http://www.ekopolis.fr/sites/default/files/docs-joints/REX-JLMarqueze-120509 by Laurent PEREZ

Groupe scolaire Jean-Louis Marquèze, Limeil-Brévannes (94)

©L+S Goldstein

Retour d’expérience 12 mai 2009

Coupe en perspective de principe

Ekopolis est un projet francilien porté par l’Union régionale des CAUE en partenariat avec les membres fondateurs : l’ADEME, l’ARENE, la DIREN, la DREIF et la Région.

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Préambule Ce document est la restitution du premier retour d’expérience mis en place et conduit par Ekopolis, dans le but de diffuser aux acteurs de la construction des informations fiables, concrètes et réelles, sur des projets franciliens innovants en matière de durabilité. La méthode suivie s’inspire de l’expérience menée par les CAUE d’Ile-de-France dans le cadre de l’Observatoire de la qualité architecturale du logement et du programme de recherche européen LENSE. Elle est présentée dans le document Méthode de retour d’expérience – bâtiments, disponible sur le site internet d’Ekopolis : www.ekopolis.fr/realisations/retours-experiences. La démarche est mise en place avec - et pour - les acteurs du projet (élus, maîtres d’ouvrage, maîtres d’œuvre, entreprises et usagers), auprès desquels un travail d’investigation est mené en procédant à des interviews et des visites. Des données singularisant la démarches des acteurs, les méthodes mises en œuvre et leurs applications concrètes sont collectées. L’analyse est restituée sous forme d’une visite commentée du projet, accompagnée d’une grille de lecture explicitant le « profil » du projet selon les trois dimensions du développement durable. Chacune des dimensions est examinée selon plusieurs buts, divisés en objectifs, en explicitant les méthodes utilisées pour traiter chacun des objectifs. 9 autres projets franciliens ont été identifiés pour faire l’objet de retours d’expérience en 2009 : > 12 logements de l’Astrolarbre à Paris (75), KOZ > Pôle administratif des Mureaux (78), Hesters & Barlatier > Restructuration du lycée J.B. Corot à Savigny-sur-Orge (91), Dusapin & Leclercq > Parc nautique de l’Ile de Monsieur à Sèvres (92), 2AD > Ecole élémentaire et centre de loisirs Guillaume Apollinaire à Bondy (93), Phileas > Stade nautique Maurice Thorez à Montreuil (93), Eric Lemarié > Centre technique municipal de Bonneuil (94), Pierre Lombard > Résidence pour jeunes travailleurs à Roissy (95), Chanson Wagner > Olivarius Apart’Hotel à Cergy (95), AIR.

Sommaire Visite commentée 1 > Historique et acteurs du projet 2 > Insertion urbaine et territoire 3 > Diagnostic de site et programme 4 > Aménagements extérieurs et biodiversité 5 > Espaces intérieurs et lumière naturelle 6 > Enveloppe et performance 7 > Equipements et construction 8 > Usages

p4 4 5 6 8 9 12 14 16

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Profil développement durable Dimension environnementale Dimension sociale Dimension économique

p 18 18 19 20

> > > >

Annexes Liste des entretiens Bibliographie Liste des documents Glossaire

p 21 21 21 22 23

Fiche technique

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p 24

Repères Programme : 5 classes de maternelle et 7 classes élémentaires

Surface : 2 935 m2SHON* , 2 800 m2SDO* Coût travaux : 5 800 000 €HT , 2 070 €HT /m2SDO*

Localisation : Groupe scolaire Jean-Louis Marquèze 7 rue Jean Marie Prugnot 94 450 Limeil-Brévannes

Maître d’ouvrage : Mairie de Limeil-Brévannes AMO Environnement : TRIBU Architecte : Agence Lipa & Serge Goldstein BET Environnement : Cabinet Hubert Pénicaud

Date de livraison : novembre 2007

Né de la volonté politique de la municipalité de Limeil-Brévannes et du savoir faire des partenaires du projet, le groupe scolaire Jean-Louis Marquèze, première pierre du projet de nouveau quartier des « temps durables », est la première école « zéro énergie » en France. Pour atteindre cette performance, un suivi des consommations électriques a été mis en place : elles dépendent fortement des comportements des utilisateurs, aussi l’aspect pédagogique est-il primordial. « L’objectif zéro énergie est effectivement un objectif auquel doivent concourir maître d’ouvrage, maître d’œuvre, bureaux d’études, entreprises, gestionnaire, usagers… L’équipe de conception pourra notifier que dans telles conditions de climat et d’utilisation ses calculs déterminent un certain niveau de performance, mais elle ne peut s’engager ni sur l’usage, ni sur la gestion du bâtiment qu’elle ne maîtrise absolument pas et dont elle n’a même aucune connaissance. Par contre, avec un acteur (exploitant) qui maîtrise la gestion du bâtiment, il devient possible d’être très exigeant sur les résultats produits par les installations. » Alain Bornarel, TRIBU, AMO environnement

* Ce terme est expliqué dans le glossaire

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Visite commentée 1 / HISTORIQUE ET ACTEURS DU PROJET « Depuis son adhésion à l’association Eco Maires en 2003, la ville de Limeil-Brévannes s’est engagée activement dans une démarche respectueuse de l’environnement. Depuis 2005, ces volontés, cet engagement politique, s’intensifient et se matérialisent par le projet et la construction du groupe scolaire Jean-Louis Marquèze, permettant ainsi à la commune de dépasser les principales recommandations internationales en terme de développement durable. La mairie s’est d’abord engagée dans le projet de quartier des « temps durables ». Le groupe Jean-Louis Marquèze est prévu pour être l’école du futur quartier. Tribu et Adelante ont été choisis comme assistant à maîtrise d’ouvrage (AMO) environnement et programmiste et ont présenté à la mairie 9 scénarios sur la performance énergétique du programme comparés à un bâtiment standard de l’époque. Comparant ainsi les surinvestissements et les gains énergétiques, le maire a choisi l’option la plus performante, « Energie Zéro ». » Jean-Pascal Delonne, Maire adjoint aux affaires scolaires, Mairie de Limeil-Brévannes Armelle Billaudelle, DGAS, Mairie de Limeil-Brévannes

Programmation et consultation : Janvier – Mars 2005 Concours : Juillet – Novembre 2005 Etudes : Janvier – Mai 2006 Appels d’offre : Avril – Septembre 2006 Chantier : Novembre 2006 – Novembre 2007 Janvier 2005

Janvier 2006 Etudes

Appels d’offre

Chantier

Liste des acteurs interviewés : > Elu : Jean-Pascal Delonne, Maire adjoint aux affaires scolaires, Mairie de Limeil-Brévannes > Maîtrise d’ouvrage : Armelle Billaudelle, Directrice générale adjointe des services (DGAS), Mairie de Limeil-Brévannes Alain Bornarel et Edith Akiki, Bureau d’étude (BET) TRIBU, AMO environnement > Maîtrise d’œuvre : Lipa et Serge Goldstein, Architectes Hubert Pénicaud, BET environnement Magali Thysse et Guillaume Tapin, BERIM, BET tous corps d’état et économiste > Entreprises : Gregory Fournier, Entreprise Billiet, Menuiseries extérieures > Usagers : Christine Sabatier, Directrice, Groupe scolaire JL Marquèze Laurence Delporte, Enseignante, Groupe scolaire JL Marquèze Roselyne Bornil, Agent territorial spécialisé des écoles maternelles (ATSEM), Groupe scolaire JL Marquèze

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Décembre 2007

Concours

> Programmation

Janvier 2007

2 / INSERTION URBAINE ET TERRITOIRE La carte scolaire a été modifiée pour cette nouvelle école. Les enfants habitent dans le voisinage, mais les transports motorisés peuvent être nécessaires pour les enseignants ou les déplacements scolaires. Le quartier, à dominante pavillonaire et proche d’une zone d’activités, est accessible en bus depuis les stations de Boissy-Saint-Léger (RER A, à 5 min), Villeneuve-Saint-Georges (RER D, à 15 min) et Créteil Préfecture (Métro ligne 8, à 20 min).

« Nous avons essayé de donner une dimension publique au projet, sans trop casser l’échelle par rapport au contexte du site pavillonnaire : faire en sorte de jouer avec la forme de la parcelle en mettant en perspective sa profondeur. » Lipa et Serge Goldstein, Architectes

SItuation du groupe scolaire JL Marquèze dans son territoire

« L’école est bien perçue dans le quartier, elle s’intègre bien dans le contexte pavillonnaire car le bâtiment est perpendiculaire à la rue. En tout cas je n’ai jamais entendu d’écho négatif, et les riverains l’appellent ‹ la belle école ›.[...] Il n’est pas commode de venir en vélo : les rues avec stationnements latéraux n’ont pas de pistes réservées aux vélos. Les enfants viennent à pied ou en voiture lorsque les parents les déposent en allant à leur travail, seulement 2 ou 3 viennent en vélo. Le pédibus n’a pas encore été mis en place, il le sera a priori pour le futur quartier des temps durables. Les transports scolaires s’effectuent soit en bus (pour la piscine par exemple qui se trouve à 2 ou 3 km), soit à pied pour le gymnase (800 m environ, 10 min). Une dépose rapide pour les voitures a été prévue dans une rue voisine. » Christine Sabatier, Directrice du groupe scolaire

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3 / DIAGNOSTIC DE SITE ET PROGRAMME

©TRIBU

La mairie disposait d’un site dans cette zone : un ancien centre technique municipal sur une parcelle étroite en forme de L. L’étude de faisabilité a permis de mettre en évidence les nuisances locales, notamment sonores (axe aérien d’Orly, axes routiers principaux), ainsi que les opportunités d’utilisation d’énergies solaire, de récupération des eaux de pluie et de ventilation naturelle.

Schéma des nuisances locales

Précipitations : la régularité du régime des précipitations au cours de l’année est favorable à la récupération des eaux pluviales.

©TRIBU

« La faisabilité constitue le bon outil pour assurer la cohérence entre programme et futur projet. Il s’agit d’imaginer un ou plusieurs scénarios de réalisation du projet sur le terrain. En tant qu’AMO développement durable, nous avons l’habitude de compléter ces scénarios : → sur des critères de notre domaine (prise en compte des contraintes d’aménagement durable à l’échelle du territoire, des contraintes environnementales du site, évaluation des futures consommations énergétiques, validation des niveaux de performance en qualité d’ambiance … → par une évaluation du surcoût d’investissement des choix de développement durable et des gains en exploitation, en énergie primaire*, CO2, déchets nucléaires. » Alain Bornarel, TRIBU, AMO environnement

Répartition annuelle des vents pour les prévisions de ventilation naturelle : l’orientation des vents est sud-ouest et nord-est.

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* Ce terme est expliqué dans le glossaire

©TRIBU

Irradiation solaire incidente transmise (en kWh/m².jour - azimut Sud 45 °) permettant d’estimer les apports d’énergie solaire.

Courbe des températures moyennes mensuelles (en °C) : la température maximale moyenne est de 24°C en juillet, le climat est tempéré d’hiver comme d’été.

©TRIBU

« Une analyse de sol a montré une pollution aux hydrocarbures contenue, la terre a donc été enlevée ponctuellement, et non systématiquement jusqu’à une certaine profondeur. Au dernier moment, pendant le chantier, il a tout de même fallu prévoir une ventilation mécanique du vide sanitaire, et l’air vicié est rejeté au dessus du bâtiment. Cette méthode est peut-être excessive puisqu’on permet de ventiler naturellement les parkings. » Hubert Pénicaud, BET environnement

Photo du site et des bâtiments d’origine (centre technique municipal)

« Le projet du cabinet Goldstein a été retenu car tout en étant très performant, il gardait une apparence d’école classique sans insister sur son contenu technique. Les couloirs très larges sont un autre aspect positif du projet, et la cour de l’école élémentaire sur le toit, même si elle préoccupait la mairie au début, fonctionne finalement bien. » Armelle Billaudelle, DGAS, Mairie de Limeil-Brévannes

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4 / AMÉNAGEMENTS EXTÉRIEURS ET BIODIVERSITÉ Pour répondre au programme en respectant les règles du plan local d’urbanisme (PLU), comme par exemple l’obligation de conserver 40% de la parcelle en pleine terre, les architectes ont utilisé la surface de toiture comme espace récréatif. Les cours en pavés drainants ainsi que les noues diminuent l’impact du projet sur le réseau public de collecte des eaux de pluies. Des arbres sont plantés et des espaces végétalisés laissés au libre développement des espèces favorisent la biodiversité. L’étude de la course du soleil (héliodon) a permis de positionner les volumes sans ombrager les espaces récréatifs.

RDC PANNEAUX PHOTOVOLTAIQUES

COUR MATERNELLE

rue AIRE DE LIVRAISON

RDC TOITURE VEGETALISEE

CAPTEURS SOLAIRES

Jean - Marie

RDC

R+1

R+1 R+2 PANNEAUX PHOTOVOLAIQUES

COUR ELEMENTAIRE R+2

RDC PARVIS

JARDIN POTAGER DE CLASSE

©Cabinet H. Pénicaud

ACCES MATERNELLE

AUVENT

CONSTRUCTION DU GROUPE SCOLAIRE JL MARQUEZ "ZERO ENERGIE " A LIMEIL BREVANNES (94) Lipa & Serge GOLDSTEIN Architectes

©L&S Goldstein

PRUGNOT

ACCES ELEMENTAIRE

Plan masse et organisation des aménagements extérieurs : au sud-ouest, l’entrée et la cour de rassemblement, au sud-est les parcelles de culture et au nord la cour de récréation de l’école maternelle

Etude des ombres portées du bâtiment sur les espaces extérieurs

©CAUE91

« Au sud devant les classes de maternelle, on trouve des parcelles de cultures pédagogiques. Avec l’équipe enseignante, nous voulions laisser une parcelle en friche « herbes folles » pour suivre avec les enfants l’évolution des végétaux sur un sol en libre développement. » Christine Sabatier, Directrice du groupe scolaire

©Stephan Lucas

Vue sur les parcelles de culture

Cour de récréation des classes élémentaires

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« Le bâtiment étant très isolé, les revêtements extérieurs et donc les dalles sur la terrasse sont à la température de l’air : en hiver elles sont recouvertes de glace et la cour est impraticable. C’est pourquoi il a été rajouté sur toute la surface de la cour un gazon synthétique permettant une utilisation de la cour par tous temps. » Lipa et Serge Goldstein, Architectes

©CAUE91

« Pour les eaux usées et eaux vannes c’est un rejet intégral classique, les eaux de pluies sont collectées au sol par des noues filtrantes qui servent aussi à temporiser l’écoulement des eaux d’orage dans le réseau d’assainissement de la ville. » Alain Bornarel, TRIBU, AMO environnement

Noue engazonnée et cour d’accueil des élèves

5 / ESPACES INTÉRIEURS ET LUMIÈRE NATURELLE

10m

Plan du Rez-de-Chaussée

Le plan du bâtiment se développe longitudinalement du sud-est au nord-ouest : le rez-de chaussée accueille vers la rue les parties communes et en fond de parcelle la maternelle, tandis que les classes élémentaires sont situées au premier étage. Les deux écoles sont prévues pour fonctionner séparément. Toutes les salles de classes sont orientées sud/sud-est et séparées du couloir de distribution longitudinal par des vitres pour permettre un éclairage naturel sur deux côtés. Cependant, cette solution en réduit la surface de murs disponibles pour l’affichage pédagogique.

CONSTRUCTION DU GROUPE SCOLAIRE JL MARQUEZ "ZERO ENERGIE " A LIMEIL BREVANNES (94) Lipa & Serge GOLDSTEIN Architectes

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TOITURE VEGETALISEE

©Stephan Lucas

PANNEAUX PHOTOVOLTAÄQUES

TOITURE VEGETALISEE

Coupe Longitudinale

Plan du premier étage : les classes élémentaires sont alignées sur la façade sud/sud-est

CONSTRUCTION DU GROUPE SCOLAIRE JL MARQUEZ "ZERO ENERGIE " A LIMEIL BREVANNES (94) Lipa & Serge GOLDSTEIN Architectes

COUR PRIMAIRE

CIRCULATION R+1

PREAU MATERNELLE

CIRCULATION RDC

SALLE DE JEUX ET MOTRICITE

CIRCULATION R+1

STOCKAGE

PREAU MATERNELLE

CIRCULATION RDC

SALLE DE JEUX ET MOTRICITE

CLASSE

COUR PRIMAIRE

VIDE SANITAIRE

CLASSE

VIDE SANITAIRE

Coupe transversale sur la salle de motricité et les salles de classe

CONSTRUCTION DU GROUPE SCOLAIRE JL MARQUEZ "ZERO ENERGIE " A LIMEIL BREVANNES (94) Lipa & Serge GOLDSTEIN Architectes

Schéma de principe d’éclairage naturel, la trémie en toiture n’a finalement pas pu être réalisée

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©Stephan Lucas

STOCKAGE

CLASSE

©Stephan Lucas

©CAUE91

Salle de classe élémentaire au premier étage : les baies ouvrantes de la façade sud pour la ventilation naturelle sont protégées par des grilles, le faux-plafond est partiel pour laisser passer l’air et rafraichir le plafond en béton

©Stephan Lucas

Couloir du premier étage : les ouvrants à côté des portes de chaque classe permettent la ventilation naturelle traversante

« La sécurité incendie s’est révélée très complexe du fait des contraintes de ventilation naturelle imposées par le programme environnemental. La solution de ventilation naturelle de jour avec les ouvrants à côté des portes est peut être exagérée. » Magali Thysse et Guillaume Tapin, BERIM, BET tous corps d’état et économiste

Couloir du rez-de-chaussée : les ouvertures zénithales apportent beaucoup plus de lumière que les pavés de verre

« On avait eu une grande discussion sur l’utilisation du pavé de verre, le cabinet Goldstein y tenait beaucoup et Tribu ne croyait pas à son intérêt, en terme d’apport de luminosité. Ici avec l’abondance de lumière naturelle, leur apport est négligeable. [...] L’idée de mettre des affiches sur les vitres de la classe ne me gène pas. Les classes ont déjà beaucoup de lumière. Quitte à mettre des affiches, il vaut mieux utiliser le côté Sud qui donne directement sur l’extérieur, cela perturbe moins l’éclairement à l’intérieur. [...] Le surdimensionnement des circulations en rez-dechaussée et à l’étage est un choix des architectes. Actuellement les enfants de l’école élémentaire et maternelle entrent dans l’école par un seul hall alors qu’il est prévu deux halls d’entrée distincts. » Hubert Pénicaud, BET environnement

* Ce terme est expliqué dans le glossaire

©Cabinet H. Pénicaud

Les simulations d’éclairement permettent de vérifier théoriquement que l’objectif de facteur de lumière du jour (FLJ)* minimum est atteint

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6 / ENVELOPPE ET PERFORMANCE

©L+S Goldstein

Les objectifs de performance thermique doivent faire l’objet d’une attention continue de la part des différents intervenants pendant tout le processus de conception-réalisation-exploitation : orientation des locaux, limitation des pertes de l’enveloppe, efficacité des équipements techniques, détails d’exécution, mise en œuvre rigoureuse pour éviter les ponts thermiques et surtout formation des utilisateurs aux dispositifs mis en place.

Détails d’exécution

Isolation des fondations

Descriptif

U (W/m2K)

Laine minérale (18cm )

0,19

Toit terrasse Polyuréthanne (15 cm) sur dalle végétalisé béton, étanchéité bitume, drainage, substrat

0,19

Toit terrasse

0,19

Polyuréthanne (15 cm) sur dalle béton, étanchéité bitume, dalle béton sur plots

Menuiserie Bois + triple vitrage extérieure Ubat

« Nous avons dû produire des détails d’exécution très précis, notamment pour éviter les ponts thermiques : chaque angle du bâtiment a requis un carnet de coupes de détails et d’axonométries. » Lipa et Serge Goldstein, Architectes

Uw= 1,2 à 1,6 0,39

©Cabinet H. Pénicaud

Source : fiche TRIBU

Simulation thermique dynamique sur la semaine la plus chaude : avec une enveloppe très isolante pour consommer peu de chauffage en hiver, le bâtiment risque de surchauffer en été. Avec la ventilation naturelle, des faux plafonds ajourés, et les occultations baissées on arrive à des températures internes maximales très proches des températures externes

©Cabinet H. Pénicaud

Murs

©L+S Goldstein

Niveau d’isolation

Les consommations de chauffage ont été estimées par simulation sur toute la saison de chauffe

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©Stephan Lucas

Intégration des panneaux photovoltaïques en façade sud

« Quant à la mise en œuvre de panneaux photovoltaïques en façade Sud, qui perdent environ 30% par rapport à l’optimal, il s’agit d’un effet pervers aberrant de la condition d’intégration au bâti qui conduit à des solutions moins efficaces » Alain Bornarel, TRIBU, AMO environnement

PREAU PRIMAIRE

PREPARATION REPAS

CIRCULATION RDC

SALLE CLASSE ELEMENTAIRE

SALLE A MANGER

VIDE SANITAIRE

AIRE D'ARRIVEE DES PRIMAIRES

CHEMINEMENT

NOUE

©L+S Goldstein

CIRCULATION R+1

Coupe transversale et ventilation naturelle

CONSTRUCTION DU GROUPE SCOLAIRE JL MARQUEZ "ZERO ENERGIE " A LIMEIL BREVANNES (94) Lipa & Serge GOLDSTEIN Architectes

« En hiver, fonctionne une ventilation double flux et dès la fin de la saison de chauffe on fonctionne en ventilation naturelle. Ce sont les enseignants qui régulent en intervenant sur les ouvrants vitrés ménagés sur la circulation générale et sur les baies en façade selon leur convenance. [...] En période de forte chaleur un dispositif d’ouïes en façade des classes permet durant la nuit d’introduire un air neuf rafraîchissant les structures (planchers et plafonds partiellement seulement traités en faux-plafond) pour retarder l’élévation des températures intérieures par rapport aux extérieures. » Alain Bornarel, TRIBU, AMO environnement

« La ventilation est contrôlée par un asservissement à détecteur de présence pour les classes, et à détecteur de CO2 pour les salles à nombre de personne variable (salle de motricité, CDI, salle à manger). » Hubert Pénicaud, BET environnement

©ARENE

« Dans la salle d’évolution de la maternelle située en rez-de-chaussée, la lumière zénithale est introduite en terrasse par des trémies couvertes par des diffuseurs en polycarbonate et voûtes en aluminium perforée pour protéger la salle des rayons directs du soleil. » Alain Bornarel, TRIBU, AMO environnement

Voutes en aluminium perforé pour l’éclairage zénithal de la salle de motricité

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7 / EQUIPEMENTS ET CONSTRUCTION Après avoir optimisé l’enveloppe du bâtiment pour minimiser les déperditions de chaleur, les équipements techniques doivent être dimensionnés efficacement pour minimiser les consommations d’énergie. Certaines entreprises n’avaient pas les compétences pour répondre aux prestations demandées : les rupteurs de pont thermique pour les acrotères n’ont pas été intégrés par exemple et il a fallu refaire des détails d’exécution en début de chantier pour isoler toute l’acrotère. L’entreprise de menuiseries bois extérieures a été très difficile à trouver. Pour son premier chantier de cette envergure, elle a dû développer des chassis spéciaux pour supporter les triples vitrages.

Echangeur primaire externe et appoint centralisé séparé

©L+S Goldstein

Schéma de principe du système d’eau chaude sanitaire (ECS)

©L+S Goldstein

Pour éviter les ponts thermiques dans le vide sanitaire, les passages de réseaux doivent être isolés par une mousse isolante : des schémas de principes ont été établis par les architectes.

Mise en place de la ventilation double flux

©L+S Goldstein

« Les données du programme prévoyaient d’utiliser une nappe phréatique à 6 m, mais la productivité s’est révélée insuffisante, il a fallu finalement forer à 70 m (12 °C) (études hydrogéologiques par ANTEA) » Magali Thysse et Guillaume Tapin, BERIM, BET tous corps d’état et économiste

Pompe à chaleur

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©CAUE94

« Un capteur solaire photovoltaïque horizontal perd environ 10% en efficacité solaire, mais la quantité produite par l’ensemble des panneaux est bien plus intéressante car la surface de couverture est plus importante. » Alain Bornarel, TRIBU, AMO environnement

Mise en place progressive des panneaux photovoltaïques en toiture

« L’entreprise intègre depuis longtemps les contraintes écologiques dans le choix de ses matériaux : sont utilisés uniquement des lasures en phase aqueuse, et les déchets sont recyclés. [...] Le chantier ne permettait pas de tri des déchets, notamment parce qu’il n’y avait pas de place (une seule benne). L’entreprise a donc rapporté ses déchets à l’usine pour les trier. » Gregory Fournier, Entreprise Billiet, Menuiseries extérieures

Matériaux et principes constructifs : Ossature

Béton

Façade

Béton

Toiture

Béton

Menuiserie extérieure

Bois

Revêtement de sol

Linoléum, Carrelage

Cloison

Légère

Isolation

Laine de roche

Systèmes énergétiques et énergies renouvelables : Ventilation double flux avec récupérateur de chaleur en hiver Surventilation naturelle en été Ventilation naturelle traversante Pompe à chaleur puisant dans la nappe phréatique 750 m2 de cellules photovoltaïques en toiture et façades Capteurs solaires pour l’eau chaude sanitaire (ECS) : 30 m2 couvrent 60 % des besoins, capacité de stockage de 1 000 L Eclairage artificiel géré par gestion technique centralisée (GTC) en fonction de l’occupation et de l’éclairage naturel

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8 / USAGES Pour parvenir à l’objectif «zéro énergie», la maîtrise d’ouvrage a missionné EDF R&D pour réaliser le suivi instrumentalisé des consommations électriques. Les bilans réguliers mis en place permettent de vérifier les hypothèses de conception : les usagers contrôlent leurs consommations d’énergie et le réglage des équipements est affiné. Après une année de mise en route, un premier bilan interprétable portant sur la deuxième année sera établi en septembre 2009, et le présent document sera mis à jour avec les consommations réelles du bâtiment. A part quelques problèmes d’usage dans les salles de classe, le personnel et les enfants de l’école apprécient ce nouveau lieu. Des échanges renforcés entre les concepteurs, l’équipe pédagogique et les services municipaux permettraient de mieux exploiter le bâtiment et ses opportunités de sensibilisation à l’environnement. « Un contrat de suivi des consommations énergétiques a été établi avec EDF R&D pour 3 ans. La première année, les chiffres n’étaient pas représentatifs, à cause notamment d’une panne de la pompe à chaleur, et de réglages à effectuer. » Armelle Billaudelle, DGAS, Mairie de Limeil-Brévannes

Un suivi des consommations est en cours. Un premier bilan pourra être tiré en septembre 2009

étude

réel

Consommations d’énergie primaire* en kWhEP /m2SDO*.an

Consommations d’énergie finale* en kWhEF /m2SDO*.an

Chauffage

Eau chaude sanitaire (ECS)

Cuisine

Éclairage

Ventilation

Divers

Total

4,2

Total

24,2

Source : fiche TRIBU, avec SDO* = 3 137 m² Les consommations réelles seront mises à jour en septembre 2009

Consommations d’énergie : > Consommations de chauffage : 7 kWh/m2.an > Consommation totale d’énergie : 23 kWh/m2.an (soit 62 000 kWh/an au total) Production locale d’énergie : > Installation en toiture de panneaux solaires photovoltaïques de puissance 80 kWc, fournissant plus de 70 000 kWh/an revendus au réseau. Source : Cabinet H. Pénicaud

• S urfaces : La SHOB (Surface Hors Œuvre Brute) et la SHON (Surface Hors Œuvre Nette) sont constituées notamment de surfaces closes non chauffées et extérieures. La surface habitable (SH) est par contre celle qui rend le service figurant au cahier des charges du bâtiment, et la SDO (Surface dans Œuvre) est calculée comme la somme des surfaces de plancher de chaque niveau de construction calculée à partir du nu intérieur des façades. La SDO ou SH sont donc plus appropriées pour comparer quantitativement plusieurs projets.

• L ’énergie primaire est celle puisée dans la nature, transformée ensuite avec plus ou moins de pertes en énergie finale : celle qu’on achète. Raisonner en énergie primaire, c’est donc créer une incitation pour améliorer les chaînes de transformation et rendre obligatoire la maîtrise de l’énergie. > Olivier Sidler, Rénovation à basse consommation d’énergie des logements en France, Août 2007, http ://sidler.club.fr – 16 –

* Ce terme est expliqué dans le glossaire

étude

réel

Bilan des consommations électriques en phase DCE (kWh/an et kWh/m2SDO*.an) Éclairage

9 673

3,45

16%

Chauffage (pompe à chaleur)

19 600

7,00

33%

Eau chaude sanitaire (restant après solaire)

3 200

1,14

Ventilation mécanique contrôlée (VMC)

9 300

3,32

16%

Cuisine liaison froide

6 678

2,39

11%

Autres (prises électrique pour PC et autres)

11 526

4,12

19%

59 977

21,42

Total

Source : TRIBU, livret de bord HQE phase dossier de consultation des entreprises (DCE), avec SDO* = 2800 m² Les consommations réelles seront mises à jour en septembre 2009 étude

Durée de vie en années

réel

Pollutions CO2 (Kg.m2SDO*.an)

Déchets nucléaires (G/m2SDO*.an)

Source : fiche TRIBU, avec SDO* = 3 137 m² Les pollutions réelles seront mises à jour en septembre 2009

Structure béton armé

Façades bois rétifié, alu, béton de fibre

Façade briques

Couverture (étanchéité)

Menuiseries extérieures

Acidification

Chauffage Ventilation Climatisation (CVC)

Eutrophisation*

Eclairage

Ecotoxicité aquatique

Revêtement de sol

Toxicité humaine

Source : TRIBU, volet qualité environnementale du programme

15 à 30

Production d’ozone* photochimique Odeur Eau utilisée Utilisation des ressources abiotiques Déchets inertes produits Le projet n’a pas fait l’objet d’une analyse de cycle de vie (ACV)

©CAUE91

« On a besoin de plus d’espaces d’affichage, surtout que les classes sont toutes en doubles niveaux, quand l’enseignante s’occupe d’une partie des élèves, l’autre partie doit se référer à des affichages. Les classes ont été conçues pour 20 enfants, aujourd’hui ils sont 26 et on prévoit d’en avoir 30 par classe. Il n’y a pas d’espace pour les réunir, faire un petit atelier. » Laurence Delporte, Enseignante

Vue d’une salle de classe élémentaire : les enseignants ont besoin d’espaces d’affichage

« Quand on fait du découpage on apprend aux enfants à ramasser les papiers. Ils sont très bien éduqués et se rendent compte eux-mêmes d’un papier à ramasser, de l’eau à économiser. » » Roselyne Bornil, Agent territorial spécialisé des écoles maternelles (ATSEM) * Ce terme est expliqué dans le glossaire

« La surface des classes est une donnée programme (50 m2), et les contraintes ne permettaient pas de faire plus. » Lipa et Serge Goldstein, Architectes

« J’espère qu’il y aura d’autres écoles comme ça » » Christine Sabatier, Directrice du groupe scolaire – 17 –

Profil développement durable

DIMENSION ENVIRONNEMENTALE

Objectif

Mise en œuvre

LUTTE CONTRE LE DEREGLEMENT CLIMATIQUE

Diminuer la consommation d’énergies non renouvelables pour le bâtiment

Les consommations de chauffage (isolation), d’eau chaude sanitaire (apport solaire) et d’électricité spécifique (ventilation naturelle et éclairage basse énergie) ont été limitées. Elles font l’objet d’un suivi des consommations réelles.

Diminuer la consommation d’énergies non renouvelables dans les transports

Un pédibus doit être mis en place avec le futur quartier. Il n’y a pas de piste cyclable pour accéder au bâtiment.

Lutter contre la destruction de la couche d’ozone stratosphérique*

Pas d’analyse de cycle de vie (ACV).

Limiter la formation locale d’ozone troposphérique*

Pas d’ACV.

DÉVELOPPEMENT DE LA BIODIVERSITÉ

Réduire les sources d’eutrophisation*

Pas d’ACV.

Revaloriser les territoires à faible valeur écologique (faune, flore, sols)

Une partie de la toiture est végétalisée (sedum), pelouses sur sols en pleine terre.

Valoriser les espèces végétales indigènes

Une bande de terrain est laissée en friche – A titre éducatif l’équipe pédagogique voulait laisser une des parcelles de culture pour les enfants se développer seule pour pouvoir observer les espèces indigènes, alors que le service des espaces verts de la mairie veut en faire un massif de fleurs.

Prendre en compte les habitats des espèces animales, existantes ou nouvelles

UTILISATION RAISONNÉE DES RESSOURCES ET RÉDUCTION DES DÉCHETS

Prendre en compte les spécifications et les impacts en cycle de vie des matériaux et éléments de construction

Pas d’ACV – Sols souples en linoléum – Revêtement bois remplacé par clins en fibre-ciment – La compacité du bâtiment due à l’exiguïté de la parcelle a conduit à placer la cour de récréation de l’école élémentaire sur le toit, et du fait de la surisolation du bâtiment, les dalles de revêtement gelaient en hiver. Une pelouse synthétique a donc été installée sans en mesurer l’impact.

Favoriser les matériaux locaux, de qualité et gérés durablement

Bois certifié pour les menuiseries, en résineux d’Europe du nord.

Minimiser la production de déchets non dangereux pendant les phases de chantier et de fonctionnement

Déconstruction de l’ancien bâtiment de la parcelle.

Minimiser la production de déchets à risques pendant les phases de chantier et de fonctionnement

Lasure en phase aqueuse pour les menuiseries.

Minimiser la consommation d’eau potable

Equipement des sanitaires avec robinetterie à débit contrôlé et WC double commande. Pas d’évaluation ni de suivi des consommations.

Gérer la ressource eau

Noues végétales pour tamponnage des eaux pluviales. Cour avec dalles perméables.

Réutiliser des sites déjà urbanisés

Le site était déjà occupé par un bâtiment de la mairie (ateliers municipaux).

Limiter l’étalement urbain

Le bâtiment est très compact vu l’exiguïté de la parcelle, et est construit sur la parcelle d’un ancien bâtiment.

Utiliser et décontaminer des terrains pollués

Le terrain était pollué (hydrocarbures), dépollution partielle et vide sanitaire ventilé mécaniquement.

Gestion de l’environnement et des risques

Limiter les impacts environnementaux liés à l’organisation et à la gestion Évaluer les risques climatiques locaux

Limité aux règles de calcul.

Évaluer les risques géophysiques locaux

Limité aux règles de calcul.

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* Ce terme est expliqué dans le glossaire

DIMENSION SOCIALE

Objectif

Mise en œuvre

BIEN-ÊTRE DES PERSONNES

Améliorer le confort lumineux

Classes en double orientation : objectif de FLJ* minimum : 2 % dans les classes élémentaires, 1,5 % dans les classes maternelles. Les pavés de verre n’apportent pas plus de lumière.

Améliorer le confort thermique

Isolation homogène de l’enveloppe, ventilation double flux, rafraichissement nocturne pour confort d’été par ventilation naturelle : tirage thermique nord/sud.

Améliorer le confort acoustique

Correction acoustique des salles de classes.

Améliorer la qualité de l’air intérieur et le confort olfactif

Mauvaises odeurs lors du nettoyage des sols dans certaines pièces (incompatibilité avec les détergents utilisés). Contrôle du taux de CO2 dans les locaux à effectif variable.

Améliorer la qualité de l’eau potable Utiliser des matériaux sains et améliorer le confort tactile

Peintures eco-label européen. Mobilier à faible émission de formaldéhyde.

Prendre en compte la satisfaction des usagers

Enquête sur usagers : directrice, enseignante, personnel d’entretien.

Améliorer la qualité de l’espace d’usage

Larges couloirs, mais les salles de classes sont trop petites : elles ne permettent pas l’activité pédagogique pour les maternelles.

Faciliter l’accès à l’espace d’usage

Aisé, larges couloirs.

Améliorer la qualité des espaces extérieurs (opération, îlot, quartier)

Solarisation de la cour en toute saison : simulation des ombres portées étudiée.

Faciliter l’accès aux espaces extérieurs (jardins, parcs)

Aisé.

Préserver la santé des occupants

DIVERSIFICATION DES DÉPLACEMENTS ET MOBILITÉ ACCRUE

Améliorer l’accessibilité et la proximité entre l’habitat, les lieux de travail et les équipements publics et services

A pied pour le gymnase, en bus pour la piscine. Les enfants habitent dans le quartier (pavillonnaire).

Améliorer l’accessibilité aux réseaux de transports collectifs

Pas de transport en commun pour le ramassage scolaire.

Améliorer l’offre de liaisons piétonnes protégées pour l’accès direct aux équipements publics de quartier

Trottoirs protégés. Un pedibus doit être mis en place avec le futur « quartier des temps durables ».

Améliorer l’offre de liaisons cyclables protégées

Pas de pistes cyclables.

Améliorer l’offre de véhicules partagés (co-voiturage, location ..)

Protection des biens et des personnes

Améliorer la protection des biens et des personnes (risques humains : vols, agressions)

Stationnements vélos et véhicules du personnel dans l’enceinte de l’école.

Améliorer la protection des biens et des personnes (risques du bâtiment : incendies, chute d’éléments de façade)

Application de la réglementation incendie et exercices périodiques. Filet autour de la cour en toiture.

Prendre en compte les règles de sécurité des ouvrages (Catastrophes naturelles : risques telluriques, climatiques, incendies)

Application des règlements.

Améliorer la sécurité sur le chantier

VALORISATIONS SOCIALES ET CULTURELLES

Informer, consulter et faire participer le public sur l’opération et son rôle futur au sein du quartier, de la ville

Consultation de directeurs et enseignants volontaires désignés par le ministère.

Intervenir avec des effets sociaux bénéfiques localement Favoriser les attitudes éthiquement et socialement responsables pour l’utilisation du bâtiment

Les usagers rencontrés sont motivés par une attitude responsable.

Limiter les nuisances sur l’environnement et la communauté locale pendant le chantier Limiter les nuisances sur les bâtiments voisins et la communauté locale du projet fini

L’immeuble donnant sur la cour en toiture pourrait être dérangé par le bruit pendant les récréations, mais il n’y a pas de plaintes.

Améliorer la qualité du concept du projet et suivre les objectifs du programme pendant toute son élaboration

Désignation d’un AMO environnement et BET environnement pendant tout le projet : utilisation d’outils de simulation pour l’évaluation des impacts en consommation d’énergie, confort et santé. Implication des architectes dans la maîtrise de l’exécution.

Adapter le concept du projet à la forme et à l‘esthétique du contexte

Travail sur l’insertion urbaine, le bâtiment plait aux riverains.

* Ce terme est expliqué dans le glossaire

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DIMENSION ECONOMIQUE

Objectif

Mise en œuvre

VALORISATION DU FINANCEMENT ET GESTION DE L’OPÉRATION

Conduire une analyse fonctionnelle précise du projet (adéquation au contexte territorial, aux aspirations de la clientèle ou usagers, aux critères de faisabilité économique de l’opérateur, prévoir au plus juste pour ne pas surdimensionner.)

La maîtrise d’ouvrage a fait appel à un programmiste et à un AMO environnement.

Prévoir des espaces partagés et multifonctionnels

La salle polyvalente sert de salle de réunion en dehors des horaires d’ouverture des activités scolaires.

Optimiser la valeur d’usage du cadre bâti et réduire les coûts de construction et de financement

Utilisation de la surface de toiture pour un espace récréatif hors sol.

Améliorer les standards de construction et de gestion

Un suivi des consommations est en cours afin de corriger les erreurs et de parvenir aux objectifs.

ÉVALUATION SUR LA DURÉE DE VIE DES INVESTISSEMENTS FINANCIERS

Évaluer en coût global la construction - Coordonner et standardiser les méthodes et collectes de données pour obtenir une meilleure expertise de la valeur du projet en tant qu’aide à la décision

Pas de prise en compte des retours sur investissements. Pas d’évaluation en coût global : les coûts de maintenance sont globalisés sur tous les bâtiments municipaux.

Appliquer une analyse multicritères incluant gestion du risque et coût global pour évaluer le projet sur ses qualités et performances et non sur la seule valeur du coût d’investissement Apprécier la valeur d’échange du patrimoine immobilier à différentes échéances, qualité pérenne, maîtrise des temps de retour sur investissements Estimer la valeur d’usage pour les propriétaires ou occupants pour qui le bâtiment est construit Prévoir l’adaptabilité de la construction, la flexibilité des espaces, l’évolutivité de l’enveloppe, et la déconstructibilité

Le bâtiment pourrait être converti pour d’autres usages (bureaux par exemple).

Étudier des modes opératoires aisés pour les travaux de maintenance (court et long terme)

EVALUATION DES IMPACTS INDIRECTS

Favoriser les emplois, services spécialisés et productions locaux

Promouvoir l’excellence et l’innovation technique, utiliser l’image de marque et la communication externe

Sensibilité aux économies d’électricité, d’eau et aux espèces végétales. Cogestion entre l’équipe pédagogique et les enfants. Les enseignants sont en attente d’une formation sur l’ensemble du potentiel de ressources du bâtiment.

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Annexes Liste des entretiens

Entretien avec : > Alain Bornarel et Edith Akiki, Bureau d’étude TRIBU, AMO environnement, 26/03/2008 > Lipa et Serge Goldstein, Architectes, 15/01/2009 > Magali Thysse et Guillaume Tapin, BERIM, BET tous corps d’état et économiste, 26/01/2009 > Jean-Pascal Delonne, Maire adjoint aux affaires scolaires, et Armelle Billaudelle, Directrice générale adjointe des services (DGAS), Mairie de Limeil-Brévannes, 04/03/2009 > Gregory Fournier, Entreprise Billiet, Menuiseries extérieures, 11/03/2009 > Christine Sabatier, Directrice, Laurence Delporte, Enseignante, et Roselyne Bornil, Agent territorial spécialisé des écoles maternelles (ATSEM), groupe scolaire JL Marquèze, 12/03/2009 > Hubert Pénicaud, BET environnement 14/04/2009

Bibliographie

> Eco-conception des bâtiments et des quartiers, Bruno Peuportier, Mines ParisTech, collection sciences de la terre et de l’environnement, nov. 2008 > Limeil-Brévannes première école française « zéro énergie », C.M., les Cahiers technique du bâtiment n°283, nov. 2008, pp. 21-26 > Zéro énergie de conduite, Fabian Tubiana, Environnement Magazine – Initiatives – Hors série Développement durable n°7, avr. 2008, p.15 > Limeil-Brévannes première école française « zéro énergie », Frédéric Siret, Le Moniteur, 20/07/07, p.20 > Architecture responsable et développement durable, (DVD), Conseil national de l’ordre des architectes, 2009 > L’école écologique, reportage Canal+, l’édition spéciale, 10/02/09 > L’école à ‘’énergie positive’’ de Limeil-Brévannes, reportage TF1, 17/11/07 à 13h – 21 –