Siège de la Fédération du Bâtiment Drôme-Ardèche

par Nicolas ESTRANGIN
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2020-11-28 17:32:50
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France
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651 / FR

Renovation

Type de bâtiment : Immeuble de bureaux
Année de construction : 1995
Année de livraison : 2011
Adresse : 57 avenue de Lautagne 26000 VALENCE, France
Zone climatique : [Cfb] Océanique hiver tempéré, été chaud, pas de saison sèche

Surface nette : 1 741 m² SHON
Coût de construction : 1 500 000 €
Coût/m² : 861.57 €/m²

Proposé par :

Consommation d’énergie primaire :
23.6 kWhep/m².an
(Méthode de calcul : RT existant )

Consommation énergétique

Bâtiment économeBâtiment

< 50A

51 à 90B

91 à 150C

151 à 230D

231 à 330E

331 à 450F

> 450G

Bâtiment énergivore

La transformation-rénovation de « l’Espace BTP Drôme Ardèche » datant de 1995 en bâtiment à énergie positive (BEPOS) sur tous les usages a été une première pour un bâtiment de bureaux en rénovation ce qui lui a valu d’être lauréat de l’appel à projets PREBAT.La démarche globale de rénovation s’est appuyée sur l’approche négaWatt : sobriété, efficacité et énergies renouvelables. L’enveloppe a ainsi bénéficié d’un traitement poussé avec une isolation par l’extérieur, un renforcement thermique des menuiseries et une reprise de l’isolation des planchers hauts et bas avec une attention très forte portée sur l’étanchéité à l’air. Après un dimensionnement au plus juste adapté à la réalité de fonctionnement du bâtiment, des systèmes performants ont été mis en œuvre et réglés efficacement : ventilation double-flux avec récupération de chaleur avec réseau étanche et à faibles pertes de charge, pompe à chaleur sur nappe pour chauffage et rafraîchissement par échange direct avec la nappe, et éclairage sobre des bureaux et du parking avec détection de présence. La toiture a été recouverte de panneaux photovoltaïques et la verrière centrale protégée du rayonnement solaire pour limiter les surchauffes estivales.
Dès la fin du chantier, les usagers ont été sensibilisés à la sobriété dans le fonctionnement quotidien du bâtiment et celui-ci a fait l'objet d'un suivi énergétique pour mise au point et optimisation des équipements : deux ans après sa livraison, la mesure confirmait que le bâtiment était bien à énergie positive sur tous les usages.

« Au-delà l’aspect technique » précisait Stéphane Cellier, Secrétaire Général Fédération BTP Drôme Ardèche, « l’objectif de cette rénovation visait à la positionner en un accélérateur des mutations nécessaires à l’efficacité énergétique des bâtiments. Il s’agissait de démontrer la faisabilité et/ou la pertinence du renforcement de l’efficacité énergétique d’un bâtiment tertiaire existant, des possibilités d’intervention en site tertiaire occupé et des possibilités techniques et économiques d’intégration de sources de production d’énergies renouvelables. Il s'agissait également de faire de l’espace BTP un bâtiment démonstrateur en faveur de la rénovation énergétique grâce aux nombreuses réunions et visites organisées, et de donner à cette opération un caractère pédagogique reproductible grâce aux différentes techniques mises en œuvre et à la gestion des interfaces « nouvelles » ».

Plus de détails sur ce projet

https://www.enertech.fr/ref/R%C3%A9no/161108_R%C3%A9f%20ENERTECH%20MOE%20r%C3%A9no_FFB26.pdf

Fiabilité des données

Auto-déclaration

Crédits photo

Agence SORHA architecture / Enertech

Maître d'ouvrage

Nom : Fédération du Bâtiment et des TP de Drôme et Ardèche

Contact : M. Frédéric Reynier - 04 75 75 91 91

Maître d'œuvre

Nom : SORHA Architecte

Contact : M. Robert AUGUSTO et M. Campos

Intervenants

Bureau d'étude thermique

Autres

Bureau d'études structures

Entreprise

Mode contractuel

Lots séparés

Démarche développement durable du maître d'ouvrage

La Fédération du Bâtiment Drôme Ardèche voulait une rénovation exemplaire pour son siège avec un démonstrateur à vocation pédagogique. L’objectif était de montrer que les entreprises du bâtiment de Drôme et d’Ardèche étaient au rendez-vous de la rénovation énergétique performante avec une maîtrise des savoir-faire : isolation de l’enveloppe et traitement des ponts thermiques, étanchéité à l’air, ventilation double-flux et énergies renouvelables électrique et thermique.

Accompagnées par la Fédération Rhône-Alpes du BTP sur la question de l’étanchéité à l’air (démarche « Construire étanche à l’air ») et par le bureau d’études Enertech pour le choix des solutions techniques à la conception, pour le suivi de leur mise en œuvre et pour la mise au point des équipements techniques, les entreprises ont montré qu’il est possible y compris en rénovation sur un bâtiment de bureaux d’atteindre le niveau de bâtiment à énergie positive. L’atteinte de cet objectif, validé par Enertech par la mesure dans les deux années qui ont suivi la livraison du bâtiment, a aussi été possible grâce à l’implication des occupants qui ont bénéficié d’une sensibilisation aux enjeux de performance et de confort (notamment confort d’été).

« Pour mener à terme ce projet il a été nécessaire que chacun des acteurs (maîtrise d’œuvre, entreprises) travaillent en réelle collaboration tout au long de l’exécution et soient proactifs afin de régler ensemble les difficultés liées aux interfaces. La réalisation de ce projet a ainsi montré que l’exigence de performance énergétique nécessite plus que jamais une collaboration entière de l’ensemble des intervenants à l’acte de construire. Il a également montré que les entreprises intervenantes, formées aux problématiques de rénovation énergétiques, disposaient de l’adaptabilité nécessaire afin de répondre aux exigences hautes d’une maitrise d’œuvre qualifiée. » (Stéphane Cellier, Secrétaire Général Fédération BTP Drôme Ardèche)

Description architecturale

Architecturalement, le bâtiment a subi peu de transformations entre son état initial datant de 1995 et son état après rénovation (R+1 avec sous-sol). L’objectif a été de maintenir a minima et d’améliorer quand cela était possible le confort des usagers : la verrière centrale a ainsi été recouverte de brise-soleil pour limiter les surchauffes en été.

La principale modification est liée à l’implantation des 360 m² de panneaux photovoltaïques : une surtoiture inclinée, s’inscrivant dans la continuité de la flèche que forme le bâtiment, constitue une extension vers le haut de celle-ci en offrant un volume extérieur supplémentaire à l’ensemble de l’édifice.

C’est le cabinet d’architecture du projet initial qui a été missionné pour la rénovation.

Et si c'était à refaire?

Une difficulté a été rencontrée sur le pompage de l’eau de nappe qui alimente la PAC. La pompe de puisage a une puissance de 3,5 kW et les deux PAC de 10 kWél (5 + 5). La consommation électrique de la pompe étant prépondérante, il était important que celle-ci s’arrête de fonctionner quand les PAC ne fonctionnent pas. Cela a été long à obtenir alors qu’il s’agissait d’un simple réglage. De plus, une variation de vitesse était souhaitée sur cette pompe, fonction des besoins des PAC. Cela a été mis en place avec des résultats plus ou moins satisfaisants.

Opinion des occupants

« La principale difficulté ne tient finalement pas à l’exécution mais à l’acceptabilité du projet par les salariés, occupants du bâtiment. Chacun a dû adapter ses usages, comprendre qu’une maîtrise des températures intérieures en hiver comme en été n’est pas source d’inconfort. L’opération a fait l’objet d’une communication interne forte auprès des occupants (salariés) et d’une sensibilisation poussée aux problématiques environnementales. »
(Stéphane Cellier, Secrétaire Général Fédération BTP Drôme Ardèche)

Quelques années après la livraison, le bilan est toujours positif : les salariés apprécient le confort thermique tant en hiver qu’en été.

Consommation énergétique

Consommation d’énergie primaire : 24 kWhep/m².an
Consommation d’énergie primaire pour un bâtiment standard : 189 kWhep/m².an

RT existant

CEEB : 0.0001

Consommation d'énergie finale : 52 kWhef/m².an

Répartition de la consommation énergétique :

Consommation estimée de 52,3 kWhEF/m²SU.an par simulation thermique dynamique (STD) et calcul physique basé sur le retour d’expérience du bureau d’études Enertech répartie comme suit (coefficient de conversion énergie primaire/énergie finale à 3,25 pour l’électricité pour refléter la réalité physique des pertes de production + distribution sur le réseau électrique français) :
- chauffage : 8,2 kWhEF/m²SU.an (soit 26,5 kWhEP/m²SU.an)
- rafraîchissement : 0,9 kWhEF/m²SU.an (soit 3 kWhEP/m²SU.an)
- éclairage : 22,4 kWhEF/m²SU.an (soit 72,7 kWhEP/m²SU.an)
- électricité spécifique (auxiliaires, ventilation, bureautique, etc. hors éclairage) : 20,8 kWhEF/m²SU.an (soit 67,7 kWhEP/m²SU.an)

Production estimée d’électricité par les panneaux photovoltaïques (360 m² - 60,48 kWc) :
- 56,4 kWhEF/m²SU.an (soit 183,3 kWhEP/m²SU.an)

Plus d'information sur la consommation réelle et les performances :

Nota : le test d’étanchéité à l’air final excluait la cage d’ascenseur, fortement perméable à l’air.

À l’issue de la deuxième année de mesure consécutive à la livraison du bâtiment, la consommation suivante a été mesurée : 68,5 kWhEF/m²SU.an.
Dans le détail, les postes suivants ont été mesurés :
- chauffage : 54,3 kWhEU/m²SU.an (EU pour énergie utile effectivement délivrée en sortie de sous-station représentant la performance réelle du bâtiment en fonctionnement hors performance des systèmes de production) à comparer avec les 29,2 kWhEU/m²SU.an calculés en phase conception et aux 161,1 kWhEU/m²SU.an d’avant rénovation (division par trois). Plusieurs explications à ce dépassement de consommation par rapport aux estimations : une température moyenne intérieure supérieure de 2 °C aux 19 °C retenus pour la STD et une température de distribution d’eau chaude dans les ventilo-convecteurs trop élevée de 5 °C. Le COP annuel de la PAC a été mesuré et calculé à 4,65. La pompe de forage sur la période de chauffe a quant à elle consommé 5,62 kWhEF/m²SU.an soit 0,1 kWhEF/kWhEUchauffage.
- rafraîchissement du bâtiment en été : une consommation d’environ 16,2 kWhEU/m²SU.an a été mesurée soit +136 % par rapport aux estimations. Cette valeur plus élevée de la consommation de froid s’explique principalement par des températures intérieures plus faibles que prévues et une durée de refroidissement plus importante.
- Éclairage : 4,6 kWhEF/m²SU.an dont 3,6 kWhEF/m²SU.an pour les bureaux et 1 kWhEF/m²SU.an pour le parking souterrain.
- électricité spécifique (auxiliaires, ventilation, bureautique, etc. hors éclairage) : elle a représenté 28 kWhEF/m²SU.an.

Le photovoltaïque a quant à lui produit 60,5 kWhEF/m²SU.an.

Le bilan de la 2ème année n’était donc pas à énergie positive réelle du fait de certains écarts aux hypothèses retenues durant la conception évoqués précédemment et par l’absence de certains réglages comme le débit variable de la pompe de forage, le recours renforcé au mode intersaisonnier pour le chauffage et le rafraîchissement, la diminution de la température de consigne du ballon de stockage des PAC, la coupure de CTA le samedi, etc.

La mise en œuvre des préconisations du bureau d’études Enertech ont permis à l’issue de la 3ème année d’atteindre l’objectif de bâtiment rénové à énergie positive avec une réduction de la consommation et une augmentation de la production photovoltaïque.

Consommation initiale : 308 kWhep/m².an

Performance énergétique de l'enveloppe

UBat de l'enveloppe : 0 W.m^-2.K^-1

Plus d'information sur l'enveloppe :

- Mode constructif : béton 22 cm avec isolation intérieure (existante) + extérieure (neuf)
- Isolation murs extérieurs : 8 cm polystyrène expansé (isolant intérieur existant) + 10 cm laine de verre sous bardage pierre ou 14 cm de polystyrène expansé sous enduit (isolants extérieurs ajoutés). Radditionnelle = 3,13 m².K/W.
- Toiture R+1 : 7,7 cm de polyuréthane sur toiture terrasse (dalle alvéolaire 26,5 cm). Radditionnelle = 2,47 m².K/W.
- Toiture R+2 : 13 cm de polyuréthane sur toiture terrasse en (dalle alvéolaire 26,5 cm). Radditionnelle = 4,17 m².K/W.
- Vitrages : doubles fenêtres pour les bureaux (Uw nouvelle fenêtre = 1,6 W/m².K, Uw ensemble double fenêtre = 1,27 W/m².K) ; nouvelles menuiseries double (Uw = 1,6 W/m².K) ou triple vitrage (Uw = 0,79 W/m².K) en bois-aluminium pour les salles de réunion ; mur rideau : le vitrage est remplacé par du double vitrage peu émissif 10-16-4 à lame d’argon (Uw=1,6 W/m².K) ; protections solaires : brise-soleil orientables horizontaux. Menuiseries classées A4 à l’étanchéité à l'air au classement AEV.
- Plancher bas : sur extérieur, isolation sous dalle par Fibrastyrène 15 cm (U = 0,250 W/m².K ) ; sur parking : isolation par flocage 17 cm (U = 0,234 W/m².K)

n50

Etanchéité à l'air : 1

Consommation réelle (énergie finale)

2 013

Systèmes

Chauffage :

Pompe à chaleur géothermique
Ventilo-convecteur

ECS :

Chauffe-eau électrique individuel

Rafraîchissement :

Pompe à chaleur géothermique
Ventilo-convecteur

Ventilation :

Double flux avec échangeur thermique

Energies renouvelables :

Solaire photovoltaïque
PAC géothermique sur nappe

Production d'énergie renouvelable : 103 %

Chauffage et rafraîchissement par PAC eau/eau VCV (x2) sur 1 462 m². Modèle : Vitocal 300 WW 280. Puissance thermique totale de 106,8 kW en chaud et 87,6 kW en froid. COP = 5,6 (non certifié) / EER = 4,62. Générateur hors volume chauffé. Auxiliaire : pompe de forage de puissance 3,5 kWél.
Ventilo convecteurs sur 1 462 m² (chauffage et rafraîchissement). Isolation du réseau : classe 5. Vitesse circulateur : variable avec arrêt si pas de demande. Température de départ fonction de la température extérieure.
Ventilation : VMC bureaux : double flux hygiénique. Puissance spécifique des ventilateurs : 0,21W/(m3/h). Efficacité de l'échangeur à plaques : 82% ; VMC salle de réunion : double flux hygiénique. Puissance spécifique des ventilateurs : 0,38 W/m3.h.
Rafraîchissement : Rafraîchissement par géocooling (PAC bypassée). Le rafraîchissement n’est assuré que par la circulation de l’eau dans le circuit de distribution et d’émission du bâtiment (ventilo-convecteurs), après échange de froid avec l’eau de nappe au travers de l’échangeur également utilisé pour le chauffage. L’eau refroidie après échangeur transite par la PAC mais celle-ci n’est pas en fonctionnement et ne consomme donc pas d’énergie (bi-pass manuel pour passage en mode « été »). La seule énergie utilisée est l’électricité pour faire fonctionner les pompes de circulation d’eau.
Éclairage intérieur : éclairage performant, puissance : 6 W/m² pour 100 lux. Gestion : interrupteur + détecteur de présence.

Photovoltaïque installé sur verrière avec super-structure dédiée rapportée sur la toiture-terrasse principale :
- 360 m² de capteurs monocristallins et amorphes de marque Sanyo orientés Sud-Ouest et Sud-Est et inclinés à 14°
- 60,5 kWc
- 100 % en injection sur le réseau
- onduleurs en local technique sur toiture, sous la super-structure rapportée

Solutions améliorant les gains passifs en énergie : Pas de modifications architecturales (création d’ouvertures vitrées par exemple) permettant d’augmenter les apports solaires. La démarche a plutôt été inverse en cherchant à limiter les surchauffes liée à des apports solaires alors trop importants.

Emissions de GES

Emissions de GES en phase d'usage : 6 KgCO₂/m²/an

Méthodologie : Consommation d’électricité réelle tous usages uniquement avec application d’un taux d’émission par usage suivant la méthode de l’expérimentation E+C-. Émissions rapportées au m²SU.

Évaluation non faite

Analyse du Cycle de Vie :

Menuiseries double et triple vitrage en bois-alu.

Gestion de l'eau

Pas de mesure disponible.

Qualité de l'air intérieur

La qualité de l’air intérieur est favorisée par la présence de ventilations double-flux avec filtres G4 à l’extraction et F7 au soufflage. Il n’y a pas eu d’action spécifique autre pour diminuer les sources de pollution en amont : peintures, colles et lasures, revêtements de sol, produits de nettoyage, etc.

Santé & Confort

L’objectif principal de cette rénovation était la réduction drastique de toutes les consommations énergétiques du bâtiment. Le confort des occupants n’a pour autant pas été oublié, bien au contraire. La recherche d’économies en été par exemple a conduit à limiter fortement le recours à un système actif de rafraîchissement tout en garantissant des températures intérieures confortables (température intérieure maximale mesurée à 25,3 °C en moyenne entre les différents locaux suivis ; température supérieure à28 °C moins de 4 h dans une seule salle en occupation). Une étude poussée de la réaction de l’édifice à des apports solaires importants en été et à des apports internes liés à l’activité humaine en son sein a permis de dégager des solutions passives de maintien des températures intérieures sous un certain seuil. Ainsi, la verrière du hall, marque architecturale forte, a été modifiée pour mieux protéger l’intérieur du bâtiment des surchauffes estivales : mise en place de vitrages à contrôle solaire (FS = 0,22) et brise-soleil orientables (BSO) motorisés installés à l’extérieur. Des BSO motorisés ont également été installés sur toutes les fenêtres verticales avec possibilité pour les occupants d’adapter à leur guise l’orientation.

Concernant le confort visuel, là encore, les économies d’énergie vont dans le sens d’une amélioration du confort des utilisateurs : adaptation des puissances lumineuses aux postes de travail(5-6 W/m² avec 500 lux visés par poste de travail grâce à un mix éclairement global et éclairement ponctuel), lumière naturelle privilégiée quand cela est possible (cellule photoélectrique), détection de présence et temporisation,etc.

Confort thermique calculé : Hiver : T° référence = 19 °C. Été : T° référence hors rafraîchissement = 26 °C.

Confort thermique mesuré : Hiver : 21,7 °C moyen en occupation. Été : 23,8 °C moyen en occupation.

L’isolation acoustique du bâtiment vis à vis de son environnement extérieur a été renforcée par l’utilisation de la ventilation double-flux. Cette technologie permet de supprimer les entrées d’air intégrées aux menuiseries qui sont des « trous acoustiques » dans l’enveloppe.

Le réseau aéraulique bien que conservé a été soigneusement repris pour traiter les ponts phoniques entre locaux.

Les CTA sont équipées de pièges à son afin d’éviter la diffusion du bruit des ventilateurs.

Enfin, les débits et vitesses d’air ont été réglés au plus juste pour limiter les bruits aérauliques dans le réseau.

Facteur lumière naturelle : Non étudié

Coûts de construction & exploitation

Coût des systèmes d'énergies renouvelables : 376 500 €

Coût total : 1 469 000 €
Aides financières : 180 434 €

Informations complémentaires sur les coûts :

PV (hors surtoiture) : 278 270 € HT
PAC avec forage : 98 240 € HT

Facture énergétique

Facture énergétique prévisionnelle / an : 6 236 €

coût énergétique réel / m² : 3.58

Coût énergétique réel : 249.44

Environnement urbain

Le bâtiment est situé sur le plateau de Lautagne à Valence dans une zone d’activités tertiaires éloignée du centre-ville. De nombreux espaces verts sont présents offrant un espace naturel plutôt riche. La zone est desservie par des transports en commun.