L’industrie du béton présente son bâtiment à énergie positive

[Publié le 28 octobre 2010]

Entièrement construit en éléments préfabriqués en béton, sur le site du CERIB (Centre d’Études et de Recherches de l’Industrie du Béton), ÉnerGé a été imaginé pour démontrer grandeur nature les performances énergétiques des systèmes constructifs de l’industrie du béton : confort d’été par inertie thermique du béton, confort d’hiver par isolation thermique performante (performante ; consommation d’énergie primaire : 37 kWh/m2/an et production d’énergie solaire : 47 kWh/m2/an).  Il s’inscrit dans une démarche globale de développement durable (récupération des eaux pluviales, énergies renouvelables, arbres préservés pendant la construction, pompe à haleur air/air, participation d’acteurs locaux) et  illustre aussi la capacité de l’industrie du béton à réaliser des bâtiments esthétiques, s’intégrant parfaitement dans leur environnement, comme en témoignent ses originales façades et autres résilles en béton fibré ultra haute performance (BFUHP).

Ce bâtiment modèle est destiné à remplir une triple fonction :

• une fonction de laboratoire, exclusivement dédié aux essais en caissons thermiques et enceintes climatiques de vieillissement accéléré ;
• une fonction de vitrine permanente dans laquelle sont présentées les innovations de l’industrie du béton pour répondre aux enjeux du Grenelle Environnement ;
• une fonction démonstrateur vis-à-vis des performances énergétiques et esthétiques que sont capables d’atteindre des ouvrages conçus et construits avec des produits préfabriqués en béton.

ÉnerGé se présente sous la forme d’un bâtiment d’un seul niveau de 440 m² de surface intérieure, constitué de deux parties : une partie « fermée » à usage tertiaire de 222 m², et une partie ouverte sur un côté constituant un show-room. Pour atteindre l’objectif de bâtiment basse consommation, les composants du bâti ont fait l’objet d’une sélection particulière en termes d’isolation thermique. Ainsi, l’enveloppe intègre des isolants de très forte épaisseur : entre 10 et 21 cm selon la partie d’ouvrage considérée (façade, dallage, toiture). C’est l’intégration des équipements d’énergie renouvelable qui fait passer ce bâtiment au niveau BEPOS (Bâtiment à énergie positive).

La conception particulière des panneaux de façades, avec des panneaux librement dilatables, assure la continuité thermique entre les différentes parties de l’enveloppe. Ces panneaux sont des produits de qualité, existants sur le marché, et bénéficiant de la nouvelle marque NF Éléments architecturaux en béton fabriqués en usine. Les parties claires sont constituées d’un double vitrage intérieur à l’argon et rupture de pont thermique, d’une lame d’air et d’un simple vitrage extérieur. Une attention toute particulière a porté sur la réduction de tous les ponts thermiques potentiels dans ce type de construction.

Les façades sud, résilles en béton fibré ultra haute performance (BFUHP) sont coiffées de 18 m²  de cellules photovoltaïques en silicium cristallin (2,5 kW), les autres façades étant réalisées en panneaux double peau d’épaisseur totale 30 cm avec isolant thermique intégré dans l’âme des panneaux (U = 0,21 W/m2/K). La toiture en dalles alvéolées en béton précontraint avec 21 cm d’isolant, sont revêtues d’une membrane d’étanchéité intégrant 163 m2 de cellules photovoltaïques souples en silicium amorphe (8,6 kW).

Consommation énergétique : un premier bilan

ÉnerGé a fait l’objet d’une conception particulière afin de réduire au maximum sa consommation énergétique. Une pompe à chaleur air/air réglable (COP : 3,56) assure à la fois les fonctions de chauffage et de ventilation. Lorsque la température extérieure est trop basse, l’appoint est obtenu par une batterie électrique. Le réseau de soufflage/reprise d’air intègre des pièges à son afin de limiter le niveau sonore à l’intérieur du volume chauffé. Pour sa part, l’éclairage a fait l’objet d’exigences spécifiques pour le hall et les locaux techniques : l’équipement est du type fluo-compact basse consommation

Afin de maintenir le bâtiment à son niveau d’exemplarité, un suivi énergétique est au programme pendant trois ans. Il consiste à mesurer les consommations et les productions, pour savoir in fine comment le bâtiment va vivre et évoluer. C’est aussi un des aspects très novateurs du projet. Mais, dès à présent, un premier bilan provisoire a été dressé à la fin du premier semestre 2010 :

1. 1er constat : la production électrique est légèrement supérieure à ce qui a été pris en compte dans l’étude de faisabilité (+ 15 % environ) mais ce résultat est à moduler, d’une part car les calculs pris en compte dans la conception ont été volontairement pessimistes au regard de la réalité, et d’autre part, la période d’observation, de 6 mois seulement, est sans réel recul par rapport aux données moyennes trentenaires prises en compte dans le dimensionnement. De plus, l’hiver 2010 a été marqué par une période d’enneigement et de froid rigoureux plus longue pour la région ;
2. 2ème constat : la consommation d’eau de réseau sur la même période de référence de 6 mois a diminué de 17 %, du fait de la mise en œuvre de la récupération d’eaux pluviales en toiture (réservoir en béton de 13.000 l) ;
3. 3ème constat concernant la consommation énergétique (éclairage + chauffage) : la consommation relative au chauffage seul est supérieure aux données du projet, car la stabilité en température du bâtiment n’est pas encore réalisée (les thermiciens considèrent qu’au moins une saison complète de chauffe est nécessaire). A l’inverse, les consommations d’éclairage sont meilleures que celles envisagées, représentant moins de 10 % de la consommation énergétique totale.