Vers des bâtiments tertiaires autonomes en énergie

Vers des bâtiments tertiaires autonomes en énergie

Perial Développement, promoteur immobilier dans la région niçoise, a réalisé un bâtiment de bureaux à énergie positive à Sophia Antipolis





Le promoteur vise plus loin… selon lui, son bâtiment Natura EnR est une étape décisive vers des bâtiments tertiaires autonomes en énergie. Pour concevoir et construire son premier bâtiment Bepos, Perial Développement a beaucoup réfléchi, réalisé plus d’études préalables que d’habitude et procédé très soigneusement dans ses choix de procédés constructifs, d’entreprises, etc.

 

Mais, souligne-t-il, tout cela n’aurait pas été possible sans sa rencontre avec un client motivé : NSH-Phyderma, spécialisé dans la vente à distance de cosmétique. Le couple Perial-NSH n’en est d’ailleurs pas à son premier essai.

 

 

  1. Les deux bâtiments R+2 construits à Sophia-Antipolis sont orientés Nord-Sud. Leur rez-de-chaussée abrite un parking. Les bureaux se trouvent dans les deux niveaux au-dessus . Doc. PP

 

Depuis 2009, les soixante salariés de NSH occupent le bâtiment Natura 1, premier pas de Perial sur la longue route vers l’autonomie énergétique. L’opération Natura EnR représente la seconde étape.

 

Soigner tous les détails

 

Construits dans la pinède de Sophia-Antipolis sur le territoire de la commune de Mougins, ces deux bâtiments de deux niveaux sont parfaitement orientés nord-sud. Les deux façades principales sont largement vitrées, par de grandes fenêtres à double vitrage, pour favoriser l’éclairage naturel.

 

 

  1. Comme la façade principale est orientée plein sud, les brise-soleil ont été dimensionnés pour bloquer toute irradiation directe en été. Doc. PP

 

Le double vitrage protège contre la chaleur au sud, contre le froid au nord. Les calculs et simulations thermiques ont montré que le triple vitrage n’était pas nécessaire. Côté sud, les brise-soleil fixes ont étés calculés pour empêcher toute irradiation solaire directe en été, tout en la favorisant en hiver.

 

Les deux bâtiments (2.950 m² Shon au total) sont isolés par l’extérieur avec de la laine de roche, recouverte d’un parement de briques. L’étanchéité à l’air a fait l’objet d’un soin particulier (valeur q4 < 0,4). Pour Dominique Chevriaux du cabinet Aubaine, consultant Qualité environnementale et performance énergétique de l’opération, le résultat obtenu est du niveau exigé pour les bâtiments passifs, avec une valeur n50 < 0,6 V/h.

 

Une perméabilité à l’air performante

 

Petit aparté : toute l’Europe mesure la perméabilité à l’air par la méthode dite n50 qui rapporte la perméabilité au volume du local. La France, naturellement, a inventé autre chose : la méthode q4 qui rapporte le débit d’air parasite à la surface de parois déperditives du local considéré.

 

 

  1. Les deux façades nord et sud sont largement vitrées à l’aide d’ouvrants double-vitrage, pour favoriser l’éclairage naturel. Doc. PP

 

Il n’existe aucun moyen de mesurer directement le q4. On commence par mesurer le n50, puis on calcule le q4. Bref, l’enveloppe des bâtiments est performante : orientation idéale, isolation par l’extérieur efficace qui ménage une inertie importante pour favoriser le confort d’été, fenêtres performantes, protection solaires. Restait à choisir les systèmes techniques.

 

Utilisant le logiciel de simulation thermique dynamique Pleïades-Comfie, Dominique Chevriaux a comparé plusieurs solutions : pompes à chaleur sur capteurs enterrés, climatisation-chauffage par pompe à chaleur à absorption raccordée à des capteurs solaires thermiques, puits canadien, etc.

 

 

  1. Les pignons ouest des deux bâtiments seront protégés et rafraîchis par des murs végétalisés, arrondis autour des cages d’escalier de secours. Doc. PP



Simulations thermiques dynamiques

 

Les pac sur capteurs ont été écartées en raison de la nature très rocheuse du sol qui rendait difficile l’installation des capteurs et limitait les échanges thermiques possibles. Le puits canadien a été abandonné pour la même raison. L’absorption n’a pas été retenue en raison du surcoût d’exploitation qu’elle entraîne.

 

 

  1. Le traitement terminal de l’air soufflé dans les bureaux est assuré par des terminaux régulés Airzone. Doc. Daikin

 

Le choix s’est finalement fixé sur une combinaison de trois éléments : 16 Small VRV Daikin RXYSQ4P (8 par bâtiment, 12,6 kW de puissance froid pour une température extérieure de 35°C, EER de 3,89, 14,2 kW de puissance chauffage à +7°C extérieur avec un Cop de 4,56), deux CTA double-flux (une par bâtiment), 48 unités terminales de soufflage Airzone (24 par bâtiment).

 

 

  1. Chacune des 48 unités intérieures gaînables à détente directe de Daikin alimente entre 2 et 4 terminaux Airzone. Doc. Daikin

 

Les très faibles besoins d’ECS sont classiquement satisfaits par de tout petits chauffe-eau électriques quasi-instantanés installés dans chaque bloc sanitaire. Cette solution est devenue la norme en bureaux. Les CTA double-flux, avec un rendement de récupération de chaleur sur l’air extrait de l’ordre de 85%, traitent l’air neuf hygiénique avec des lois de soufflage à 18°C toute l’année.

 

 

 

  1. Chaque toiture abrite 8 DRV Small VRV Daikin RXYSQ4P, une CTA et des panneaux photovoltaïques. Doc. Daikin

 

48 unités intérieures

 

Elles comportent un échangeur à détente directe fluide/air, raccordé au DRV Daikin de manière à maintenir cette loi de température d’air. Les DRV alimentent par ailleurs 48 unités intérieures FXSQ32 P (3,5 kW froid, 4,5 kW chauffage) et FXSQ40 P (4,2 kW froid, 5 kW chauffage).

 

 

 

  1. Les machines  Small VRV Daikin RXYSQ4P affichent un COP de 4,56 en chauffage et un EER (Energy Efficiency Ratio, autrement dit le COP en mode froid) de 3,89. Doc. Daikin

 

Ces unités intérieures soufflent de l’air recyclé chaud ou froid dans les diffuseurs Airzone. Ces diffuseurs sont par ailleurs alimentés en air neuf par les CTA et pourvus d’un volet motorisé pour la régulation de la température de soufflage finale.

 

 

  1. Les panneaux photovoltaïques SunPower sont orientés plein sud et inclinés à 45°. 50 kWc sont posés sur chaque bâtiment et devraient produire au moins 120kWhEP/m².an. Doc. Daikin

 

Les unités Airzone assurent le mélange air neuf/air recyclé et régulent la température se soufflage. La position de leur volet motorisé est en effet pilotée par des thermostats d’ambiance de zone qui déterminent la quantité d’air issu des unités gainables Daikin qui sera mélangée dans chaque Airzone avc l’air neuf issu des CTA.




Une GTB WIT

 

 

  1. Le bâtiment est piloté par une GTB WIT qui communique avec l’éclairage et toutes les installations HVAC. Doc. PP

 

L’ensemble de l’installation est piloté par une GTB Wit. L’automate Witpilote l’éclairage par un bus Dali. Les CTA sont adressées par un bus ModBus TCP. Les VRV et les unités intérieures Daikin communiquent avec l’automate Wit par ModBus sur RS485. L’installation photovoltaïque en toiture avec ses onduleurs SMA et l’automate sont liés par TCP/IP, le protocole d’internet, et des messages en XML.

 

 

 

  1. L’automate WIT adresse les différentes installations techniques en DALI (éclairage), ModBus (TCP pour les CTA et les unités de soufflage Airzone, sur RS485 pour les VRV Daikin). Doc. PP

 

La GTB possède trois missions principales : le très classique renvoi d’alarmes vers l’exploitant, le comptage détaillé de toutes les consommations énergétiques et leur renvoi vers les occupants, zone par zone. Wit a proposé à Perial Développement d’utiliser des tablettes communicant en WiFi avec leur automate pour visualiser chaque zone, ses consommations, ses équipements consommateurs d’énergie, etc.

 

 

 

  1. La GTB communique avec l’éclairage en bus DALI à travers un automate Wago, relié en ModBus TCP à l’automate WIT. Doc. PP

 

La GTB et les applications Wit permettent aussi de reconfigurer facilement l’installation, dans le cas les occupants du bâtiment  réaménageraient leurs locaux et déplaceraient leurs cloisons. Finalement, les deux bâtiments Natura EnR qui ont coûté 4,6 millions d’Euros, devraient consommer environ 50 kWhEP/m².an pour les 5 usages de la RT et 70 kWhEP/m².an pour les autres usages (bureautique, éclairage extérieur…).

 

 

 

  1. La GTB WIT est connectée en WiFi à des tablettes. Ce qui permet de visualiser l’état de l’installation pour chaque quart de plateau, de modifier les consignes, de consulter les consommations d’énergie et leur historique, etc. Doc. PP

 

Des panneaux photovoltaïques sur chaque bâtiment

 

Les besoins de climatisation sont évalués à moins de 10 kWhEP/m².an et l’installation a été dimensionnée avec une puissance installée de 30 W/m². Les consommations de chauffage représenteront moins de 5  kWhEP/m².an, avec un dimensionnement à 30 W/m².

Pour compenser ces consommations, 50 kWc de panneaux photovoltaïques ont été installés sur chaque bâtiment et devraient générer 120 à 130 kWhEP/m².an. Ce qui dégage un faible solde positif.

Perial Développement va observer de près le fonctionnement de ces deux bâtiments durant deux ans, en construire deux ou trois du même genre dans différentes configurations. Puis les enseignements seront tirés pour passer à l’étape suivante : l’autonomie énergétique.




Lauréat PreBat et certification BDM

 

 

 

  1. L’installation électrique est équipée de petits compteurs divisionnaires pour comptabiliser les consommations d’électricité usage par usage. Doc. PP

 

L’opération Natura EnR a été lauréate de l’Appel à Projet PreBat “100 bâtiments exemplaires à basse consommation en PACA”. Ce qui entraîne une conséquence intéressante. Le bâtiment sera instrumenté et analysé durant au moins deux ans après sa mise en service, grâce à un soutien financier de l’Ademe.

 

 

  1. L’alimentation électrique des prises vertes peut être coupée de manière centralisée pour réduire les consommations d’électricité. Doc. PP

 

Perial Développement a équipé ses bâtiments de compteurs électriques divisionnaires, correctement installés, capables de mesurer les consommations éclairage, bureautique… La GTB Wit enregistre et répartit les consommations chauffage, ventilation et climatisation par unité élémentaire de surface louable – des quarts de plateaux de bureaux.

 

 

 

  1. Les parkings sous chaque bâtiment disposent chacun d’une prise électrique pour recharger des véhicules. L’installation électrique globale est dimensionnée pour en installer davantage si cela s’avère nécessaire. Des prises pour le rechargement des vélos électriques seront également installées à l’extérieur des bâtiments.

 

Toutes ces données seront transmises au Bureau Veritas, chargé de leur analyse. Le bâtiment a également obtenu le niveau Or de la démarche BDM (Bâtiment Durable Méditerranéen, http://polebdm.eu/). La démarche BDM est une adaptation des certifications de performance énergétique au climat et aux habitudes e vie du pourtour méditerranéen. Selon Dominique Chevriaux du BE Aubaine, initiée en PACA, la démarche BDM s’est désormais étendue au Languedoc-Rousillon et environ 210 bâtiments sont certifiés BDM aujourd’hui.

 

 

Source : batirama.com / Pascal Poggi

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