Bulletin bois 136/2020

Bulletin bois 136/2020 Solaire et durable Ensemble résidentiel Hagmann, Winterthour Logements Segantinistrasse, Zurich-Höngg Stations amont et aval du Petit Cervin, Zermatt Bâtiment scolaire, Port Hangar viticole du Château d’Auvernier, Milvignes Immeuble Arborea, Köniz

Bâtiment scolaire de Port: les plis de la toiture font partie de l’expression architecturale de cette construction préfabriquée en bois. Les panneaux photovoltaïques intégrés aux 1800 m2 du toit produisent un surplus d’électricité équivalent à la consommation annuelle d’une cinquantaine de ménages.

Architecture: Skop GmbH, Zurich. Photo: Julien Lanoo

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Sonderdruck aus Hochparterre 5 / 20

Ausgepufft Bis zum Jahr 2050 muss die Baubranche ihre CO -Abhängigkeit loswerden.

2 33 Ideen, wie Architekten gegen die Klimakrise entwerfen können.

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1 ‹Ausgepufft›: Hochparterre a publié ce printemps 33 conseils sur le climat à l’intention des architectes. www.klimatipps.hochparterre.ch 2 La maison comme centrale électrique: les modules photovoltaïques de l’immeuble d’habitation de Höngg deviennent les éléments de façade. Architecture Kämpfen, Zinke und Partner AG, Zurich. Photo Marco Blessano.

3 Solardecathlon 2017: le centre de quartier ‹NeighborHub›, alimenté uniquement par l’énergie solaire, a convaincu le jury et remporté le premier prix.

Des étudiants de la Haute école spécialisée de Fribourg, de l’Université de Fribourg, de l’EPF de Lausanne et de la HEAD y ont participé. Photo Dennis Schroeder/U.S. Department of Energy Solar Decathlon.

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Bois et soleil: un binôme gagnant La construction durable est sous les feux de la rampe, car si la Suisse veut atteindre les objectifs climatiques qu’elle s’est fixés, le secteur de la construction doit être mis à contribution.

Les bâtiments sont en effet responsables d’environ 40 % de la consommation d’énergie et de plus d’un quart de toutes les émissions.

Il existe plusieurs pistes pour remédier à cette situation, que ce soit en agissant sur les bâtiments existants ou sur les nouvelles constructions. Les architectes ont donc un rôle central à jouer, comme le note Andres Herzog dans l’introduction des 33 conseils climatiques que ‹Hochparterre› a publié ce printemps dans un dossier thématique (figure 1). Dans l’objectif de la protection du climat, la construction et l’exploitation d’un bâtiment sont toutes deux concernées par la réduction des émissions de CO2. A cet égard, le bois fait montre de ces qualités: chaque m3 de bois fixe environ une tonne de CO2. L’arbre n’est-il pas le plus sophistiqué des capteurs solaires? Le bois mis en œuvre agit donc comme un puits de CO2 et son utilisation, en remplaçant d’autres matériaux, permet également d’éviter des rejets conséquents. Le bois nécessite finalement peu d’énergie grise pour son prélèvement et sa transformation, d’autant plus s’il provient d’une production locale comme l’atteste le ‹Label Bois Suisse›.

La valorisation de l’énergie solaire est une autre voie afin de diversifier l’approvisionnement énergétique: une application interactive sur www.sonnenfassade.ch indique la quantité d’électricité ou de chaleur qu’il serait possible de produire sur chaque façade située en Suisse. Sur la base de ces données, l’Office fédéral de l’énergie OFEN estime le potentiel des façades adaptées à environ 17 térawattheures (TWh) par an. Sur le même principe, celui des toits apparaît sur www.sonnendach.ch et l’énergie solaire exploitable est évaluée à environ 67 TWh/an. A titre de comparaison, en 2019, la production d’électricité solaire en Suisse était d’un peu moins de 2,2 TWh, ce qui souligne son potentiel important de croissance.

Conjuguant ces deux aspects, ce Bulletin bois présente des exemples d’ouvrages dont la valorisation de l’énergie solaire au sens large a été intégrée au concept architectural initial.

L’ouvrage devient alors une centrale électrique, comme dans les exemples de l’école de Port, près de Bienne, et du hangar viticole du Château d’Auvernier où les systèmes photovoltaïques sont intégrés en toiture. Dans

les logements de Zurich-Höngg, l’installation photovoltaïque recouvre non seulement la toiture mais aussi les façades et les parapets des balcons. On ne le remarque cependant pas au premier coup d’œil car les modules sont les éléments à la base de la conception de la façade (figure 2).

L’ensemble du système, d’une puissance de 67 kWc, produit ainsi plus d’électricité que les habitants et les services du bâtiment n’en ont besoin, chauffage inclus. Dans le bilan annuel, un excédent d’environ 8700 kWh est attendu.

Ce bâtiment certifié Minergie-P est donc une maison à énergie positive organisée en une communauté de consommation.

Cette intégration intelligente en façade peut également concerner les infrastructures, comme le démontre le téléphérique du Petit Cervin près de Zermatt. Au total, 765 modules solaires ont été installés sur les stations aval et amont.

Sur une surface totale de 1369 m2, ils captent la lumière éclatante du soleil d’altitude et la convertissent en électricité injectée dans le réseau de la société électrique de Zermatt.

L’utilisation de l’énergie solaire dans l’ensemble résidentiel Hagmann près de Winterthour est l’aspect, parmi d’autres facteurs, d’un concept de durabilité très largement compris qui inclut également les aspects sociaux. La construction hybride est orientée vers les objectifs de la société à 2000 watts: dans ce contexte l’utilisation de composants certifiés ‹Label Bois Suisse› a permis de réduire de manière significative la quantité d’énergie grise.

L’immeuble Arborea à Köniz, près de Berne, illustre quant à lui comme le soleil peut être utilisé de manière passive avec une construction adaptée: les pergolas et les terrasses forment un filtre extérieur qui permet un apport solaire conséquent pendant la période de chauffage et un ombrage efficace en été.

On peut en outre se réjouir que ces thèmes soient de plus en plus traités dans les travaux d’étudiants des hautes écoles, comme par exemple lors du ‹Solardecathlon 2017› qui a eu lieu à Denver, aux États-Unis, remporté par un groupe d’étudiants de Suisse occidentale (figure 3).

Ainsi lorsqu’il s’agit de combiner des exigences élevées tant au niveau de la forme, de l’espace que de la durabilité, le solaire et la construction en bois forment un binôme gagnant.

Sources: www.swissinfo.ch www.sonnenfassade.ch www.sonnendach.ch www.solardecathlon.gov

Jutta Glanzmann Communication technique Lignum

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Ensemble résidentiel Hagmann, Winterthour Le site ‹Hagmannareal›, fruit d’une initiative altruiste de la famille éponyme, offre des espaces de vie multigénérationnels. L’approche holistique de la durabilité englobe les aspects sociaux et les objectifs de la société à 2000 watts. L’utilisation de composants certifiés ‹Label Bois Suisse› conduit en outre à une réduction sensible de l’énergie grise.

La parcelle jouxtant la gare de Seen se situe dans un quartier calme de Winterthour, situé à moins de quatre kilomètres du centre-ville.

Le projet a été initié par un concours privé pour lequel deux exigences ont notamment été formulées: il s’agissait d’une part de créer un bâtiment durable exempt de véhicules dans la mesure du possible, et d’autre part de réaliser des logements abordables avec une haute qualité architecturale et un aspect écologique. L’ensemble ne comporte donc

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pas de parking souterrain et seules quelques places de parc subsistent en surface. Le développement inclut deux étapes: la première comprend 50 appartements locatifs sur un plan en U et forme un ensemble avec le bâtiment artisanal existant. Ce dernier accentue l’effet de cour intérieure des logements en fermant l’espace, tout en laissant deux échappées aux extrémités du nouveau bâtiment.

La deuxième phase prévoit un développement de trois bâtiments linéaires, parallèles à la route qui longe une série d’immeubles contigus voisins légèrement décalés. L’ensemble du projet dont l’achèvement de la 2eme étape est prévu en 2024, a été cédé par la famille Hagmann à la coopérative d’habitation HGW de Winthertour.

Les trois ailes du nouveau bâtiment, échelonnées sur trois, quatre et six niveaux, délimitent une vaste cour centrale. Le traitement diffé-

rent des façades en bois – clair et naturel côté cour, peint d’une couleur foncée vers l’extérieur – renforce l’effet d’espace central protecteur. Les objectifs de la société à 2000 watts ont été atteints grâce à diverses mesures: une surface habitable optimisée dès la conception, une méthode de construction efficace et rentable basée sur des principes structurels clairs, la construction hybride bois-béton intégrant des façades en bois pour réduire l’énergie grise, et un concept de mobilité reposant largement sur les transports publics. Une installation photovoltaïque et des capteurs solaires en toiture sur deux des ailes sont valorisés pour produire de l’électricité et de l’eau chaude.

L’électricité est utilisée en interne pour alimenter les ascenseurs, l’éclairage et les installations des buanderies, tandis que le chauffage est assuré par le réseau de chauffage à distance de Winterthour. La voie vers l’efficacité

Situation

énergétique de la SIA a servi ainsi de ligne directrice pour atteindre les objectifs.

L’atelier préexistant, qui abrite aujourd’hui diverses entreprises artisanales organisées en coopératives, a été intégré dès le départ à ce projet de construction résidentiel. Il a permis de créer un lieu de vie et de travail agréable et animé qui reflète l’histoire du lieu et de la famille Hagmann. Un cabinet commun de médecins généralistes au rez-de-chaussée du nouveau bâtiment complète l’offre. Le règlement d’habitation limitant la surface par habitant, des pièces supplémentaires servent d’extensions temporaires aux appartements. Des plans d’étage flexibles permettent en outre de réaliser des logements alternatifs et attractifs pour toutes les classes d’âge et les pièces donnant directement sur l’extérieur autorisent une utilisation flexible toute l’année. Les espaces communautaires comprennent un sauna, des

salles communes et des jardins, un bar situé dans une baraque de chantier, une aire de jeux pour enfants et un terrain de pétanque. En termes sociaux, ces aménagements contribuent aussi à un développement durable. Les événements mensuels organisés dans le bar ont montré, dès le début, que la communauté des locataires adhérait pleinement au projet.

La méthode de construction est hybride: alors que les cages d’escalier et les parois entre appartements sont en béton, les dalles, également en béton, reposent sur des piliers en bois à l’intérieur du bâtiment et au niveau de la façade. Entre les poteaux en bois de la façade s’intègrent les éléments de fermeture en ossature bois. Les galeries côté cour ont été entièrement réalisées en bois avec une structure porteuse en chêne et des éléments de plancher en bois lamellé croisé. Sur cette face, le revêtement de façade est non traité, tandis

que des volets coulissants permettent d’obturer les baies. Les planchers des loggias extérieures sont également en bois lamellé croisé.

Ici ce sont des lames en sapin blanc teintée de couleur sombre qui ont été choisies pour l’habillage de la paroi extérieure, créant ainsi un contraste avec les façades sur cour. Dans ce cadre, une attention particulière a été portée à l’intégration des mesures nécessaires de protection incendie. Le lambris à recouvrement comporte des prises et des sorties d’air, alternativement tous les deux niveaux. Cette solution spécifique à l’objet, permet de respecter les objectifs de protection incendie.

L’originalité du concept de l’ensemble ‹Hagmannareal› et la prise en compte pragmatique des objectifs du développement durable, comprenant une intégration subtile de l’énergie solaire, lui a valu d’être distingué par plusieurs récompenses nationales et internationales.

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Coupe transversale

Lieu Aarbergstrasse 7a-e, 8405 Winterthour Maître de l’ouvrage Fritz Hagmann, Winterthour Architecture et direction des travaux ARGE Hagmannareal, Weberbrunner Architekten AG, Zurich/ Soppelsa Architekten GmbH, Zurich Architecte paysagiste Kuhn Landschaftsarchitekten GmbH, Zurich Ingénieur civil APT Ingenieure GmbH, Zurich Ingénieur bois Holzbaubüro Reusser GmbH, Winterthour Ingenieur CVSE Amstein + Walthert AG, Zurich Physique du bâtiment Bakus Bauphysik & Akustik GmbH, Zurich Société à 2000-watts Arch.büro H. R. Preisig, Zurich Construction bois Strabag AG, Lindau Matériaux Montants d’ossature C24 21,4 m3, sous-construction lambris de façade 33,4 m3, montants d’isolation (ossature) 9,1 m3, panneaux trois plis 71,7 m3, bois lamellé croisé 185,5 m3, poteaux lamellécollé – supports dalles 48,2 m3, structure galeries chêne 17,8 m3, doubles tasseaux 8,7 m3, panneaux OSB 23 m3, lambris de façade en sapin blanc 63,7 m3, terrasses Douglas (y.c. sous-construction) 38,4 m3 Coûts CFC 1-9 CHF 20,6 millions TTC Coûts CFC 2 CHF 18 millions TTC Coûts CFC 214 CHF 2,1 millions TTC Surface de terrain SIA 416 6400 m2 Surface bâtie SIA 416 1750 m2 Surface de plancher SIA 416 7870 m2 Volume bâti SIA 416 22 900 m3 Durée de construction avril 2016 – janvier 2018 Photographe Georg Aerni, Zurich

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20 m

Rez-de-chaussĂŠe

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1er ĂŠtage

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Composition toiture: Substrat végétation extensive (perméable) 90 mm Lé de rétention 40 mm Etanchéité synthétique scellée résistante aux racines 1,5 mm Isolation 180 mm Etanchéité bitumineuse de chantier Dalle en béton armé 240 mm, peinte en blanc Composition paroi véranda: Panneau trois plis Douglas 2 x 26 mm non traité, comme volets coulissants Panneau trois plis Douglas 26 mm non traité Lattage vertical 30/60 mm Lé de façade Plaque de plâtre fibrée 15 mm Support isolant 280 mm Isolation laine minérale 280 mm , PF > 1000 °C Panneau OSB 3 18 mm Grille d’installation 27/40 mm Plaque de plâtre à haute densité 15 mm Composition sol véranda: Terrasse Douglas 30 mm, joint 8 mm Structure porteuse 40 mm Natte de protection 2 mm Etanchéité synthétique 1,8 mm Bois lamellé croisé Douglas 120 mm Porteur en chêne 120/120 mm Composition dalle: Chape anhydrite pour chauffage au sol 65 mm, poncée et cirée Film PE Résilient acoustique 20 mm Isolation EPS 20 mm Dalle béton armé 240 mm, peinte en blanc

Coupe sur détail façade

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Logements Segantinistrasse, Zurich-Höngg Ce nouvel immeuble d’habitation en bois ouvre une nouvelle voie: en plus de sa toiture, l’entier de ses façades et des parapets de balcons sont recouverts de panneaux photovoltaïques. Même si on ne le perçoit pas tout de suite, ce sont bien les modules PV qui ont été les éléments à la base du concept architectural des parois extérieures. Le bâtiment, labélisé Minergie-P, devient ainsi une véritable centrale solaire et constitue un système particulièrement performant.

Situé dans le quartier résidentiel verdoyant de Zurich-Höngg sur le versant sud de la colline du Hönggerberg, le bâtiment bénéficie d’un environnement calme et son orientation dans une pente sud-ouest offre une vue étendue sur la vallée de la Limmat, la ville de Zurich et l’Uetliberg. Il est composé de six appartements de 3½ et 4½ pièces: un vaste logement au rez-de-chaussée disposant d’un jardin orienté au sud côté vallée, deux appartements avec de généreux balcons qui offrent un espace extérieur abrité servant également de protection solaire et finalement un attique, légèrement en retrait, avec une large terrasse au sud et un balcon au nord. Afin de valoriser au mieux la course du soleil, le plan adopte des lignes brisées pour optimiser le rendement des panneaux solaires des parapets.

Excepté le sous-sol et le rez-de-chaussée, tous les étages supérieurs sont en ossature bois préfabriquée, réduisant d’autant l’énergie grise et la durée de construction. L’isolation est optimisée, alors que les larges vitrages valorisent les gains solaires passifs. Grâce aux surfaces couvertes par les modules photovoltaïques, l’ensemble du système, d’une puissance de 67 kWc, produit plus d’électricité que les besoins de ses habitants, technique du bâtiment et chauffage inclus. Dans le bilan annuel, un excédent d’environ 8700 kWh est ainsi attendu.

Ce bâtiment Minergie-P est donc une maison à énergie positive qui couvre sa consommation avec de l’électricité fournie directement aux habitants, organisés en une communauté de consommation. Un système d’automatisation des bâtiments optimise en effet la distribution: les gros consommateurs n’entrent en fonction que lorsque le système photovoltaïque est à

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son meilleur rendement. L’électricité excédentaire est stockée dans des accumulateurs, de sorte que la pompe à chaleur, reliée à des sondes géothermiques, peut fonctionner la plupart du temps avec de l’électricité autoproduite. Les appartements eux-mêmes sont rationnels et organisés de manière efficace: le nouveau bâtiment offre 2,5 fois plus d’espace que le bâtiment auquel il se substitue, mais ne consomme que la moitié de son énergie.

Les modules photovoltaïques de la façade font partie intégrante de l’enveloppe extérieure: des pigments de couleur répartis en fins damiers ont été imprimés au dos de la vitre avant, par sérigraphie céramique. Cela signifie que seulement 50 % de la surface est couverte, tandis que la zone imprimée reste également trans­ lucide. Le rendement des modules n’est donc que légèrement réduit: dans l’ensemble, le niveau d’efficacité passe d’environ 21 à 17 pour cent. Vu d’une certaine distance, le motif apparaît comme une couleur monochrome qui change en fonction de l’angle d’incidence de la lumière. Les modules de façade sont disposés selon une trame horizontale d’un mètre, tandis qu’ils sont décalés verticalement selon quatre tailles différentes se basant notamment sur les dimensions des allèges et des hauteurs de fenêtres. Pour les parapets des balcons, les architectes ont fait pivoter de 90 degrés les modules verticaux, permettant à la combinaison des différents formats de s’adapter aux dimensions des balustrades. Par son utilisation rationnelle des espaces et sa gestion exemplaire de l’énergie produite, cette réalisation pose ainsi de nouveaux jalons prometteurs: elle ouvre des possibilités de conception entièrement nouvelles pour le photovoltaïque intégré aux bâtiments.

Situation

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Coupe

20 m

Rez inférieur

Etage standard

Attique

Lieu Segantinistrasse 186, 8049 Zurich Maître d’ouvrage Rita & Walter Zehnder-Stocker, Zurich Architecture et direction des travaux Kämpfen, Zinke und Partner AG, Zurich Ingénieur civil BFB Bauingenieure Gmbh, Bülach Ingénieur bois Pirmin Jung Schweiz AG, Rain Conception chauffage/énergie Hässig Sustech GmbH, Uster Conception installation PV Sundesign GmbH, Stallikon Exécution installation PV Planeco GmbH, Münchenstein Sous-construction installation PV GFT Fassaden AG, St. Gall Chauffage Sanatherm Heizungssysteme AG, Dübendorf Ingénieur sanitaire Gerber + Partner Haustechnik GmbH, Volketswil Ventilation AMW-Comfort AG, Winterthour Construction bois Hector Egger Holzbau AG, Langenthal Matériaux bois lamellé-collé 72 m3, montants d’ossature 24 m3, hêtre 0,6 m3, lamibois à plis transversaux 6,2 m3, panneaux OSB (15 mm) 386 m2, panneaux de fibres isolants (60 mm) 104 m2, bois panneautés multicouches 24,24 m3, panneaux trois plis 22 m3, bois lamellé-croisé (120 mm) 18,48 m3 Coût CFC 2 CHF 4,84 millions Surface de terrain SIA 416 1077 m2 Surface bâtie SIA 416 255 m2 Surface de plancher SIA 416 1317 m2 Volume bâti SIA 416 4540 m3 Durée de construction avril 2018 – février 2019 Photographe Marco Blessano, Uster

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Composition toiture: Panneaux photovoltaïques 10 mm Structure panneaux photovoltaïques 100 mm Dallettes béton 40 mm Natte caoutchouc 10 mm Étanchéité bitumineuse Isolation façon pente 20–120 mm Isolation 1,5 % 60 mm Pare-vapeur comme étanchéité de chantier Elément en caisson 337 mm panneau trois plis 27 mm

nervures/Isolation 60/280 mm panneau trois plis 30 mm

Coupe de détail

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Composition terrasse attique: Dallettes 20 mm Sous construction réglable Natte caoutchouc 10 mm Étanchéité bitumineuse 2 x 6 mm Isolation façon pente 1,5 % 20–60 mm Résilient acoustique 20 mm Isolation haute performance, joints décalés 46 mm Pare-vapeur comme étanchéité de chantier Elément en caisson 307 mm panneau trois plis 27 mm âme en bois massif 240mm isolation 100 mm granulés 150 kg/m2 140 mm panneau trois plis 40 mm

Composition façade attique: Plaque de plâtre fibrée enduite 15 mm Lattage/Isolation (λ = 0,032 W/mK) 60 mm Panneau OSB, joints étanchés 15 mm Montants 60/120 /isolation 260 mm (λ = 0.032 W/mK) Plaque de plâtre fibrée 15 mm Pare-vent Lattage 40 mm Système photovoltaïque mural 40 mm

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Stations amont et aval du Petit Cervin, Zermatt Le plus haut téléphérique à trois câbles du monde mène au Petit Cervin près de Zermatt et reliera dès 2021 l’Italie à la Suisse. Les deux stations de cette impressionnante infrastructure ont été réalisées en bois et produisent 252 000 kWh par an grâce aux panneaux photovoltaïques intégrés aux façades.

La liaison ‹Trockener Steg – Petit Cervin› fait partie d’un projet qui permettra dès 2021 de relier Breuil-Cervina en Italie à Zermatt. Les touristes emprunteront alors ce trajet panoramique, avec le Cervin toujours en vue, dès la station de base du Trockener Steg à une altitude de 2932 mètres. Cette nouvelle installation, à capacité élevée, remplace son aînée des années 1970 qui, sensible au vent, entraînait de nombreuses interruptions. Sa construction a été un défi à de nombreux égards:

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avec une station amont au Petit Cervin à 3821 mètres d’altitude, les conditions météorologiques sur le chantier étaient extrêmes: des températures diurnes allant jusqu’à –30 °C et des pointes de vent atteignant 240 km/h n’étaient pas rares. La réalisation est spectaculaire: avant même que les travaux ne débutent, le site a dû être protégé contre les chutes de pierres. Le transport des matériaux a ensuite nécessité des solutions particulières car, dans un premier temps, le chantier sur le Petit Cervin n’a pu être approvisionné que par hélicoptère. En juin 2016, un téléphérique destiné aux matériaux a été construit entre les stations de Laghi Cime Bianche en Italie et le Petit Cervin. Air Zermatt a cependant continué à transporter du matériel et ce sont ainsi pas moins de 3800 tonnes de matériaux qui ont été acheminés par la voie des airs.

Le bois a été choisi pour la superstructure des deux stations. Sa légèreté et une durée de montage réduit grâce à la préfabrication sont en effet des avantages désisifs pour une réali­ sation dans des conditions aussi extrêmes.

La structure porteuse en bois offre en outre une résistance au feu de 30 minutes (R30) sans traitement particulier. La station aval, de forme cubique, accueille les visiteurs avec sa structure originale. Les poutres primaires, d’une section de 2x200/1520 mm et de 3,35 m d’entraxe, reposent sur des faisceaux de béquilles prenant appui sur un axe intérmédiaire de support en V. Le pont roulant est suspendu à la toiture, tout comme, par l’intermédiaire des poteaux de façade, la dalle de béton en saillie de 5,5 mètres qui longe la face extérieure principale.

La forme extérieure particulière de la station amont, d’une dimension d’environ 38 mètres

Reproduit avec l’autorisation de swisstopo (BA200166)

Situation

sur 27, fait référence à la forme cristalline des bâtiments existants sur le Petit Cervin. Elle rappelle un rocher dont les arêtes ont été façonnées par les éléments naturels. Avec ses façades et sa toiture inclinées, la station semble plus petite qu’elle ne l’est en réalité avec ses 15 mètres de haut. Elle comprend le hall des arrivées et la salle de contrôle, tandis que les salles techniques et annexes sont situées au sous-sol dans le socle en béton. Les éléments de construction en bois sont délibérément massifs afin de créer un geste architectonique qui exprime les charges climatiques élevées, le bâtiment étant soumis localement à des charges de neige et d’avalanche pouvant atteindre 6 tonnes/m2 et à des pressions de vent de 320 kg/m2 (soit plus de trois fois celles de plaine). La structure en bois est formée de portiques rigides en trépieds dont la portée

a été réduite côté montagne grâce à des béquilles prenant appui sur la paroi rocheuse.

Comme la longueur des éléments pouvant être transportés étaient limités à 12 m, les tronçons de poutres et les poteaux ont été assemblés par des joints de montage rigides en flexion.

En coopération avec la société électrique EWZ de Zermatt, un total de 765 modules solaires ont été installés dans les stations aval et amont.

Sur une surface totale de 1369 m2, ils captent la lumière éclatante du soleil d’altitude. Le courant ainsi produit est injecté directement dans le réseau d’alimentation de la société électrique. Les deux centrales solaires d’une puissance totale de 212,8 kWc devraient produire près de 252 000 kWh d’électricité par an.

Le restaurant situé au sud du Petit-Cervin, un bâtiment en bois au standard Minergie-P,

est déjà alimenté par une installation photovoltaïque. Il a permis de mettre en évidence la surchauffe rapide des panneaux solaires non ventilés qui conduit à une baisse de rendement marquée. Les architectes ont donc renoncé à une sous-structure traditionnelle pour offrir aux panneaux de la station amont une venti­ lation arrière optimale. Il en résulte une ambiance lumineuse intérieure singulière soulignant les propriétés de la façade solaire. Quant à la station aval, 57 fenêtres percent la structure régulière des modules PV translucides, optimisant la lumière dans une atmosphère intérieure attrayante.

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Plan station inférieure

Détail

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20 m

Coupe transversale station inférieure

Station infĂŠrieure: La structure primaire en bois repose sur un faisceau de bĂŠquilles.

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Station supérieure: La structure bois est composée de portiques, chacun s’appuyant sur l’autre (ci-dessus). Des jambes de force prenant appui sur la paroi rocheuse réduisent la portée (ci-contre).

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Lieu Trockener Steg et Petit Cervin, Zermatt Maître d’ouvrage Zermatt Bergbahnen AG, Zermatt Architectes Arnold-Perren-Zurniwen GmbH, Zermatt (station aval); Peak Architekten, Zermatt et Zurich (station amont) Ingénieur civil Labag AG, Zermatt Ingénieur bois (de l’avant-projet à l’exécution, plans d’atelier 3d sous mandat de l’entreprise bois) Indermühle Bauingenieure HTL/SIA, Thoune Construction bois ARGE Brawand Zimmerei AG, Grindelwald; Pollinger Holzbau AG, St. Niklaus Structure primaire en bois pour les deux stations Neue Holzbau AG, Lungern Matériaux station inférieure bois lamellé-collé (450 m3), bois lamellé croisé (1690 m2) Matériaux station supérieure bois lamellé-collé (385 m3), panneaux trois plis (1950 m2) Coûts CFC 1-9 CHF 52 millions Coût construction bois CHF 1,68 million (station aval), CHF 1,2 million (station amont) Surface nette de plancher SIA 416 1650 m2 (station aval), 880 m2 (station amont) Volume bâti SIA 416 22 800 m3 (station aval), 15 800 m3 (station amont) Durée de construction 2016–2018 Photographe Daniel Indermühle; Arnold-Perren-Zurniwen GmbH/William Croall; Zermatt Bergbahnen AG

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Bâtiment scolaire, Port Le nouveau bâtiment atypique de cette école est situé au centre du quartier résidentiel de Port, au sud de la ville de Bienne. Sa toiture à plis multiples le distingue des autres constructions et la structure du bâti se réfère à l’échelle des maisons voisines à pignon, au passé rural du village et à la topographie ondulante du pied du Jura.

Le bâtiment scolaire, relié par une cour à l’ancien bâtiment, se greffe dans la pente orientée nord. Les écoliers y accèdent des deux côtés selon un axe de liaison est-ouest externe et interne qui court sur toute la longueur de l’édifice construit sur deux niveaux. Le rez-dechaussée abrite le secteur des enseignants, les ateliers, la cuisine scolaire ainsi que le stockage et des locaux techniques. A l’étage se trouvent 9 salles de classe et 3 unités de maternelle. Les salles de classe du niveau supérieur bénéficient des caractéristiques spatiales du toit plissé: chacune apparaît comme une unité d’habitation séparée et offre une atmosphère propice à l’apprentissage.

Les pièces sont disposées en diagonale par rapport aux principaux points cardinaux, alors que les faîtes de leurs toitures restent dans l’axe nord-sud. Cette structure d’unités déca-

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lées permet d’obtenir la plus grande diversité possible d’espaces intérieurs. Les classes ont des connexions directes avec les salles communes et les zones d’accès, mais sont aussi reliées entre elles par des doubles portes côté façade. Ces espaces favorisent les synergies et offrent une flexibilité aux méthodes d’apprentissage et d’enseignement actuelles et futures.

Certains murs sont recouverts d’une peinture magnétique et d’un tableau noir pour permettre une appropriation créative de l’espace.

Alors que les salles de classe sont éclairées de deux côtés sur les façades principales en raison de leur orientation biaise, sept grands puits de lumière fournissent également un éclairage diurne aux salles situées dans la zone centrale du bâtiment.

L’école a été en majeure partie construite comme un bâtiment préfabriqué en bois.

Seules les cages d’escaliers et tous les composants en contact avec le sol sont bétonnés.

Des caissons inclinés en bois supportent les charges de la toiture et traversent les classes en diagonale avec des portées pouvant atteindre 13 m. Les sections de plafond alternant des pans abaissés et relevés donnent une dynamique à l’ensemble. En plus de leur fonction statique, ces éléments remplissent en

outre des fonctions acoustiques et de ventilation. Afin d’assurer une expression uniforme de la façade, la dalle de béton du plancher de la zone à deux étages a également été soutenue par des piliers en bois, ce qui constitue une caractéristique particulière. La façade a été réalisée en bois européen avec un bardage ventilé en sapin blanc imprégné sous pression pour assurer un aspect uniforme.

Les exigences de la durabilité ont été prises en compte dès le début de la planification. L’utilisation d’une quantité de bois élevée réduit ainsi l’énergie grise. Au niveau de l’exploitation, avec une toiture présentant une valeur U de 0,11 W/m2K, des fenêtres à triple vitrage, des dispositifs à lampes LED et des appareils efficaces, les besoins énergétiques du bâtiment sont particulièrement réduits. En ce qui concerne le chauffage et l’eau chaude sanitaire, l’école est raccordée au système de chauffage à distance de l’usine de valorisation des déchets de Bienne. Les 1800 m2 de toiture plissée sont équipés quant à eux de 1102 panneaux photovoltaïques produisant environ 288 000 kWh/a. Avec un besoin en énergie d’environ 215 400 kWh/a, la couverture énergétique est donc de 134 %. L’excédent d’électricité équivaut à la consommation annuelle

d’environ 50 ménages. Le bâtiment est équipé d’une station de recharge pour véhicules électriques, tandis que le surplus est injecté dans le réseau de la municipalité de Port. Avec le système ‹Portsolar›, les habitants et les entreprises du lieu peuvent ainsi acquérir un droit d’utilisation de 20 ans sur le système photovoltaïque de la nouvelle école et consommer eux-mêmes l’électricité produite localement.

Ce bâtiment scolaire se distingue non seulement par son architecture remarquable, mais aussi par son concept énergétique durable et tourné vers l’avenir. Il a ainsi obtenu le certificat Minergie-A® et un diplôme ‹Bâtiment à Energie Positive› du Prix Solaire Suisse 2018.

Situation

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Coupe

Rez-de-chaussée

Etage

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40 m

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Lieu Schulweg 12, 2562 Port, BE Maître d’ouvrage Communauté d’habitation, Port Architecte projet et réalisation Skop GmbH, Zurich; Partenaires: Basil Spiess, Silvia Weibel Hendriksen, Martin Zimmerli; Collaborateurs: David Brunner, Angelika Marxer Direction des travaux Spörri Graf Partner l APP Ag, Berne Ingénieur civil Tschopp Ingenieure GmbH, Berne Physique du bâtiment Pirmin Jung Schweiz AG, Rain Ingénieur bois Indermühle Bauingenieure GmbH, Thoune Entreprises bois Häring AG, Eiken (montage); Kappeler Ernst Holzbau AG, Ins (façade); Ritter Bauunternehmung AG, Bienne (construction); Huber Fenster AG, Herisau (fenêtres et portes extérieures); 3A Schreinerei AG, Aegerten (portes intérieures); Bard AG, Münchenstein (menuiserie intérieure) Bois mis en œuvre Composants linéaires (solives, piliers – sans lambris de façade) 356 m3, panneaux (trois plis, OSB) 6024 m2, lambris de façade en sapin blanc imprégné sous pression 800 m2, panneaux trois plis murs extérieurs 725 m2 Photovoltaïque EnergyOptimizer GmbH, Pieterlen Ingénieur CVE tp AG für technische Planungen, Bienne Planification électrique A. Schlosser AG, Bienne Paysagiste Grand Paysage, Bâle Surface de terrain 10 051 m2 Surface bâtie 2475 m2 Surface de plancher 3570 m2 Volume bâti SIA 416 16 976 m2 Coûts CFC 1-9 CHF 18,3 millions Coût CFC 2 CHF 13 millions Prix/m3 (CFC 2) CHF 767 Durée de construction 2015–2017 Photographe Simon von Gunten, Soleure; Julien Lanoo, Comines (Belgique)

3396

Composition façade: Bardage vertical 24 mm, sapin blanc imprégné sous pression Lattage horizontal 30 mm Contre-lattage vertical 60 mm Lé de façade Panneau isolant de fibres 80 mm Isolation fibres minérales 160 mm Panneau OSB 15 mm Lattage 40 mm, isolé Panneau trois plis 19 mm, lasuré Composition toiture inclinée: Element photovoltaïque Profil d’angle/ventilation arrière Etanchéité bitumineuse bi-couches, env. 10 mm Isolation 180 mm Pare-vapeur Panneau trois plis 40 mm Nervures 80 – 180 × 400 mm Isolation en fibres minérales 50 mm Lé acoustique Panneau trois plis 40 mm, perforations acoustiques Composition plancher: Chape anhydrite 70 mm, poncée et vitrifiée Couche de séparation Résilient acoustique en fibres minérales 40 mm Couche de compensation EPS 30 mm Film de protection en PE Dalle béton 300 mm, appui en façade sur poteaux bois Plafond acoustique 80 mm

Coupe de détail

3397

Lieu Auvernier/Milvignes (NE) Maître d’ouvrage Caves du Château d’Auvernier, Thierry Grosjean & Cie Architecte projet et réalisation Atelier d’Architecture de St-Nicolas SA (AASN), Neuchâtel; collaborateurs: Fabrice Agustoni + Samuel Maire, chef de projet Direction des travaux AASN SA, Neuchâtel Ingénieur civil Mauler SA, Neuchâtel-Serrières Conception incendie AASN SA, Neuchâtel Géomètre Geosit SA, Marin Ingénieur bois Tschäppät & Moret SA, Cornaux; JPF-Ducret, Bulle Entreprises bois Tschäppät & Moret SA, Cornaux; JPF-Ducret, Bulle (structure et chevrons) Entreprises panneaux solaires Gottburg SA, Toiture & Façades, Boudry (pose des modules); Groupe E Connect SA, Matran (installation électrique PV) Volume bâti SIA 416 1556 m3 Durée de construction septembre 2017 – juin 2018 Distinction Prix Solaire Suisse 2019 Photographe Yves André, Lausanne

3398

Hangar viticole du Château d’Auvernier, Milvignes Ensemble remarquable, le Château d’Auvernier s’est doté d’un nouvel hangar en bois ‹le Corbet›, qui dispose d’une toiture solaire performante favorisant son intégration au site. Il a obtenu le Prix Solaire Suisse 2019, catégorie ‹installations énergétiques›.

Situé en bordure du lac de Neuchâtel, le Château d’Auvernier est aux mains de la même famille depuis plus de quatre siècles (1603).

Le propriétaire du domaine a un souci de qualité qui fait le renom de son vignoble. Après l’aménagement d’une dépendance pour la réception des visiteurs avec un local destiné au stockage et à l’affinage des vins, un nouvel hangar a vu le jour. Destiné à abriter les engins et le matériel viticoles devenus toujours plus conséquents, ainsi que les véhicules des collaborateurs, il remplace l’ancienne bâtisse adossée à l’extérieur du mur d’enceinte du Château et les capites disparues des parchets au fil des ans. Il accueille en outre une installation de neutralisation et revitalisation de l’eau provenant des machines agricoles.

Parents pauvres de la construction ou laisséspour-compte, les bâtiments agricoles en bois sont souvent délaissés des publications. Visuellement plus simples, il n’en demeure pas moins que leurs structures classiques sont parfois à la base des ouvrages emblématiques d’aujourd’hui. Le bois est non seulement le matériau traditionnel pour ce type de réalisation mais il est en hausse constante. A l’instar de cette réalisation tout en longueur, intégrant sept portiques en bois lamellé-collé prenant

appui sur une fondation en béton. Elle comprend deux parties distinctes: un hangar non isolé à portes sectionnelles abritant les machines agricoles et un atelier isolé comportant une grande baie vitrée en façade nord. Les pignons sont borgnes mais l’ensemble des locaux est éclairé par des vitrages rampants sur le pan nord de la toiture. Les façades sont composées de lambris à couvre-joint qui soulignent la destination agricole du bâti.

L’intérêt de ce bâtiment vient de sa toiture. Le propriétaire du domaine, sensible aux énergies renouvelables et ouvert aux produits innovants, a su convaincre les édiles pour obtenir l’auto­ risation d’installer des panneaux solaires. Les avancées technologiques en matière de ‹design› d’éléments solaires ont permis une issue favorable, car compatibles avec les exigences strictes de la commune dans un contexte de zone viticole protégée. En effet, le choix s’est porté sur une installation de modules photovoltaïques couleur terre cuite, spécialement développés pour des bâtiments et des sites protégés par le Centre suisse d’électronique et de microtechnique (CSEM) à Neuchâtel, en collaboration avec la société belge Issol. La couleur des éléments est appliquée sur la face interne du verre frontal à l’aide d’un procédé d’impression céramique. D’un aspect de couverture traditionnelle, ils se font plus discrets que les panneaux en surimposition qui n’auraient assurément pas passé la rampe du permis de construire.

Ainsi, l’entier du versant sud de cette toiture à deux pans est recouvert de 266 modules de

type monocristallin qui produisent 223 500 kWh/an, soit le tiers de la consommation annuelle d’électricité du Château d’Auvernier.

Il démontre ainsi que les grandes surfaces de toiture sont adaptées à une production de courant largement bénéficiaire et cette réali­ sation s’intègre parfaitement en se fondant dans le paysage.

Depuis peu, les panneaux solaires en couleur s’implantent en Suisse. Que ce soit sur les toits ou sur d’autres surfaces, leur couleur, leur forme ou leurs dimensions leur permettent de s’harmoniser davantage à l’architecture des bâtiments, sans péjorer leur fonctionnement.

Dans ce canton où l’ensoleillement est élevé avec une orientation favorable en coteaux, cette solution énergétique est idéale et ces nouveaux matériaux solaires font désormais partie intégrante des composants possibles d’une architecture de qualité.

Situation

3399

Coupe transversale

40 m

Compostion toirture: Pan nord: tuiles terre cuite Pan sud: module photovoltaique ‹solar terra› Lattage 30 x 60 mm Contre-lattage 80 mm Sous-couverture Panneaux OSB 25 mm Chevrons/laine minérale 160 mm Fermes 540 mm Pare-vapeur Panneaux trois plis 27 mm Compostion façade: Bardage vertical ext./Couvre joint 20/34 mm Lattage continu + calle 30 mm + 10 mm Panneau OSB 25 mm Montants façade/laine minérale 180 mm/160 mm Pare-vapeur Plaque de plâtre fibrée 15 mm

Rez-de-chaussée

3400

Coupe de dĂŠtail

3401

Immeuble Arborea, Köniz Le bâtiment Arborea se situe au sud-ouest de Berne, au pied de la colline du Gurten, dans un secteur de Köniz qui fait la transition entre le centre-ville et le quartier de villas.

L’immeuble, entièrement construit en bois suisse, est caractérisé par d’élégants piliers arborescents en béton qui portent ses terrasses et ses coursives. Lors de sa conception, un accent particulier a été porté à la valori­ sation de l’énergie solaire.

L’immeuble résidentiel Arborea de cinq étages est situé dans une rue calme, à quelques minutes à pied seulement du centre-ville et de la gare. Sur la base d’un plan rectangulaire rela­tivement allongé, conditionné par la faible ampleur de la parcelle, la construction tire parti de la géométrie du terrain en s’évasant légèrement au Nord. Au-dessus du parking qui abrite le local technique, les caves, ainsi que d’autres pièces annexes, se trouvent 21 appartements de 2½ à 4½ pièces dont la superficie est comprise entre 53 et 108 mètres carrés.

Les logements profitent tous d’une double

3402

orientation est-ouest qui les fait bénéficier du soleil tant le matin que le soir. La distribution est assurée par des coursives à l’est du bâtiment, desservies par un escalier extérieur et par l’ascenseur qui leur fait face. Depuis la zone d’entrée centrale du rez-de-chaussée on accède à la vaste salle commune indépendante située à l’extrémité nord de l’édifice. Tous les appartements des quatre premiers niveaux disposent de terrasses-coursives partagées orientée à l’ouest, alors que les trois appartements en attique profitent quant à eux de leurs propres espaces extérieurs.

D’un point de vue constructif, cette unité d’habitation se compose d’un socle en béton qui comprend, outre le sous-sol non chauffé semi-enterré, la zone d’entrée et le local commun. Les coursives, les balcons, ainsi que les escaliers extérieurs et la cage d’ascenseur surmontés d’une petite toiture à deux pans inversés sont également en béton et statiquement entièrement indépendants du volume d’habitation. Ces éléments sont supportés par des piliers en béton traditionnels contre

les façades, tandis que du côté extérieur ils prennent des formes arborescentes originales, comme pour mieux souligner le nom donné à l’ouvrage. Le matériau choisi fournit d’une part une masse de stockage thermique et permet d’autre part de répondre aux exigences de protection incendie.

A l’intérieur de ces zones de circulation, les appartements sont entièrement réalisés en bois: les parois intérieures sont constituées de panneaux en lamellé croisé qui stabilisent le bâtiment avec les dalles en planches juxtaposées mixtes bois-béton qui offrent en outre des caractéristiques acoustiques améliorées.

Les essences utilisées pour Arborea proviennent de Suisse: la façade en bois non traité est en sapin blanc d’Emmental, les châssis des fenêtres sont en mélèze et en chêne pour celles qui assument une fonction de protection incendie.

Arborea se caractérise par un concept de durabilité diversifié: grâce à sa structure claire et à l’utilisation du bois, le bâtiment est ration­nel d’un point de vue énergétique et économe

en ressources. Ses locaux à usage collectif répondent en outre aux aspects sociaux de la durabilité.

Pour des raisons énergétiques, économiques et de construction, l’enveloppe du bâtiment a été isolée de manière optimale. Sa conception et sa matérialisation favorisent l’utilisation passive de l’énergie solaire: la partie coursives et terrasses permet un bon apport solaire pendant la période de chauffage et un ombrage efficace en été. L’énergie solaire est stockée dans les diverses couches qui composent les dalles mixtes bois-béton.

Les capteurs solaires recouvrent presque entièrement le toit plat et fournissent l’énergie nécessaire au bâtiment d’habitation selon le standard Minergie-P-Eco. Ces apports thermiques sont, le cas échéant, complétés par un chauffage central à pellets, neutre en CO2. Des unités de ventilation à commandes individuelles avec échangeurs enthalpiques assurent une humidité de l’air optimale dans les appartements et le confort pendant les jours froids.

Situation

3403

F Typ 1 F Typ 1 F Typ 1

F Typ 2.1

F Typ 1

Ausstellstore

F Typ 1

F Typ 5.1A

Rez-de-chaussée

Lieu Sägemattstrasse 61, 3098 Köniz Maître d’ouvrage Raiffeisen Pensionskasse, St-Gall Architectes Halle 58 Architekten GmbH, Berne Architecte paysagiste IGL Naturgartenbau GmbH, Berne Direction des travaux Halle 58 Architekten GmbH, Berne et Schemaa GmbH, Muri bei Bern Ingénieur civil Tschopp Ingenieure GmbH, Berne Ingénieur bois Timbatec Holzbauingenieure Schweiz AG, Berne Physique du bâtiment Marc Rüfenacht, Bauphysik und Energie, Berne Construction bois Hector Egger Holzbau AG, Langenthal Matériaux Ossature (parois extérieures) 1000 m2, bois lamellé croisé (parois intérieures) 1100 m2, dalle mixte bois-béton (sols) 1720 m2 Coût env. CHF 9,6 millions Surface de terrain SIA 416 2306 m2 Surface bâtie SIA 416 636 m2 Surface de plancher SIA 416 3086 m2 Volume bâti SIA 416 9938 m3 Durée de construction mai 2015 – septembre 2016 Photographe Christine Blaser, Berne

3404

Etage standard

Attique

Coupe

20 m

3405

3406

Composition toiture: Capteurs solaires thermiques, photovoltaïques en projet Végétation extensive 60 mm Étanchéité de toiture 13 mm Isolation façon pente 300 – 360 mm Pare-vapeur Dalle en lames juxtaposées tourillonnées, lasurées 200/240 mm Composition plancher: Chape teintée 80 mm Résilient acoustique 25 mm Couche d’installation 25 mm Dalle mixte bois béton

béton 120 mm lames juxtaposées tourillonnées,

lasurées 200/240 mm Composition façade: Crépis chaux/argile coloré Plaques de plâtre fibrées 2 x 12,5 mm Vide d’installation avec isolation 60 mm Panneau OSB (pare-vapeur) 22 mm Montants 60/260 mm/isolation Panneau isolant en fibres de bois 80 mm Etanchéité au vent Lattage 30 mm Contre lattage 30 mm Bardage vertical sapin blanc brut de sciage 16 mm

Coupe de détail

3407

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6.1 Technique du bâtiment – Installations et obturations Auteurs: Ivan Brßhwiler, Josef Kolb AG, Romanshorn; Lukas Stiefel, Josef Kolb AG, Romanshorn; Jakob Studhalter, Basler & Hofmann AG, Zurich; Reinhard Wiederkehr, Makiol Wiederkehr AG, Beinwil am See; Peter Kammer, Feldbrunnen; Lignum, SIA, 2020, No. Art. 27026, en couleur, A4, 144 pages Cette publication sert d’aide à la planification des interfaces de protection incendie entre la construction en bois et les installations techniques du bâtiment, en tenant compte des exigences des prescriptions de protection incendie AEAI. Elle rÊsume Êgalement les exigences ap­plicables en matière de protection incendie aux installations techniques du bâtiment et dÊtaille leur mise en œuvre dans la construction en bois.

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ISSN 1420-0252