latentes de l’air chaud final de la tour à vents (air vicié + capteur solaires aérothermique + serre d’escalier).

Les apports de calories hivernales et frigories estivales sont obtenues par le même échangeur avec les transferts venant des noues de rétention/infiltration des eaux pluviales, en partie basse du versant.

Le groupe scolaire a été lauréat de la démarche Ademe, Nouvelles Technologies Emergentes (NTE), en performances énergétiques et qualité de l’air intérieur avec le Cerema Hauts de France, notamment pendant la période particulière du Covid 19.

Les résultats, qui feront l’objet de publications, fournissent des indices ICONE de la qualité de l’air intérieur entre 0 et 1.

Opinion des occupants

Les parcours intérieurs des locaux maternelle commencent par une baie vitrée visuelle sur les ballots de paille des caissons extérieurs.
Ensuite les angles des circulations comportent des troncs d’arbre écorcés destinés a être caresser au passage.
Le personnel apprécie les conditions d’enseignement dans les locaux, en déphasage thermique climatique de 6 à 20h… voir en jours selon les écarts de température extérieure / intérieure des cycles jour/nuit.
Le personnel apprécie également la sensation de bien être, par la douceur des déplacements d’air de renouvellement, de l’ordre de 50cm/s, imperceptible en fait…
Les parcours intérieurs des locaux élémentaire, commencent dans le hall d’entrée, avec l’information par écran numérique collectif, des conditions climatiques extérieures, en température et vents face aux équivalences mesurés en temps réel des conditions de confort intérieur.
L’affichage numérique des informations est en pas de temps de 5 minutes afin de passer en revue chaque local des quatre ailes du groupe scolaire.
Pendant les travaux, en site occupé, des enseignants ont organisé des thèmes d’expression sur les ressentis de la nature des travaux des entreprises. Les prétextes pédagogiques ont pris les formes diverses des exposés, à la maquette, en passant par des dessins, peintures… qui ont fait l’objet d’exposition permanente dans les circulations… tous les enfants ont appris !

Plus de détails sur ce projet

 https://rev3-entreprises.fr/wp-content/uploads/sites/7/2021/10/parution-chronique-BTP-groupe-scolaire-Avril-2019.pdf
 https://www.fenetre-enr.fr/actualites/visite-du-groupe-scolaire-jules-ferry/
 https://www.va-infos.fr/2019/05/05/soleil-terre-air-eau-les-4-fantastiques-de-lecole-jules-ferry-a-aulnoy/

Crédits photo

Agence JL Collet Architectes et Urbanistes

Maître d'ouvrage

Maître d'œuvre

Intervenants


    Entreprise

    ENTREPRISE GRIM

    Xavier Sénéchal [email protected]

    Macro lots 02 Finitions




Mode contractuel

Autres méthodes

Type de marché public

Conception réalisation

Allotissement des marchés travaux

Macro-lot clos-couvert

Consommation énergétique

  • 26,00 kWhep/m2.an
  • RT 2012

    chauffage 4.49  Refroidissement 0.0  ECS  7,69   Eclairage 11.69  Auxiliaires  1,85

  • 161,00 kWhep/m2.an

Performance énergétique de l'enveloppe

    Les enveloppes, préfabriquées hors site disposent ainsi de plusieurs avantages:
    Elles sont de type Isolation Thermique Extérieure Biosourcée, composées de caissons bois, remplis de ballots de paille en compression, épais de 34cm, les caissons disposent d'un cadre porteur périphérique fermé en intérieur par un panneau OSB, en extérieur par un panneau DW.
    Le panneau intérieur reçoit un lattage bois support de plaque de plâtre cartonnée.
    Le panneau extérieur reçoit un pare pluie respirant sous lattage/contre lattage bois, support de panneaux minéraux bois/ciment.
    Les caissons modulaires sont fixés par platines métalliques, pour la démontrabilité ultérieure éventuelle.
    Les types de fixations correspondent à 2 natures de superstructure porteuse.
    -superstructure modulaire existante tramée à 1.75m, en béton armé; des années 1960.
    -superstructure bois lamellé collé fabriqué à 50 km du chantier.
    Auto protégés avec un pare pluie, les caissons modulaires des murs et toiture, ignorent les intempéries en transports, levages et mises en œuvre.
    Les caissons bois intègrent en atelier les tubes de transferts aérauliques parieto dynamiques des allèges à une lame d'air sous bardage.
    Les caissons bois reçoivent également les cadres dormant des baies vitrées parieto dynamiques à 2 lames d'air.

    Les enseignants et le personnel traduisent les déplacements d'air, imperceptibles, en une sensation de bien être.

    La très basse pression de la ventilation naturelle semble également avoir un impact d'apaisement sur les enfants en maternelle et en élémentaire.

Démarche biodiversité

    Elle fait partie de la philosophie de la conception globale énergétique basses température, des eaux pluviales et de la terre.

    En lieu et place des enrobés des préaux et cours épars, la gestion des eaux pluviales s'effectue en noues de rétention/infiltration. Implantées en point bas du versant, parallèle à la rivière, 3 noues fonctionnent en cascades et  capteurs solaires Est et Ouest, par leurs flancs et leurs plans d'eau.

    Le pari de laisser le peuplement de l'espace s'effectuer, sans intervention humaine, a été gagné. Dès la première année, grenouilles, crapauds, insectes, oiseaux dont des poules d'eau ont pris possession des lieux.

    Les fonctionnalités énergétiques, maîtrisées de longue date par l'agence, utilisent des échangeurs souples tubulaires en PEHD classique.

    Les échanges géothermiques, s'effectuent avec la terre humide, proche de l'eau, puis avec la terre moins humide, plus éloignée de l'eau.

    L'association géothermie/biodiversité permet de recueillir par contre les contributions financières.

     

    Le projet a permis de "ré humidifier" le sol, par la mise en oeuvre d'aqueducs biologiques, transportant les eaux pluviales des gouttières de l'aile maternelle Est, existante, en point haut du terrain.

    Des plantations de feuillus ont pû être envisagés, pour côtoyer les pins.

    Des jardins potagers, en terrasses successives et en pied des baies vitrées des classes, profitent également de la noue collectrice amont des aqueducs.

Résilience

    La clôture de l'espace des noues et des ressources énergétiques sous jacentes, indispensables aux chauffages et rafraichissement du groupe scolaire, mais également des bâtiments public voisins, font que la surface de la zone humide fait partie des indispensable protégés à "ne pas toucher".

    Il est même envisageable que leur emprise foncière augmente!

Environnement urbain

    La première participation de la nouvelle image du groupe scolaire au quartier, a été d'émerger en repère urbain remarquable, par une élévation en front à rue signifiante, cadrant l'espace public.

    La proposition de l'auvent public, entre les deux entrées des enfants, et les affiches panoramiques de leurs travaux manuels sont prétextes à des regroupements de passage, d'enfants, d'adultes... de séquences de vies urbaines.

  • 9 994,00 m2
  • 2 800,00 %
  • 3 727,00

Solution

    Enveloppe architecturale murs et toiture

    Entreprise BSM

    Gérard Decarpigny Rue de l'Énergie, 59560 Comines 03 20 39 28 28

    Gros œuvre / Charpente, couverture, étanchéité

    Enveloppe architecturale murs et toiture en caisson bois replis de ballots de paille fabriqué hors site, par l’entreprise BSM.
    Elles sont de type Isolation Thermique Extérieure Biosourcée, composées de caissons bois, remplis de ballots de paille en compression, épais de 34cm, les caissons disposent d'un cadre porteur périphérique fermé en intérieur par un panneau OSB, en extérieur par un panneau DW.
    Le panneau intérieur reçoit un lattage bois support de plaque de plâtre cartonnée.
    Le panneau extérieur reçoit un parapluie respirant sous lattage/contre lattage bois, support de panneaux minéral bois/ciment.
    Les caissons modulaires sont fixés par platines métalliques, pour la démontrabilité ultérieur éventuelle.
    Les types de fixations correspondent à 2 natures de superstructure porteuse.
    -superstructure modulaire existante tramée à 1.75m, en béton armé; des années 1960.
    -superstructure bois lamellé collé fabriqué à 50 km du chantier.
    Auto protégés avec un pare pluie, les caissons modulaires des murs et toiture, ignorent les intempéries en transports, levages et mises en œuvre.

    Les parcours intérieurs des locaux maternelle commencent par une baie vitrée visuelle sur les ballots de paille des caissons extérieurs.
    Ensuite les angles des circulations comportent des troncs d’arbre écorcés destinés a être caresser au passage.
    Le personnel apprécie les conditions d’enseignement dans les locaux, en déphasage thermique climatique de 6 à 20h… voir en jours selon les écarts de température extérieure / intérieure des cycles jour/nuit.


    Méthode globale de gestion naturelle aéraulique activée très basse pression.

    Groupe Ridoret pour les fenêtres parieto Dynamiques

    Jean Baptiste Ridoret 05 46 00 51 51 70, rue de Québec 17041 La Rochelle

     https://www.fenetre-enr.fr/

    Second œuvre / Menuiseries extérieures

    La recherche de la qualité de l’air intérieur a orienté toutes les technologies et matériaux, notamment d’appliquer les principes, élaborés par Jacques Paziaud, architecte ingénieur, de ventilation naturelle activée VNA.
    Ainsi, une tour à vents, surmonte le point le plus haut des bâtiments existants de la cage d’ascenseur, et procure la mise en dépression de l’ordre de 2Pa, de l’ensemble des locaux, répartis du niveau Rez de Chaussée au R+2.

    A partir de cette basse dépression, les entrées d’air neuf empruntent plusieurs cheminements pariéto dynamiques dans un ordre hiérarchisé avec :
    • Les baies vitrées extérieures à 2 lames d’air en débit principal, de préchauffage hivernal et pré rafraichissement estival.
    • Les allèges opaques, à une lame d’air, en débit complémentaire éventuel saisonnier, en air neuf tempéré hivernal et estival, par les radiateurs convectifs basse température d’allège.
    • Le vide sanitaire / salutaire, pour la partie d’aile de liaisons entre les ailes existantes, assaini par lumière UVc.
    Les apports de calories hivernales sont obtenus par un simple échangeur à ailettes air/eau glacée thermo dynamique, pour la récupération des chaleurs sensibles et latentes de l’air chaud final de la tour à vents (air vicié + capteur solaires aérothermique + serre d’escalier).
    Les apports de calories hivernales et frigories estivales sont obtenues par le même échangeur avec les transferts venant des noues de rétention/infiltration des eaux pluviales, en partie basse du versant.
    Le groupe scolaire a été lauréat de la démarche Ademe, Nouvelles Technologies Emergentes (NTE), en performances énergétiques et qualité de l’air intérieur avec le Cerema Hauts de France, notamment pendant la période particulière du Covid 19.
    Les résultats, qui feront l’objet de publications, fournissent des indices ICONE de la qualité de l’air intérieur entre 0 et 1.

    Le personnel apprécie la sensation de bien être, par la douceur des déplacements d’air de renouvellement, de l’ordre de 50cm/s, imperceptible en fait…
    Les parcours intérieurs des locaux élémentaire, commencent dans le hall d’entrée, avec l’information par écran numérique collectif, des conditions climatiques extérieures, en température et vents face aux équivalences mesurés en temps réel des conditions de confort intérieur.
    L’affichage numérique des informations est en pas de temps de 5 minutes afin de passer en revue chaque local des quatre ailes du groupe scolaire.

Coûts de construction & exploitation

  • 887 529
  • 7 735 168
  • 2 121 735

Bilan environnemental

    Isolation thermique biosourcée:

    Préfabriqués hors site, les caissons bois/paille modulaires à 1,75m ont été remplis de ballots de paille de blé, issus des champs. Les caissons, fixés sur les éléments de superstructure, par platines métalliques, sont également démontables, aussi bien en mur qu'en toiture, pour faciliter les transformations éventuelles, voir leur réemploi futur.

Communication

    Oui

    Depuis son inauguration par l'équipe municipale, accompagnée des contributeurs aux financements des travaux, du niveau commentaire, départemental, régional, national, le groupe scolaire continue de faire l'objet de communications soutenues aux différentes échelles régionales Normandie, Ile de France, Grande Aquitaine, Auvergne Rhône alpes, Loire Atlantique, compris Interreg avec la Belgique, le Luxembourg.

    Lauréat de la démarche Ademe, Nouvelles Technologies Emergentes, le groupe scolaire fait partie également des projets vitrines des pratiques de systèmes technologiques avancés, confirmées par le CEREMA Hauts de France.

    Ainsi, des visites font régulièrement l'objet de communications pédagogiques sur les intérêts de démarche globale, frugalité, santé, confort, énergies climatiques, coût global…

    Organisée et soutenue par le CD2e, la communication porte sur ces Nouvelles Technologies Emergentes, utilisées sur le Groupe scolaire, mais également dans d'autres domaines, notamment industriels (Groupe l'Oréal) d'enseignements professionnels (Chambre des Métiers de l'Artisanat) de collectif d'habitat (EnergiSprong) d'établissement semi hospitalier (EHPAD des ministères du logement et de la santé)...

     

Economie sociale et solidaire

    L'utilisation de ballots de paille en caissons modulaires de 1.75m, et multiples, a été utilisé pour la première fois dans l'atelier de préfabrication de structure bois lamellé collé.

    Les phases des mises au point du process, entre stockage des ballots de paille, insertion/compression à reflu de la paille et logistique de transport, ont comporté des recherches d'études, des essais et actions manuelles, des actions mécaniques détournées,... qui ont fait appel à des savoirs simples et extérieurs aux classiques de l'entreprise.

Conception circulaire

    Le groupe scolaire a permis de répondre aux questions multiples du devenir responsable de l'héritage des bâtiments de la reconstruction, encore en fonction, pour les milliers de m² sur le plan national.

    L'opération a permis de préserver le bilan carbone des travaux d'investissement et réduit le bilan carbone de fonctionnement. Les qualités des nouvelles valeurs d'usages d'enseignements mais également des valeurs publiques de réunions ouvertes sur les quartiers, des cérémonies municipales (l'une des premières cérémonies a permis de célébrer un mariage...) apportent l'intérêt de conserver une seconde vie à ce patrimoine d'écoles, de collèges, de lycée, de bureaux et services publics d'entreprises,...

    Nous venons d'aborder le sujet avec l’ouverture locale et publique de l'usage des locaux du groupe scolaire. Les réunions de quartiers, majoritairement associatives, utilisent, entr'autre, le local appelé « salle d'activités », Partagé avec les fonctions d'enseignement maternelle et élémentaire, il dispose également des espaces extérieurs, ainsi qu'une entrée latérale dédiée, avec une appellation spécifique Salle Jules Lelong.

    Ensuite les usages, hors scolaires, sont facilités par la ventilation Naturelle des locaux et la Gestion Technique du Bâtiment GTB, télé programmable.

    La chronotopie des lieux, va en progressant, et correspond de une à deux occupations mensuelles.

    Dès les bilans énergétiques de conceptions estimés, les surproductions de calories et frigories orientèrent les réflexions sur l'élargissement des fonctionnalités du groupe scolaire aux bâtiments voisins, existants et à construire.

    Ainsi, les réseaux de transferts énergétiques, basse température, de calories et frigories, ont été mis en oeuvre jusqu'en clôture foncière, avec une chambre des futures connexions.

    Raisonner sur l'énergétique de quartier va dans le sens d'une mutualisation des besoins et d'économies d'énergies finalisées mais également d'énergies primaires avec les technologies des ressources et moteurs naturels, utilisés pour le groupe scolaire.

     

Qualité de l'air intérieur

    La qualité de l'air intérieur est le fil conducteur et fédérateur de l'entièreté de la conception du projet de réhabilitation et liaisons neuves confondues.

    Nous avions déjà mis en oeuvre avec succès (2 ans de suivi par l'Institut Pasteur de Lille) en établissement semi hospitalier, les principes technologiques innovants des renouvellements d'air intérieur très basse pression de l'ordre de 2 Pascals.

    Les précautions pour obtenir la qualité de l'air a respirer par les jeunes enfants, pour le bon fonctionnement de leurs systèmes pulmonaires, nous conforta sur les mêmes principes aérauliques, plus étendus encore vers les enjeux climatiques et énergétiques intrinsèquement liés à la qualité de l'air intérieur.

    Nous avons ainsi déjà abordés les différentes thématiques collaborant à la qualité de l'air intérieur:

    -extraction maîtrisée des débits d'air horaires de tous les locaux par ventilation naturelle activée VNA

    -entrées d'air neuf principales par les baies vitrées parieto dynamiques à deux lames d'air.

    -entrées d'air neuf complémentaires par le vide sanitaire protégé par un éclairage bactéricide UVc.

    -des matériaux sains bois et paille de blé, biosourcés, en isolation thermique extérieure dynamique.

    En parallèle des deux années de suivi énergétique, de la démarche Ademe, Nouvelles Technologies Emergentes NTE, la période Covid 19 à complété les investigations et capteurs CO2, menées par le CEREMA Hauts de France. Ce sont avec les mêmes conclusions que nos précédentes opérations qui en sont ressorties à savoir que la qualité de l'air intérieur est identique à la qualité de l'air extérieur!

    Cette équivalence s'exprime par les valeurs d'indices ICONE, du CSTB, localisés entre 0 et 1.

Qualité de vie et services

La première qualité de vie et services a émergé avec les parents de l'école maternelle qui par l'intermédiaire de la protection aux intempéries, avec l'auvent public, a favorisé les rencontres entre les familles puis les organisations de quartier.

Très vite les associations ont pû également profiter des locaux ouverts, par le groupe scolaire avec la salle d'activités.

Raisons de la candidature au(x) concours

La recherche de la qualité de l'air intérieur, alliée au confort d'usages, sont à la base de la conception du groupe scolaire, tant en réhabilitation qu'en construction des liaisons neuves.

La philosophie développée, d'abord en dialogue avec l'environnement du lieu-territoire, organise une véritable respiration naturelle des enveloppes architecturales existantes et neuves selon des technologies aérauliques simples et identiques. 

Cette respiration naturelle de l'enveloppe architecturale commence par la mise en basse dépression de tous les locaux, de l'ordre de 2Pa.

Positionnée en point haut au droit de la cage d'ascenseur une tour à vents profite majoritairement des vents dominants saisonniers et de la vallée de la Rhônelle rivière.

En absence des moteurs naturels thermiques et venteux, une simple induction aéraulique à haut rendement (20 à 30) prend le relais des débits réglementaires à extraire.

C'est le fond de la proposition, montrer et prouver que l'architecture doit puiser ses ressources naturelles, selon de nouvelles valeurs dans son environnement immédiat paysager territorial saisonnier, de l'histoire géographique des sols et sous sol.

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