Nouvelles architectures écologiques by INFOPRO DIGITAL

Catherine Charlot-Valdieu Philippe Outrequin

ARCHITECTURES ÉCOLOGIQUES Préface de Nathalie Kosciusko-Morizet Vaste panorama des initiatives concrètes déjà à l’œuvre en France et en Europe en matière de transition énergétique appliquée à l’architecture et à l’urbanisme. À travers la loi n° 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte, de nombreux secteurs, et notamment celui du bâtiment, doivent désormais contribuer à l’effort de sobriété et d’efficacité énergétique. Le domaine de la construction représente à lui seul 40 % des consommations d’énergie finale et près de 25 % des émissions de gaz à effet de serre de notre territoire. L’un des défis majeurs de la filière consiste ainsi à renforcer la performance énergétique dans le neuf et la réhabilitation. Richement illustré, cet ouvrage permet de découvrir, analyser et comprendre vingt-huit opérations – maisons, bâtiments, complexes immobiliers, éco-quartiers… – parmi les plus exemplaires en matière de développement soutenable. Reparties en huit chapitres qui représentent autant d’enjeux auxquels devront répondre les stratégies immobilières et territoriales de demain, ces réalisations sont décrites selon une approche tout à la fois socio-économique, architecturale et technique. Ainsi, chaque opération fait l’objet : – d’une analyse détaillée du contexte et du cahier des charges ; – d’une synthèse de la démarche conceptuelle et énergétique ; – d’une description des caractéristiques de l’enveloppe et des équipements thermiques ; – et d’une présentation du suivi énergétique, de l’analyse des coûts et du point de vue des usagers. Passionnant pour les architectes, ce livre est une source précieuse de références pour puiser des idées et les réadapter à d’autres projets ; il l’est tout autant pour les élus, les maîtres d’ouvrage, les ingénieurs et les membres des services techniques des collectivités. Il s’adresse également aux acteurs économiques, entrepreneurs et promoteurs, etc., à la recherche d’inspiration et d’innovation, et enfin à tout citoyen engagé dans la mise en œuvre d’une société post-carbone. Catherine Charlot-Valdieu est économiste et spécialiste en conception et évaluation des éco-quartiers. Elle est responsable de l’association Suden pour la promotion du développement urbain durable. Philippe Outrequin est expert des questions d’énergie et de développement urbain durable. Il a créé La Calade, un bureau de conseil et d’assistance en aménagement durable et stratégies énergétiques.

ISBN 978-2-281-11930-5

NOUVELLES ARCHITECTURES ÉCOLOGIQUES

NOUVELLES

ARCHITECTURES ÉCOLOGIQUES Catherine Charlot-Valdieu Philippe Outrequin

28 opérations exemplaires en matière de transition énergétique

Photographies de couverture © Gerard van Beek Fotografie

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Sommaire

Liste des sigles et abréviations 7 Préface 9

3. Un logement qui valorise toutes les sources d’énergie 159 Les différents systèmes de récupération de chaleur

Les enjeux de la transition énergétique pour le logement 11 1. Des acteurs responsables 23 Des stratégies d’acteurs 23 Des habitants responsables 26 Une logique citoyenne 28 1.01. Lodenareal : le plus grand complexe immobilier passif d’Europe 34 1.02. Le Village olympique d’Innsbruck : 13 bâtiments passifs 46 1.03. Hôtel Explorer Neuschwanstein : des bâtiments passifs dans le secteur hôtelier 52 1.04. Résidence passive pour les salariés de l’hôtel Schwarz 58 1.05. Zénobe Gramme : transformation d’une friche industrielle en logements et bureaux passifs 64 1.06. Brutopia : Habitat participatif pour 29 logements passifs et 4 surfaces commerciales 72

159

Les apports solaires 162 L’efficacité énergétique des systèmes techniques 163 3.01. Cotentin Falguière : réhabilitation facteur 4 d’un immeuble parisien 168 3.02. Éco-quartier Boule Saint-Genevieve : récupération de la chaleur des eaux usées 180

4. Un logement qui utilise son énergie au moment où il en a besoin 191 Gestion active de l’énergie et smart grids 192 Production locale d’énergie 195 4.01. La maison Efficiency House Plus : une maison autonome, y compris pour les déplacements 200 4.02. Kergrid : un bâtiment intelligent intégré au réseau électrique 212 4.03. Grand Carcouët : 2 bâtiments à énergie positive de grande qualité architecturale 218

5. Une logique environnementale 233 Approche bioclimatique 233

2. Un logement très bien isolé 85

Analyse de cycle de vie 233

Logement neuf, NZEB et nZEB, Bepos 85

Bilan carbone : choix des procédés et matériaux 234

La performance thermique de l’enveloppe 88

La biodiversité et le logement 237

La rénovation énergétique des logements existants

Qualité sanitaire 240

Une enveloppe parfaitement étanche 96

5.01. Le projet Réhafutur 1 : transition énergétique et écologique 244 5.02. Bâtiments bas carbone sur l’éco‑quartier Clichy-Batignolles 254

L’inertie thermique des bâtiments passifs 97 Le rôle du BIM (ou maquette numérique) dans le bâtiment 98 2.01. Immeuble 2226 : un bâtiment zéro énergie 102 2.02. Le jardin des Frênes et La Levantine : des logements sociaux passifs 110 2.03. La résidence Eichgut : bâtiment passif et certification Minergie P 122 2.04. Baaderstrasse 7 : une des premières réhabilitations passives en Europe 130 2.05. Résidence Voltaire : réhabilitation passive de deux bâtiments 138 2.06. Brogården : réhabilitation facteur 4 de 16 immeubles 146

6. Une logique économique 269 Coût de la construction 269 Le secteur du bâtiment : des modèles économiques très disparates 270 Industrialisation de la production 272 Coût global 275 Le financement du logement très performant 280 6.01. Weberhaus, des maisons passives à ossature bois préfabriquées 282

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6.02. Réhabilitation passive de grands ensembles des années 50 et 70 288 6.03. Requalification d’une barre à Tourcoing : résidence Euclide 296

7. Un projet de vie 307 Un projet évolutif 307 Une logique sociale 308 7.01. PARI(S) 2072 : un bouclier contre l’usure du temps 310 7.02. Foyer Veilige Veste : une rénovation passive comme espace protecteur 318 7.03. Les Lodges : 35 maisons bioclimatiques évolutives 324

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Une logique partenariale 336 8.01. Bruxelles-Capitale : une stratégie territoriale partenariale vers des objectifs ambitieux 340 8.02. Résidence Jules-Ferry : concevoir un habitat innovant et solidaire 350 8.03. Heidelberg : le plus grand quartier 100 % passif d’Europe 360

Conclusion 379 Annexe A.1. Maîtres d’ouvrage et organismes cités dans l’ouvrage 385

8. Un bâtiment qui s’intègre dans son territoire et moteur de développement économique 335

Annexe A.2. Matériaux biosourcés et éco‑matériaux 389

Une logique territoriale 335

Index 391

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Préface Qu’il me soit donné tout d’abord de remercier et de féliciter les auteurs pour la publication de cet ouvrage, oh combien utile dans la lutte contre le dérèglement climatique. En effet, le bâtiment représente à lui seul plus de 40 % des consommations d’énergie finale et près de 25 % des émissions de gaz à effet de serre de notre territoire, soit bien plus que les secteurs des transports ou de l’industrie. L’habitat occupe aussi une part essentielle dans le quotidien des ménages français qui y consacrent environ 30 % de leurs revenus. Ce gisement considérable d’économies d’énergie a d’ailleurs été l’une des priorités du Grenelle 1 en 2007. La durabilité des constructions doit être assurée dans la mesure où, à l’horizon 2050, un tiers du parc sera constitué de bâtiments érigés après 2010. C’est un défi architectural sans précédent que de dépasser la seule question du beau pour inclure celle de la responsabilité environnementale. Des projets que l’on pensait autrefois utopistes émergent, associant une diversité de matériaux innovants à une végétalisation toujours plus ambitieuse. La France, grâce à une densité exceptionnelle d’équipes d’architectes, diffuse cette ambition sur tous les continents, notamment dans les pays émergents. Parce que les gestes architecturaux ne représentent qu’une part minime de la construction neuve, la dynamique du Grenelle s’est attachée à construire une véritable filière du bâtiment durable. Ce secteur s’est désormais enrichi de nouveaux métiers, assurant par là même un vivier important de créations d’emplois. C’est la traduction concrète que des normes écologiques plus sévères ne pénalisent pas l’économie. Bien au contraire, la durabilité du développement constitue bien l’un des relais de croissance majeurs pour les prochaines décennies. Des clusters de l’éco-construction et de l’éco-rénovation ont ainsi éclos rapidement après l’adoption des textes nationaux. Ce vivier est appelé à progresser à mesure du resserrement des normes écologiques. L’écologie joue et jouera d’ailleurs un rôle important pour lutter contre le chômage de masse par la formation de chômeurs de longue durée à ces nouveaux métiers. Le Grenelle s’est ainsi attaché à donner aux professionnels les moyens de relever les défis en matière de formation et de recrutement pour faire face à ces nouveaux besoins. La labellisation des entreprises est indispensable pour assurer la confiance de la filière vis-à-vis des ménages notamment.

La marque « Reconnu Grenelle Environnement » est un préalable à ce que les travaux soient réalisés de manière optimale, avec une efficacité énergétique assurée. C’est grâce à ces efforts que la filière sera prête dès 2020 pour mettre en œuvre la prochaine génération de bâtiments à énergie positive. Le développement durable, c’est également s’appuyer sur les atouts de notre pays pour développer des filières créatrices d’emplois. La forêt couvre un tiers de notre territoire et la filière-bois représente près de 500 000 emplois. Trop souvent, l’intérêt du bois de construction a été sous-estimé, et il était fondamental de le replacer au cœur de cette nouvelle ère pour le bâtiment. L’adaptation des normes de construction va donner un élan à cette filière pour rompre avec cette marginalisation. Là encore, des milliers d’emplois pourraient être créés dans les années à venir. Le Grenelle, c’est aussi une méthode originale, la co-construction des normes et des politiques avec l’ensemble des acteurs, qu’il s’agisse de l’État, des collectivités, des associations ou des syndicats. La nouvelle réglementation thermique a ainsi été mise au point au terme d’une large concertation. Ce dialogue innovant n’a pas empêché d’aboutir à un plafond de consommation particulièrement ambitieux, trois fois moins élevé que la précédente norme. De même, une véritable instance de pilotage a été mise sur pied, réunissant l’ensemble des acteurs privés et publics du bâtiment et de l’immobilier, pour assurer la mise en œuvre des engagements. La gestion des déchets de BTP a ainsi fait des progrès majeurs, notamment en matière de réemploi des matériaux voués à l’enfouissement jusqu’il y a peu. Ce bouleversement sans précédent sur la construction ne doit pas faire oublier que l’essentiel de l’action de court et moyen termes doit se porter sur le parc existant, dont une partie est aujourd’hui particulièrement vétuste. Ce sont des coûts de plus en plus lourds à supporter pour les propriétaires et les bailleurs sociaux, mais aussi un anachronisme énergétique. Les bailleurs sociaux disposent sans conteste d’un accès facilité au financement de la rénovation thermique, même si ces dernières années, les contraintes budgétaires nationales limitent l’élan post Grenelle des acteurs publics. Pour les copropriétés, le défi est encore plus grand. Il tient à la difficulté d’obtenir un accord sur les travaux à entreprendre

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et surtout sur leur ﬁnancement. La question du portage de celui-ci par un tiers investisseur est primordiale. Les collectivités territoriales, notamment la Région, ont ici un rôle clef à jouer, au même titre que les grandes villes. Nous assistons ces dernières années à la multiplication des soutiens à la réalisation des audits et autres diagnostics. Mais une fois ceux-ci réalisés, l’accompagnement des copropriétés s’arrête bien souvent. La nouvelle économie constitue un précieux allié de la transition énergétique en général et celle du secteur du bâtiment en particulier. L’utilisation du bâtiment ne doit pas se faire à rebours de ses qualités de conception. Les startups françaises sont particulièrement innovantes dans le domaine de la maison intelligente. Et nous n’en sommes qu’aux prémices du pilotage autonome de l’habitat ! Souvent, il s’agit d’ailleurs de gestes de bon sens, appliqués depuis des générations, mais désormais automatisés en fonction de l’occupation. Les économies d’énergies possibles grâce à un thermostat intelligent peuvent aller jusqu’à 30 % , ce qui est considérable. Dans le tertiaire par exemple, trop d’énergie est gaspillée à chauffer des salles alors qu’aucune réunion ne va s’y tenir. Des solutions existent pour croiser les plannings et les systèmes de chauffage. En plus, la technologie apporte une touche ludique en donnant à chacun la possibilité d’agir au quotidien pour minimiser ses émissions grâce à une maîtrise des consommations d’énergie. Si les particuliers sont avant tout attirés par les économies, ils prennent conscience désormais qu’ils sont aussi des acteurs majeurs de la croissance soutenable.

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L’exemplarité des pouvoirs publics est primordiale dans ce domaine. L’État comme les collectivités territoriales doivent entreprendre l’adaptation de leur parc immobilier. Le Grenelle comme les textes européens les y contraignent. Là encore, les programmes d’amélioration des performances énergétiques se heurtent souvent aux contraintes budgétaires. S’il s’avère difficile d’engager de lourds investissements, les travaux de rénovation permettent sur le long terme de réduire significativement les charges de fonctionnement. Le secteur tertiaire manque de soutien pour achever sa mutation. Le défi est ambitieux dans la mesure où ils ont une obligation de conformité à l’horizon 2020. Les collectivités peuvent être motrices pour aider le parc tertiaire à réduire son empreinte écologique. En zone urbaine par exemple, la création de réseau de chaleur et de froid urbains permet de réduire significativement la consommation d’énergies fossiles. La transition énergétique du bâtiment, comme pour d’autres secteurs, ne doit pas être appréhendée comme une contrainte statique. C’est un formidable défi écologique, mais aussi et peut être surtout, économique. Le bâtiment est au carrefour de cette nouvelle économie, basée sur l’innovation et garantissant un développement durable. Les fondations semblent désormais solides pour que cette filière constitue l’un des moteurs de la croissance soutenable des décennies à venir, je ne doute pas que nous y parviendrons !!!

Nathalie Kosciusco-Morizet, ancien ministre de l’Écologie, du Développement durable , des Transports et du Logement

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ÂŠ Nantes Habitat

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FICHE 4.03

CONTEXTE ET CAHIER DES CHARGES Origine du projet

En juin 2009, Nantes Habitat (NH) a défini les grandes lignes de son projet de construction du Grand Carcouët : économie des charges pour les locataires, exemplarité en matière de développement durable (site boisé classé) et construction en filière sèche. Le projet est l’illustration des innovations techniques et sociales que NH expérimente et souhaite développer à l’avenir pour offrir à ses locataires un « confort de qualité » tout en maîtrisant les ressources énergétiques et les charges locatives. Tout en s’inscrivant dans un objectif économique (respecter une enveloppe de 1 800 € HT/m2shab pour l’ensemble des travaux de construction et d’aménagement), le Grand Carcouët répond, à une double ambition du maître d’ouvrage : – une ambition technique : réaliser un bâtiment à énergie positive et vérifier son usage et sa consommation d’énergie dans le temps ; – une ambition sociale : concevoir des logements, des espaces communs et un accompagnement qui permettent de développer et de favoriser une vie collective, le « vivre-ensemble ». Une opération en conception-réalisation

Ce projet a été déﬁni dès le départ comme une opération en conception-réalisation. Le bailleur cherchait notamment à s’assurer du caractère optimisé de la conception au regard de l’ambition du projet, mais surtout à gagner du temps (assurance sur la durée des travaux) et à s’assurer de la viabilité de l’entreprise. Il s’inquiétait néanmoins d’un affaiblissement du rôle de l’architecte et d’une « prise de pouvoir » par l’entreprise. Cela n’a pas été le cas ici. L’une des craintes était aussi de favoriser les grandes entreprises, mais cet effet a été modéré car l’entreprise générale s’est

Qualité architecturale du projet (© NH)

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fait accompagner par une entreprise locale, CMB, pour l’ossature bois et les structures bois des coursives. Par ailleurs, le bailleur espérait une garantie à la fois sur : – le respect des engagements financiers (enveloppe prix plus affinée sur laquelle l’équipe de conception-réalisation s’engage). – la qualité du projet dans la durée : le bailleur ne voulait pas que, du fait d’une enveloppe budget plus difficilement estimable, le projet soit « déshabillé » au fur et à mesure de son avancement. Le fait de travailler en équipe dès le début permettait également de ne pas pénaliser la performance. 3 En 2011, après le recours à Topos Architecture en amont des études de programmation pour valider la faisabilité de l’opération, NH a fait appel à l’AMO généraliste Auris pour l’accompagner dans la rédaction du programme, des annexes et des pièces du marché. NH a choisi de se faire accompagner d’un AMO pour la programmation car il s’agissait de sa première opération en conception-réalisation. L’AMO est intervenu sur la phase programmation et pour l’analyse des propositions jusqu’au jury. La définition du programme et des pièces marchés a été plus longue que pour des projets classiques et a duré environ 6 mois (soit 25 % de temps en plus), du fait notamment de l’enjeu fort de définition d’un programme figé pour la conception-réalisation (les surcoûts étant importants en cas de modifications ultérieures). Différents services du bailleur ont été consultés pour l’élaboration du programme, notamment le service « exploitation » et la direction de proximité, ainsi que les services de la ville de Nantes et notamment le service « urbanisme ». Le cahier des charges

NH souhaitait développer un projet innovant dont les enjeux énergétiques ne devaient pas primer sur la qualité architecturale et la qualité d’usage. Différentes exigences ont ainsi été définies : – performance énergétique ; – qualité architecturale ; – qualité d’usage ; – exigences environnementales (eau, déchets, pollutions…) ; – insertion professionnelle de public en difficulté ; – exigences économiques (coûts de gestion-maintenance notamment) ; – gestion du patrimoine. Concernant la performance énergétique, un niveau de consommation énergétique inférieur à 50 kWhep/m2shon. an avec l’obtention du label BBC-Effinergie était exigé et le BEPOS souhaité. Afin d’être sûr que les efforts porteraient en priorité sur une enveloppe performante, NH avait demandé que l’atteinte du label se fasse sans emploi de panneaux photovoltaïques.

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Le site

L’opération est située dans le quartier Breil Barberie à Nantes et les principales contraintes étaient de s’adapter à la déclivité du terrain, de conserver les arbres remarquables, d’intégrer les stationnements au bâti, d’intégrer les bâtiments dans la géomorphologie du site (linéarité des bâtiments) et de garder le site ouvert (pas de résidentialisation). Ce projet s’inscrit en effet dans un paysage boisé, en surplomb de la vallée de la Chézine (une des coulées vertes de la ville), à proximité du vallon des Dervallières (5 000 habitants). Il prolonge les intentions de la Ville de rouvrir des quartiers vers le vallon avec la mise en place de liens transversaux entre eux (les deux quartiers Anru Dervallières et Breil-Malville et la ZAC du Val de Chézine), le réaménagement du parc paysager, porteur d’événements culturels et festifs, contribuant à cette réouverture. Le projet s’insère sur le versant nord au cœur d’une clairière inscrite dans un groupe scolaire comprenant des écoles maternelle et primaire, un collège, un lycée et une crèche. Le site du projet présente une grande qualité : une ambiance générale de clairière et des masses boisées singulières se détachant d’un périmètre dense et homogène et laissant deviner le vallon de la Chézine en contrebas. Cette pente très prononcée sur la partie sud du site est plus atténuée sur sa partie nord. Le projet a été l’occasion de redonner à ce lieu une vocation de villégiature et de balade, grâce à la création de parcours et de jardins partagés ouvrant le site aux habitants du quartier.4

Le premier bâtiment, plus au nord, regroupe des ouvrages techniques et des places de stationnement. Le second bâtiment a un niveau de stationnement enterré, mais éclairé et ventilé naturellement. Du côté de l’accès au site, les bâtiments sont à l’échelle de l’école existante (R+2). En cœur d’îlot, ils vont chercher le soleil et les vues sur le vallon de la Chézine (R+4). Les principes de construction retenus sont les suivants : – une conception bioclimatique du bâtiment ; – le développement de la ﬁlière sèche (planchers, poteaux et refends béton), avec murs de façade en ossature bois et structure des coursives en bois) ; – une faible consommation d’énergie avec un recours aux énergies renouvelables ; – la réduction des charges pour les locataires avec un seul abonnement électrique pour l’ensemble des usages, la limitation des charges collectives avec la réalisation d’un seul ascenseur, des parties communes réduites, des circulations dans les étages sous formes de coursives extérieures couvertes éclairées naturellement ; – et, enﬁn, des équipements sanitaires économes en eau et un système de récupération et de stockage de l’eau de pluie. La structure est en béton (planchers et murs de refends tous les 6 mètres) et des panneaux en bois incluent l’isolation (32 cm de laine de verre croisée ; R = 9,6 m2.K/W).

CONCEPTION ARCHITECTURALE ET ÉNERGÉTIQUE Les principes constructifs

Les deux bâtiments, reliés par une coursive, « la galerie emballée » et desservis par un seul ascenseur, comprennent 30 logements allant du T2 au T6.

Vue aérienne du bâtiment (© NH)

Épines de bois verticales et protection solaires (source : NH)

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Croquis en coupe des systèmes constructifs (source : In Situ A&E et NH)

Croquis axonométrique d’un T5 en duplex montrant les loggias (source : In Situ A&E)

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La façade sud est rythmée par une série de verticales en bois lamellé-collé. Ces épines verticales permettent de venir y accrocher des brise-soleil en acier et des gardecorps vitrés. Elles limitent également les apports solaires de l’ouest, sources de surchauffe. Ces lames de bois se prolongent sur les pignons par un bardage bois. Les façades nord sont, quant à elles, recouvertes d’un bardage en panneaux de bois anthracite. Enﬁn, les menuiseries de la façade sud sont de dalle à dalle sur toute la hauteur. Le bâtiment en R+4 ne dispose que d’un seul ascenseur ; à partir de là se sont dessinés les principes de duplex et de coursives extérieures. Ce principe permet de proposer 100 % de logements traversants. Les loggias

Les loggias sont un élément essentiel du projet : elles participent à la performance thermique des bâtiments (capteur thermique et sur-ventilation nocturne naturelle), et présentent des fonctions d’usage (buanderie, espace de rangement, atelier, pièce annexe, mais aussi jardin d’hiver et balcon ouvert l’été). Les logements du Grand Carcouët s’organisent autour de cet espace intermédiaire non chauffé, mais garantissant une température de confort toute l’année (entre 17 et 27 °C en moyenne selon les simulations

thermiques dynamiques). Traversantes pour les duplex, les loggias offrent un cadrage sur le paysage dès l’entrée dans le logement. Leur intégration dans le volume isolé a permis de travailler une limite logement/loggia plus souple avec la pose de larges panneaux coulissants, de châssis vitrés et de meubles de rangement. Enﬁn, au niveau des calculs thermiques réglementaires, la présence d’une loggia non chauffée permet d’augmenter la shab tout en diminuant le ratio de consommations au m2 du logement. Le risque est cependant que cette pièce théoriquement sans chauffage soit ﬁnalement chauffée par ses occupants avec un chauffage d’appoint (le suivi et les enquêtes de satisfaction devant permettre de montrer comment les locataires s’approprient et vivent dans ces loggias). Les coursives

En ce qui concerne les coursives François Lannou, architecte d’In Situ, explique : « Les logements devaient être traversants, ce qui supposait soit une multiplication des circulations verticales et donc des ascenseurs, soit une distribution par des coursives… Nous avons choisi cette deuxième solution, mais en l’ampliﬁant pour en faire de véritables lieux d’échanges. ». Un soin particulier a ainsi

La galerie emballée et une coursive (© NH)

Grand Carcouët : 2 bâtiments à énergie positive de grande qualité architecturale

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été apporté à l’indépendance des logements avec des entrées directes pour les appartements de plain-pied, et des systèmes de coursives permettant d’individualiser deux entrées par palier sans dépasser quatre logements par niveau. CARACTÉRISTIQUES THERMIQUES L’enveloppe

Les différents types d’isolants et les caractéristiques thermiques de l’enveloppe sont présentés dans le tableau ci-dessous. Les équipements

Le système de chauffage nécessite peu d’intervention des locataires. Il comprend des panneaux rayonnants électriques équipés d’un boîtier de régulation numérique et munis d’un double système – détection d’absence et « fenêtres ouvertes » – permettant des économies d’énergie de l’ordre de 30 % . La ventilation est assurée par une VMC collective hygroréglable de type B « basse consommation » (2 caissons par bâtiment) complétée par des réseaux aérauliques rigides équipés d’accessoires à joints de classe C3.

L’ECS est fournie par un système Héliopac (production jour et nuit) avec 50 m2 de capteurs solaires souples en élastomère (moquette solaire) placé en toiture des bâtiments. Ces capteurs se transforment en échangeur atmosphérique lorsque l’énergie solaire n’est plus disponible et deviennent ainsi une source d’énergie pour la pompe à chaleur qui prend le relais. Un système de récupération Power-Pipe, commercialisé par Solénove Énergie, permet le préchauffage de l’eau froide grâce au transfert de calories depuis les eaux usées des douches et contribue à diminuer la consommation énergétique du système de production d’ECS. Enﬁn 237 panneaux solaires photovoltaïques de 200 Wc (375 m2 installés, 47,4 kWc) doivent fournir une production d’énergie proche de la consommation annuelle estimée des deux bâtiments. PERFORMANCES THERMIQUES DES BÂTIMENTS Performances attendues

Nous présentons page suivante les résultats de l’étude thermique BEPOS RT 2012.

Caractéristiques de l’enveloppe – Calculs RT 2005 (source : Pouget Consultants) Épaisseur totale (mm)

U (W/m2.K)

Murs extérieurs 1 : voile béton de 23 cm + 8 cm de laine de verre côté extérieur (λ = 0,032) + doublage intérieur

410

0,23

Murs extérieurs 2 : panneau OSB + 6 m de laine de verre côté extérieur (λ = 0,032) + 22 cm de laine de verre entre montants (λ = 0,035) + 4,5 cm de laine de verre côté intérieur (λ = 0,030)

350

0,15

Murs sur circulation (bâtiment B) : voile béton de 18 cm + 8 cm de laine de verre en ITE + doublage intérieur 80 + 10 (λ = 0,034)

270

0,36

Plafonds légers des loggias (bâtiment A) : BA13 + 32 cm de laine de verre

333

0,16

Plafonds lourds : dalle béton de 20 cm + 32 cm de laine de verre

520

0,12

Toitures terrasses : dalle béton + 20 cm de polyuréthane (λ = 0,024)

400

0,12

Plancher sur sous-sol (bâtiment A) : Dalle béton de 23 cm + 11,5 cm d’isolant sous dalle de type ﬁbrastyrène (λ = 0,037) + 6 cm de polyuréthane sous chape ﬂottante

465

0,16

Plancher sur terre-plein (bâtiment B) : dalle béton + 10,3 cm de polyuréthane sous chape ﬂottante

350

0,21

Planchers sur circulation : dalle béton + 12,5 cm d’isolant sous dalle type ﬁbrastyrène

370

0,33

Éléments d’enveloppe

Menuiseries extérieures : PVC 4/16/4 Argon we (1) ; Uw = 1,40 W/m2.K ; Ujn = 1,25 W/m2.K Portes d’entrée : U ≤ 1,60 W/m2.K Occultations : volets pliants bois intérieurs Ponts thermiques : façade rapportée ﬁlant devant les nez de planchers et les nez de refends + désolidarisation des circulations extérieures + continuité de l’isolation au niveau de l’acrotère entre façade et terrasse Perméabilité à l’air (2) : valeurs mesurées sur site : bâtiment A : I4 = 0,51 m3 /h.m2 et bâtiment B : I4 = 0,27 m3 /h.m2 (1) Warm edge (2) Exigence BBC Efﬁnergie : 1 m3 /h.m2

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Croquis en coupe des systèmes de production d’eau chaude : moquette solaire couplée sur récupération de chaleur sur eaux grises (source : In Situ A&E et NH) Bilan de l’opération en kWhep/m2shon RT 2012 (source : Pouget Consultants) Postes

Bâtiment A

Bâtiment B

Moyenne

Chauffage

17,8

15,9

17,0

ECS (y.c powerpipe)

10,5

10,4

10,5

Éclairage

4,2

3,6

4,0

Auxiliaires de ventilation

2,2

2,5

2,3

Auxiliaires

0,0

Consommation 5 usages

34,7

32,4

33,8

Production PV Cep

– 40,8

– 39,8

– 40,4

– 6,1 (max. 53,0)

– 7,4 (max. 57,5)

– 6,6 (réf. 54,9)

Les coefﬁcients Bbio des deux bâtiments sont respectivement de 21,6 et 18,6 alors que le Bbiomax est de 60. L’opération ne satisfait pas à toutes les conditions du label BEPOS Efﬁnergie 20135 . On a bien : – Bbio de l’opération < 0,8 × Bbiomax (soit < 48) ; – Cep de l’opération < 0,8 × Cepmax (soit < 40 à 45) ; – imperméabilité à l’air : I4 < 0,8 m3 /h.m2.

Mais le dernier critère pour obtenir le label est d’avoir un bilan epnr6 inférieur à un écart autorisé. Or, la consommation d’énergie primaire totale étant estimée à 33,8 + 70 = 103,8 kWhep/m2 (la valeur 70 est donnée par défaut pour l’ensemble des usages non réglementaires), le bilan epnr est donc de 103,8 – 40,4 = 63,4 kWhep/m2, valeur supérieure à l’écart autorisé.7

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Pouget Consultants a donc proposé deux pistes d’amélioration pour atteindre le niveau du label (soit un gain net de 10 kWhep/m2) : – le passage des façades nord, est et ouest en triple vitrage PVC avec argon w-e (Uw = 1,1 W/m2.K) : gain de 1 kWhep/m2 ; – des modules PV plus performants : 250 Wc par panneau au lieu de 200 : gain de 10,5 kWhep/m2. Ces solutions n’ont finalement pas été retenues dans la mesure où, d’une part, les travaux étaient très avancés au moment de la parution du label BEPOS Effinergie et, d’autre part, l’étude globale de comparaison des résultats selon les différents moteurs de calcul (RT 2005, RT 2012 et BEPOS Effinergie) a été réalisée après livraison du programme, en février 2014. Performances réelles

Le Grand Carcouët (livré en janvier 2014) fait l’objet d’un suivi (30 logements pendant deux ans). Ce suivi est principalement basé sur les 5 usages de la RT, même si l’ensemble des mesures relevées va bien au-delà. Sur la première année d’exploitation, les consommations réelles d’énergie pour les cinq usages réglementaires se sont élevées à 51,4 kWh/m2shon pour le bâtiment A et à 58,4 kWh/m2shon pour le bâtiment B 8 . En 2014, la consommation moyenne d’énergie par usage a été de 54 kWh/m2 : 32 kWh/m2 pour le chauffage, 16 kWh/m2 pour l’ECS, 4 kWh/m2 pour la ventilation et 2 kWh/m2 pour l’éclairage. Ces consommations de chauffage démontrent que les bâtiments sont performants ; cependant elles sont supérieures à celles issues du calcul conventionnel, ce qui souligne que ce dernier est très sujet à caution comme nous l’avons déjà montré, (cf. chapitre 2). La production photovoltaïque est sensiblement supérieure aux estimations faites avec le modèle conventionnel de calcul : elle s’est élevée à 37 kWhep/m2shonRT. À cette consommation moyenne de 54 kWh/m2, s’ajoute la consommation électrique pour les autres usages qui s’est élevée à 51 kWh/m2 pour le bâtiment A et à 60 kWh/m2

pour le bâtiment B. Ainsi l’ensemble du Grand Carcouêt a une consommation d’énergie estimée de 110 kWh/m2.an en moyenne sur les deux bâtiments. Ainsi, ce bâtiment n’est ni passif, ni BEPOS (selon la déﬁnition d’Efﬁnergie), il demeure toutefois très performant. UN LOCATAIRE ACTEUR DE SON LOGEMENT

L’objectif afﬁché du bailleur social était de faire en sorte que le locataire devienne acteur de son logement. Le locataire est donc invité à participer à la vie collective de la résidence.9 NH a cherché à adapter son service aﬁn de répondre au mieux à cet enjeu : adaptation de la politique d’attribution dans le respect de la charte d’attribution, forte mobilisation du personnel pour les visites de site, implication du personnel via des temps d’échange autour des différents enjeux techniques et sociaux, adaptation de ses missions (par exemple, l’agent d’entretien peut devenir le relais d’information auprès des locataires). Une adhésion des locataires aux caractéristiques des logements (exposition, distribution, balcon, loggias isolées mais non chauffées avec une température moyenne de 18°/19°) et à celles des parties communes (porosité entre l’individuel et le collectif avec les loggias et la galerie emballée) a été sollicitée. Le locataire doit mesurer son acceptation à la démarche (son voisin qui déborde sur les parties communes, le passage de l’escalier devant sa fenêtre de chambre, la mesure de ses consommations d’énergie…). La compréhension du rôle des loggias, comme axes de transition entre le logement (le privé), la galerie emballée (le commun) et la rivière Chézine (le public), l’utilisation des coursives comme prolongement de leur logement, le positionnement vis-à-vis des écoles, la pratique de la ville en matière de mobilité (pas de transports en commun à proximité), l’absence de clôtures faisant de la résidence un lieu de promenade10… sont autant d’atouts que de contraintes que les locataires doivent accepter et s’approprier.

SUIVI DES CONSOMMATIONS PAR ET AVEC LES LOCATAIRES Chaque logement est équipé d’un programmateur de chauffage afﬁchant également les consommations des logements, ce qui permet de donner des informations sur la température des pièces de vie, la consommation électrique individuelle par poste (éclairage, chauffage, prises électriques, prises spécialisées) et la consommation en ECS par m3. Le système collecte également les données

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sur l’ensemble du bâtiment (consommation électrique générale par usage, consommation pour la production collective d’ECS et pour la récupération d’énergie sur les eaux grises, production PV…). Des rencontres sont organisées régulièrement entre les locataires et Pouget Consultants ainsi qu’EDF autour de la question des consommations énergétiques avec en parallèle un recueil des données

par les services de NH pour une restitution tous les 6 mois aux locataires. Le suivi des consommations d’énergie des logements est prévu sur deux ans après réception, à la charge du groupement, dans le cadre du marché de conceptionréalisation. Ce suivi pourra ensuite être repris en direct par NH après cette période, l’ensemble des équipements d’instrumentation restant en place.

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Sensibilisation des locataires

Un premier type d’action a été baptisé « les Rendez-Vous Nantes Habitat » constitué : – d’un atelier « visite guidée » : organisation de demi-journées entre janvier et mars 2014, en amont de l’installation des locataires, pour faire découvrir aux futurs habitants l’ensemble du site (logements, parties communes et espaces extérieurs) ; – des ateliers installations : développement des temps de discussion autour de l’usage du logement, en facilitant les premières rencontres entre locataires et avec la participation de l’équipe de quartier ; – du pot d’accueil : temps de rencontre qui a permis aux salariés de Nantes Habitat et aux locataires de se rencontrer, offrant une occasion pour formaliser des attentes des locataires : jardins partagés, jeux enfants, paniers Amap… Le bailleur a également mis à disposition des locataires différents documents d’information : le livret d’accueil élaboré par le groupement Quille/Pouget/In Situ, des fascicules thématiques et le guide des activités du quartier. Des partenariats spécifiques

Le collectif d’artistes La Luna11 et l’Ardepa12 contribuent à l’adhésion des locataires à la démarche et à ses différentes composantes comme les jardins partagés et les espaces communs. Différents temps de rencontres et d’expérimentations ont été proposés : – un banquet coloré « sous le soleil exactement » a été organisé début avril 2014 avec la participation de l’équipe de conception-réalisation ; – des ateliers de pratiques artistiques : l’habiter ici/l’habiter durable ; – des ateliers de création participative : le kiosque de conversation, lieu d’échanges et de rencontres, tourné vers l’extérieur. – un travail partagé avec les scolaires du Grand Carcouët depuis le démarrage des travaux. En ce qui concerne les jardins partagés, différentes actions spéciﬁques ont été nécessaires : – élaboration du projet avec les partenaires : Seve, service jardins familiaux de la ville de Nantes, équipe de quartier, école Grand Carcouët, services espaces verts de Nantes Habitat et la Luna ; – élaboration du schéma directeur et distribution des rôles de chacun ; – co-élaboration du dessin des jardins avec les locataires et les écoles ; – accompagnement des locataires : mise en œuvre associative et conseils de jardineries.

Adaptation de la politique d’attribution des logements

Il s’est agi de proposer une nouvelle façon d’attribuer les logements sans pour autant s’écarter des critères d’attribution, et notamment de la charte d’attribution de l’office public. Pour ce programme, et si les filtres communs à toutes les attributions de logement13 et les filtres internes pour les parcours résidentiels14 ont été maintenus, NH a procédé à un assouplissement de certaines règles internes : – adéquation de la typologie du logement avec la composition familiale (T6 : 4 enfants, T5 : 3 enfants, T4 : 2 enfants) – pas de règle d’ancienneté minimale dans le logement et en qualité de locataire NH, et ouverture des attributions aux primo-demandeurs sur les logements NH ; – adaptation du nombre de candidats par logement : 3 candidatures par logement. Un critère favorisant l’équilibre du vivre ensemble propre au programme a également été identifié. Il s’agit de la pyramide des âges des enfants afin de préserver un équilibre entre les différences d’âge des enfants). Enfin les réservataires (Préfecture et Ville) se sont impliqués dans le choix des candidatures. La culture

La culture est également présente car le Grand Carcouët traduit les problématiques de « l’habiter durable » et de l’investissement de la ville par ses habitants. Le Grand Carcouët a ainsi fait l’objet d’une visite en 2013 dans le cadre des « Expéditions urbaines » de la ville de Nantes et Ardepa, organisées « pour évoquer et présenter le rôle de l’architecte dans son acte de concevoir et de construire ».15 LES COÛTS

La durée du chantier a été de 17 mois (juillet 2012 à novembre 2013), mais il a fallu 24 mois pour la conceptionréalisation et, si le lancement du marché de conceptionréalisation a été effectif en novembre 2011, les locataires ne sont entrés dans les logements que début 2014, soit un peu plus de 2 ans plus tard. Le coût total de l’opération s’est monté à 4,5 M€ TTC avec un ﬁnancement à hauteur de 14 % par les fonds propres de Nantes Habitat, de 7 % par des subventions et de 79 % par des prêts CDC.

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LES PRINCIPAUX ENSEIGNEMENTS DE L’OPÉRATION

Un bâtiment performant associé à des innovations et une qualité architecturale reconnue. La conﬁrmation que les moteurs de calcul réglementaires ne peuvent pas être utilisés pour estimer les consommations d’énergies de façon ﬁable. Un pilotage important mené par le bailleur/maître d’ouvrage pour atteindre les objectifs visés, même en conception-réalisation. Un accompagnement important des locataires pour un bon usage de l’immeuble et de leurs logements.

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REMERCIEMENTS

Nous remercions vivement David Chevalier, chargé d’opérations de Nantes Habitat et Christèle Renaud Martin, chargé de mission DG à Nantes Habitat. SOURCES

« Le Grand Carcouët », plaquette de présentation de Nantes Habitat. « Les logements du Grand Carcouët », plaquette pour les expéditions urbaines de l’Ardepa 26 nov. 2013. « Accompagnement BEPOS RT 2005 > RT 2012 > Efﬁnergie 2013 Le Grand Carcouët », Pouget Consultants, févr. 2014. « Expérimentation BEPOS » PUCA, support de suivi des opérations lauréates. « Évaluation d’opérations ou de bâtiments passifs et à énergie positive dans le logement social », étude de La Calade pour l’USH, janvier 2015.

NOTES

1 Cet ofﬁce public de Nantes (6e ville de France) est propriétaire et gestionnaire (avec 600 collaborateurs) de 25 000 logements sociaux. 2 Suite à l’appel à idées CQHE lancé en 2007 dans le cadre du Prebat, puis du groupe de réﬂexion « Vers des bâtiments à énergie positive » (Prebat 2, 2011), le PUCA a lancé l’année suivante un appel à candidature « Vers des bâtiments à énergie positive ». L’enjeu de cette expérimentation est la conception d’opérations innovantes comportant un ou plusieurs bâtiments de logements neufs ou en réhabilitation dépassant le niveau de performance énergétique de la RT 2012 pour aller vers le BEPOS et qui répondent aux exigences de qualités urbaines, architecturales et d’usage et de coût maîtrisé. 5 projets ont été retenus, dont le projet du Grand Carcouët – ce dernier, déjà lancé, devant servir de référence pour les autres.

3 La conception-réalisation ne permet cependant pas au maître d’ouvrage d’optimiser le projet (cette optimisation étant effectuée par le promoteur). 4 Le travail avec les locataires et les services de la Ville pour mettre en œuvre les jardins partagés ont débuté à l’été 2015. 5 Rappelons que le label BEPOS Effinergie est entré en application en février 2013 alors que l’opération était déjà en travaux. 6 Énergie primaire non renouvelable = consommation primaire non renouvelable tous usages moins production locale d’énergie renouvelable. 7 Écart autorisé = Cep de référence + autres usages de référence – production renouvelable de référence = 38,5 + 70 – 55 = 53,5 kWhep/m2. 8 Source : Pouget Consultants, mars 2015. 9 Une réflexion sur la mise en œuvre de jardins partagés et d’espaces communs (laverie) a d’ailleurs été engagée avec la municipalité : il s’agit de faire émerger une vie sociale partagée en incitant les futurs locataires à s’investir dans ces projets, à créer du lien et du partage. 10 Le jardin commun est partagé non seulement entre les locataires, mais avec les habitants du quartier et de la ville. 11 La Luna a pour objectif de faire exister la création artistique au cœur de la vie quotidienne. 12 Ardepa : association régionale pour la diffusion et la promotion de l’architecture. 13 La composition familiale face à la taille du logement, la situation professionnelle, le plafond d’attribution HLM/taux d’effort et le financement des logements/sortie des loyers. 14 Le respect du règlement intérieur et de la vie collective, être à jour de ses loyers, la visite conseil du logement loué par le locataire en titre, la vérification de la stabilité du parcours locataire, 6 ans d’ancienneté a minima à Nantes Habitat et deux ans dans le même logement et 6 candidatures par logement. 15 Source « Les logements du Grand Carcouët », plaquette distribuée lors de la visite.

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Catherine Charlot-Valdieu Philippe Outrequin

ISBN 978-2-281-11930-5

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NOUVELLES

ARCHITECTURES ÉCOLOGIQUES Catherine Charlot-Valdieu Philippe Outrequin

28 opérations exemplaires en matière de transition énergétique

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