École maternelle Charles Perrault à Montchanin

rÉdactiON : GreeN cOachiNG cOMMuNicatiON, BOurGOGNe BâtiMeNt duraBle // cONcePtiON GraPhiQue : FuGlaNe // crÉdits PhOtOs et illustratiONs : adeMe BOurGOGNe et Pierre cOMBier / dÉceMBre 2012
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École maternelle
Charles Perrault
à Montchanin
Cette école maternelle, construite dans les années
1970, nécessitait une très importante mise aux
Montchanin (71)
Maître d’ouvrage
COMMUNE DE MONTCHANIN
Maître d’œuvre
SCAP PERCHE BOUGEAULT
Cadre de l’opération
APPEL À PROJETS BÂTIMENTS BASSE ÉNERGIE 2007
programme conjoint Conseil régional de Bourgogne - ADEME
PROGRAMME PREBAT
Date de livraison
JUILLET 2009
Surface Hors Œuvre Nette (SHoN)
697 m2
www.bourgogne-batiment-durable.fr
normes. En 2007, l’équipe municipale alors en place
a décidé, plutôt que de la rénover, de la reconstruire
à neuf en privilégiant le confort, la basse consommation énergétique et la pérennité du bâtiment. En
2009, c’est un bâtiment performant et très compact
qui a vu le jour. Ses points forts sont une très bonne
étanchéité à l’air, une isolation des murs par l’extérieur,
une récupération de chaleur sur l’air extrait et
un recours important à l’éclairage naturel.
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l’école maternelle charles Perrault est un bâtiment comportant trois salles
d’exercices, une salle d’activité, une salle de repos, une bibliothèque et
des bureaux. dans le cadre de l’appel à projets régional, le maître d’ouvrage a
bénéficié, dès la constitution des équipes, d’une démarche d’accompagnement
sur la performance énergétique. les échanges entre l’architecte, les cabinets
d’études et les entreprises ont permis d’atteindre un objectif de consommation
d’énergie primaire* de 39 kWhep / an.m2 shON. c’est 2,5 fois moins qu’un
bâtiment conforme à la réglementation thermique 2005 en vigueur à la date
de la construction.
*voir définition page 4
Des choix énergétiques
et acoustiques efficaces
afin de respecter des contraintes d’alignement, l’école n’a pas pu bénéficier d’une orientation
optimale pour capter un maximum d’énergie solaire gratuite. Néanmoins sa compacité, son
excellente isolation et ses baies vitrées bien positionnées rendent l’école très peu énergivore.
DES APPORTS ET
UNE PROTECTION SOLAIRE
MAîTRISÉS
Les menuiseries extérieures sont en boisaluminium ou aluminium à rupture de ponts
thermiques avec double vitrage 4/16/4 à
faible émissivité et gaz argon (Uw = 1,54
W/m2.K). La protection solaire est assurée
par des stores extérieurs motorisés à lames
orientables en aluminium.
l’isolation par l’extérieur des murs avec 16 cm de laine de roche et la toiture végétalisée sur bac
acier apportent une très bonne inertie thermique tout en garantissant de faibles déperditions
de chaleur. les besoins de chauffage sont compensés par un plancher chauffant basse température,
alimenté par une chaudière gaz à condensation avec brûleur modulant. la régulation, avec sonde
de température extérieure, se fait par zone d’occupation. la chaudière gaz couvre aussi
les besoins en eau chaude sanitaire via un ballon de stockage de 300 litres.
Pour un meilleur confort acoustique des classes, les cloisons intérieures sont constituées d’un
doublage de 8 cm de laine minérale avec une plaque de plâtre standard et une autre perforée.
les plafonds suspendus bénéficient aussi de cette amélioration acoustique résultant de la pose
de plaques perforées.
Une étanchéité à l’air très soignée
et une ventilation performante
une attention particulière a été portée sur l’étanchéité à l’air du bâtiment. Grâce au travail
conjoint de l’architecte et des entreprises, la performance atteinte est conséquente : la perméabilité
à l’air i4 (pression de 4 Pa) mesurée est de 0,2 m3/h.m2, soit 6 fois moins que la règlementation
thermique en vigueur lors de la construction. la réalisation d’un carnet des détails de la
construction, avec des plans très précis, a permis de préparer et faciliter le travail sur le chantier.
la mise en œuvre soignée des entreprises a concrétisé le travail de préparation de l’architecte.
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Pour maîtriser le renouvellement d’air nécessaire aux différentes zones, deux modules de
ventilation double flux avec des débits variables et une récupération de chaleur ont été installés :
un pour les salles de classes et de repos et un autre pour le reste de l’établissement (débit maxi :
1200 et 975 m3/h, efficacité de l’échangeur : 85 %). la régulation permet la sur-ventilation nocturne
afin de rafraîchir le bâtiment à moindre coût lors des fortes chaleurs.
Toute la lumière sur
la gestion de l’éclairage
dans cet établissement, avec des besoins de chauffage très faibles, les consommations prévisionnelles
d’énergie pour l’éclairage représentent un pourcentage important : 40 % de la consommation en
énergie primaire et plus du tiers des dépenses soit 456 € par an sur un total de 1 287 € en données
prévisionnelles. Pour éclairer le couloir central, l’architecte a fait la part belle à l’éclairage naturel en
créant un dôme avec des vitrages verticaux en toiture.
ce système est complété par des lampes fluocompactes avec des détecteurs de présence. au goût
de l’architecte, le niveau de luminosité important imposé par les normes en vigueur déclenche
trop souvent l’éclairage artificiel. sans cela, les bilans énergétique et financier pourraient être encore
meilleurs.
parties vitrées
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Le dôme de to
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Détail du dôme
(source : SCAP Perche-Bougeault)
Diminution de la pollution
de l’air intérieur
afin de limiter l’émission de polluants et préserver la qualité de l’air intérieur, les finitions ont été
réalisées avec des peintures sans odeur à base de résines alkydes en émulsion ou acryliques, disposant
de la certification NF environnement. ces peintures présentent une faible teneur en composés
organiques volatils réduisant ainsi les émissions polluantes.
Gérard
STANKIEWICZ
Gérant
MENUISERIE
AUBOEUF
(Saint Vallier - 71)
uN artisaN
tÉMOiGNe
Les suisses et les autrichiens
montrent la voie
« Notre entreprise existe depuis 1965 et je la
dirige, accompagné de six ouvriers et deux
secrétaires. Depuis plusieurs années, je suis
l’évolution des matériels en me rendant dans
différents salons spécialisés. Je dois dire que
les suisses et les autrichiens me paraissent très
en avance sur nous. Nous avons vraiment apprécié de travailler pour l’école de Montchanin,
car c’était, pour mon équipe, l’occasion d’acquérir de nouvelles compétences.
Un respect minutieux
des consignes de pose
Pour la pose des menuiseries extérieures de ce
chantier, notre entreprise a eu des échanges
très instructifs avec le fabricant et l’architecte
pour atteindre les objectifs ambitieux qui ont
été fixés. La performance finale tient, bien sûr,
à la technicité des produits retenus mais aussi
au respect des consignes de mise en œuvre.
La qualité de pose des joints en pourtour des
menuiseries a été un élément fondamental de
notre travail. Nos efforts ont été récompensés
par les bons résultats des contrôles d’étanchéité à l’air. C’était quasiment parfait, seuls
quelques trous de serrure laissaient échapper
un peu d’air.
Exceptionnel aujourd’hui…
standard demain
Je suis étonné par les performances des bâtiments à basse consommation énergétique, et
si, bien sûr, je ne suis pas le seul corps de métier
concerné, je suis fier d’y participer. J’espère
que ces procédés innovants deviendront rapidement des standards et que de plus en plus
de maîtres d’ouvrage exigeront d’atteindre
cette performance. À l’avenir on n’aura quasiment plus besoin de chauffage dans ce type
de bâtiment, c’est à peine croyable ! »
La maîtrise de l’eau
à tous les niveaux
LE DOUBLE EFFET DE
LA TOITURE VÉGÉTALISÉE
une attention particulière a été portée aux aménagements extérieurs pour éviter une trop
grande imperméabilisation des sols avec des espaces engazonnés devant l’école, des plantations
en périphérie de la cour et le long du chemin piéton d’accès à l’école, des jardinets devant les salles
de classe et un revêtement infiltrant dans le jardin pédagogique.
Une toiture végétalisée permet, après en
avoir absorbé et évaporé une certaine quantité, de limiter et retarder le rejet des eaux
de pluie dans le réseau. En outre, elle a une
capacité de régulation thermique grâce au
stockage de la chaleur dans l’épaisseur du
substrat végétal, ici de 9 cm.
dans la cour, un réservoir de 1 000 litres permet la récupération des eaux de pluie qui sont
collectées depuis le toit du préau. cet équipement est utilisé pour l’arrosage des espaces verts
de l’école.
coté sanitaires, la distribution d’eau est équipée de mitigeurs électroniques avec système de
limitation de température et d’aérateurs-limiteurs de débit. les chasses d’eau des Wc disposent
d’un système à double débit 3 ou 6 litres.Grâce à ces équipements, l’école utilise seulement 1,5 m3
d’eau par élève et par an soit une réduction de 50 % par rapport à la moyenne française en milieu
scolaire.
PERFORMANCES
DU BÂTIMENT
Consommation*
prévisionnelle
en énergie finale
(kWhef / an.m² SHON)
Consommation*
prévisionnelle
en énergie primaire
(kWhep / an.m² SHON)
Coefficient
de conversion
d’énergie finale/
primaire
Chauffage (gaz)
15,6
1
15,6
Eau chaude sanitaire
(estimation
consommation gaz
+ électricité)
1,2
1
1,2
Auxiliaires
0,2
2,58
0,5
Ventilation
2,5
2,58
6,4
Éclairage
5,9
2,58
15,3
TOTAL
25,4
39
* Consommation d’après étude RT 2005, en kilowattheures par an et par mètre carré de surface hors œuvre nette.
Consommations réelles en cours d’analyse.
10 kWh 1 litre de fioul
Consommation d’énergie primaire
39
85
0
100
200
370
300
400
kWhep / an.m² SHON
Émissions de gaz à effet de serre
9
0
5
10
15
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19
20
500
6 km
30
25
30
25
30
kg CO2 e / an.m² SHON
Facture énergétique (hors coûts d’entretien)
1,85 4
0
5
10
15
21
20
Euros TTC / an.m² SHON (2010)
École Charles Perrault (usages réglementaires)
Bâtiment équivalent respectant la réglementation thermique 2005
Moyenne des bâtiments tertiaires en France (tous usages)
CO2 e : équivalent dioxyde de carbone
primaire :
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énergie finale
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Pour l’électric
e primaire.
kWh en énergi
équivaut à 2,58
BILAN FINANCIER
Coût de l’opération (hors foncier)
TRAVAUX
HONORAIRES
TOTAL
Montant HT
% du coût total
Coût par m² SHON
1 160 704 € HT
90 %
1 665 € HT
128 553 € HT
10 %
185 € HT
1 289 257 € HT
100 %
1 850 € HT
Aides financières
MONTANT
Objet
Préfecture
270 000 €
Dotation globale d’équipement
des communes
Conseil général de Saône et Loire
151 016 €
Aide aux constructions scolaires
Conseil régional de Bourgogne
79 300 €
Aide à l’investissement
(Appel à Projets Bâtiments Basse Énergie 2007)
Ministère des collectivités
territoriales
10 000 €
Aide exceptionnelle
TOTAL
510 316 €
Économie prévisionnelle pour 30 années de service
par rapport à un bâtiment équivalent conforme aux exigences rt 2005
Énergie
Gaz à effet de serre
Facture énergétique
(hors coûts d’entretien)
968 000 kWhep* évités
soit l’équivalent de
96 800 litres
de fioul.
207 540 kg CO2 e* évités
soit l’équivalent de
1,2 millions de km
en voiture.
93 000 ¤* économisés
soit
7 % du coût initial HT
du bâtiment.
* kWhep : kilowattheure
d’énergie primaire
Base de calcul : 0,169 kg CO2 e / km
(moyenne 2009 des émissions
du parc de véhicules particuliers
en France).
* Avec inflation du prix de l’énergie
de 4, 2 % par an
* CO2 e : équivalent dioxyde
de carbone
Marie-Anne
PERCHE
Architecte
SCAP PERCHE
BOUGEAULT
(Blanzy - 71)
l’architecte
tÉMOiGNe
Des apports extérieurs
très formateurs
« Nous avons voulu un bâtiment compact et
lumineux. Nous avons aussi souhaité des solutions performantes et, en même temps, très
éprouvées comme le chauffage gaz à condensation associé à un plancher chauffant basse
température, la récupération de chaleur sur
l’air extrait et l’isolation par l’extérieur. Dans
la démarche de l’appel à projets régional, nous
avons apprécié les apports et compétences
des cabinets spécialisés qui se sont joints à
nous. C’est toujours enrichissant de pouvoir
échanger nos points de vue et utiliser des
outils innovants comme la simulation thermique dynamique. Cela nous a obligé parfois
à remettre en cause certains choix, mais tout
ça est très constructif.
Quand les entreprises
se surpassent
Atteindre une perméabilité à l’air exceptionnelle
a été un véritable défi car il faut y porter une
attention toute particulière avec plusieurs
corps de métiers. Nous avons apprécié l’engagement des entreprises à rechercher les bons
produits et à revoir leurs méthodes habituelles
de travail pour accéder aux performances
souhaitées.
L’après-chantier aussi important
que l’avant
Dans le cadre d’un bâtiment communal, il y a
plusieurs intervenants et niveaux de responsabilité. L’engagement de tous les acteurs à
se mobiliser pour atteindre les performances
attendues a été délicat à mettre en place, mais
il est nécessaire à la réussite du projet. En
tant qu’architectes, nous livrons un bâtiment
fini et les outils utiles à sa bonne gestion. Le
maintien des performances dans le temps
dépend ensuite de l’implication des utilisateurs.
C’est à cette condition que je serai pleinement
satisfaite d’avoir participé à la mutation environnementale en route actuellement dans le
secteur de la construction. »
La Simulation Thermique
Dynamique : un outil d’aide
pour une bonne conception
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Dans un bâtiment à basse consommation énergétique, assurer une température confortable en hiver n’est pas
vraiment un problème. Cependant il est impératif de maîtriser le confort d’été pour éviter d’avoir recours à la
climatisation. Réalisée en amont de l’étude thermique réglementaire, une Simulation Thermique Dynamique
(STD) permet d’appréhender le comportement du bâtiment et de déterminer le nombre d’heures d’inconfort
dû à une température intérieure trop élevée en été. Par convention, on considère qu’il y a inconfort lorsque la
température intérieure est supérieure à 27°C.
Afin de minimiser les consommations hivernales et estivales, et selon les zones d’occupation du bâtiment, la
STD a pour objectif de vérifier ou d’optimiser les choix de conception concernant le niveau d’isolation, l’inertie
et l’exposition à l’ensoleillement.
Cette aide à la décision est très appréciée des équipes de conception même si elle nécessite quelques fois de
modifier radicalement la conception du bâtiment et son implantation. C’est un investissement en matière
grise indispensable pour les économies d’énergie et le confort des usagers.
Pour l’école maternelle de Montchanin, qui n’a pas recours à la climatisation, la STD prévoit moins de 21 heures
par an au-dessus de 27°C (pour les températures résultantes d’été entre mai et septembre).
La dynamique régionale est en marche
Association de type Loi 1901 créée le 12 avril 2011
à l’initiative du Conseil régional de Bourgogne
et de l’ADEME, Bourgogne Bâtiment Durable
est le fruit d’un partenariat initié en 2008 entre
les partenaires publics et les organisations
professionnelles.
Plateforme de ressources et de dialogue autour
de la construction durable, ses objectifs principaux
sont de mener des actions dans le champ de la
qualité environnementale des bâtiments et mobiliser les acteurs de la région Bourgogne impliqués
dans ce secteur d’activités.
Centre de ressources régional sur la qualité
environnementale des bâtiments, Bourgogne
Bâtiment Durable s’adresse à tous les publics
bourguignons, porteurs de projets et professionnels du bâtiment. Il propose différentes ressources
techniques, réglementaires, économiques et
bibliographiques, une revue de presse mensuelle,
des outils pratiques, des publications ainsi que des
rencontres et échanges sur les grandes thématiques d’actualité de la construction durable.
FICHE RÉALISÉE DANS LE CADRE DE L’ACTION DU CENTRE DE RESSOURCES AVEC LE SOUTIEN FINANCIER DE :
Pour plus d’informations sur
les opérations exemplaires
et retrouver la centaine de lauréats
des appels à projets du Conseil régional
et de l’ADEME Bourgogne, vous pouvez
consulter les dossiers techniques et
la base de données sur les réalisations
bourguignonnes :
www.bourgogne-batiment-durable.fr
Une revue de presse mensuelle est
également disponible gratuitement.
rÉdactiON : GreeN cOachiNG cOMMuNicatiON, BOurGOGNe BâtiMeNt duraBle // cONcePtiON GraPhiQue : FuGlaNe // crÉdits PhOtOs et illustratiONs : adeMe BOurGOGNe et Pierre cOMBier / dÉceMBre 2012
ZOOM TECHNIQUE
MOINS DE
21 HEURES PAR AN
AU-DESSUS
DE 27°C