Malibu 5, Californie (Etats Unis) 1- Présentation de l’exemple
2- Contexte géographique a- Situation
Encadré -1 Maison passive :
- Echelle de la région
Etats Unis Californie
La Californie est situé à l’ouest des Etats Unis Bordée au sud par le Mexique et à l’ouest par l’océan pacifique.
Océan pacifique
Code couleur:
Est un type de maison écologique à très basse consommation d’énergie. Elle garantit un climat intérieur confortable sans système de chauffage conventionnel. Le but de la maison passive est de réduire la consommation d’énergie dans les bâtiments résidentiels en captant l’énergie solaire, en renforçant l’isolation, en utilisant des énergies renouvelables et en récupérant la chaleur.
Périmètre des Etats Unis Mexique
Périmètre de la Californie
Figure 3: situation de la Californie
- Echelle du comté
Figure 1: Photo de la maison Malibu 5 Los Angeles
Malibu 5 est une résidence moderne passive 1, construite à partir de matériaux recyclés et inoffensifs pour l’environnement, et crée pour minimiser la consommation d’énergie.
Malibu
Malibu est située à 53km à l’ouest du comté de Los Angeles. C’est une bande côtière qui s’étale le long de l’océan pacifique. Code couleur: Périmètre de Malibu
Figure 4: situation de Malibu
- Echelle de la ville Absence de centre-ville, le rassemblement de plusieurs habitations forme les quartiers, l’ensemble des quartiers forme la ville.
- lieu : Quartier Big Rock, route White cap, Malibu(Californie) - Date : Début de réalisation 2003, Fin de réalisation 2006 - Durée de réalisation : 3 ans
Figure 2: Stephen Kanner
Stephen Kanner est né le 30/07/1955, d’origine de Chandler en Arizona. Ses parents et son grand-père étaient architectes, d’où son influence. Il obtient son diplôme de l’université de Berkeley en Californie (1980) et rejoint l’entreprise familiale Kanner Architects puis devient le chef en 1988. Son principe est de respecter l’environnement à travers une architecture 2 écologique. Il décède le 02/07/2010.
-2 Construction écologique : C’est la construction avec des matériaux naturels afin de limiter l’impact négatif d’une habitation sur l’environnement, elle s’articule autour de la conscience de l’empreinte de carbone, de la biodiversité et de l’utilisation d’éco-matériaux dans le but d’améliorer la performance énergétique.
Code couleur:
- Réalisé par : Kanner Architects (Stephen Kanner) - Présentation du maitre d’œuvre :
Figure 7: Schéma d’une maison passive
Périmètre de la ville Figure 5: vue aérienne la ville
- Echelle du quartier La maison est située dans le quartier BigRock, donnant sur la route white cap. Code couleur: Situation de l’habitation Figure 6: Vue aérienne du quartier
Figure 8: schéma représentant le principe de la construction écologique
Ville touristique et Capitale américaine du surf, Malibu est une cité balnéaire très convoitée par les stars hollywoodiennes.
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3- Contexte climatique
b- Coordonnées géographiques
3 -Sun belt:
a- Ensoleillement 34,02 N
- Latitude : 34.02 N
-les heures d’ensoleillement maximales : 14.4 heures
- Longitude : 118.76 O La zone est comprise entre le tropique du cancer et les deux cercles polaires.
-les heures d’ensoleillement minimales : 8.2 heures
Figure 12: Diagramme d’heures d’ensoleillement par mois
-en moyenne : 11 heures
3
Malibu fait partie de la Sun belt, elle bénéficie donc de 320 jours de soleil par an.
118,76 O Figure 9: latitude et longitude de la Californie
Le soleil n'arrive jamais au zénith, la durée du jour et le réchauffement varient beaucoup au cours de l'année, entraînant des différences marquées entre les saisons.
Figure 14: Carte représentant les états de la sunbelt
L’ensoleillement important permet de récupérer de l’énergie solaire pour l’alimentation de la maison grâce aux panneaux solaires.
- La situation géographique de la Californie la met à la merci des catastrophes naturelles.
-Ceinture de feu: La Californie est située le long de la ceinture de feu du pacifique. L’instabilité géologique a produit de nombreuses failles qui provoquent en moyenne 10000 tremblements de terre par an.
N
c- Altitude
NO NE
-Jours choisis:
- Altitude minimum: 0m - Altitude maximum: 917m
4
21juin: solstice d’été (le jour le plus long de l’année). 21 décembre: solstice d’hiver.
E
O
- Altitude moyenne: 125m Figure 10: Carte topographique montrant les altitudes de la région
L’habitation est située à une altitude de 32m, il s’agit d’une altitude près du niveau de la mer (<500).
Figure 11: carte 3D montrant le relief californien
Le relief californien est marqué par la diversité entre plaines et hautes montagnes. Son point le plus bas est de 86 m sous le niveau de la mer (la vallée de la Mort), son plus haut sommet, le mont Whitney culmine à 4421m d'altitude.
La Californie est située dans une zone ou le relief est assez diversifié qui s’étale de long de la cote de l’océan pacifique.
Figure 15: La zone de la ceinture de feu du pacifique
Toutes les constructions de la ville sont antisismiques
SO SE E
Figure 13: Application sur le diagramme solaire
21 décembre Fin
Durée
9h
17h
8h
2h45
15h15
17h
1h45
6h45
6h30
9h
2h30
Fin
Durée
Début
Façade nord-ouest 13h15
17h
4h45
Façade nord-est 14h15
17h 13h15
Façade sud-est
6h30
Façade sud-ouest 6h30
21 juin
14h15
-Les façades nord-ouest et nord-est reçoivent un bon ensoleillement. -Les façades sud-est et sudouest reçoivent des heures excessives d’ensoleillement.
- Equinoxe et Solstice: 4
21 juin Début
d- Relief
La Sun Belt signifie en français la « ceinture du Soleil », cette dernière se compose des états du sud et de l’ouest des Etats Unis présentant un dynamisme économique et une zone bien ensoleillée.
7h45
6h30
15h15
23 septembre 21/22 juin
21/22 décembre
8h45
21 décembre
- Les façades nord-est et sudest reçoivent un bon ensoleillement. - Les façades nord-ouest et sud-ouest reçoivent des heures excessives d’ensoleillement.
L’architecte a diminué les ouvertures au niveau de la façade sudouest car elle contient des chambres. Les autres façades restent très ouvertes car elles contiennent des espaces jours, mais le seuil d’ensoleillement est dépassé.
21 mars Figure 16: schéma représentant l’équinoxe et solstice
Un équinoxe est un instant de l'année où le Soleil traverse le plan équatorial terrestre, changeant ainsi d'hémisphère céleste. Un solstice est un événement astronomique qui se produit lorsque la position apparente du Soleil vu de la Terre atteint sa hauteur maximale.
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e- Précipitations:
b- Température
-Echelle de beaufort :
5
-La quantité maximale de précipitations: 98mm
-La température maximale : 24c° -La température minimale : 9c° -La température moyenne : 17.6c° Figure 17: Diagramme montrant la température minimale et maximale
Les sols de la maison agissent comme un dissipateur de chaleur, récupérant la chaleur de la journée et en la libérant la nuit.
-la quantité minimale: 2mm Figure 20: Diagramme de quantité de précipitations par mois
-la quantité moyenne annuelle est 380mm
La Californie connait Chaque année des inondations due au phénomène climatique El-Nino6
Malgré le faible taux de précipitations, la ville possède un important système de collecte des eaux pluviales, ce qui permet l’alimentation de la ville.
c- Humidité
Elle a été mise au point en 1805 par un amiral de la marine britannique, c'est une échelle de classification des vents de douze degrés, basée sur leur force et sur leurs effets sur l'environnement.
-El Nino :
6
phénomène climatique océanique à grande échelle du Pacifique, affectant le régime des vents, la température de la mer et les précipitations.
Alizés
Est
Ouest
-L’humidité varie entre 64% et 56% - L’humidité moyenne est de 60,25%
Ensoleillement Augmente Température important
Figure 18: Diagramme de pourcentage d’humidité par mois
L’air contient de la vapeur d’eau
Augmente Le climat est trop humide ( >60%), la maison contient plusieurs ouvertures pour obtenir une ventilation croisée.
Humidité
d- Vents
Diminue
Vents
Précurseur
Figure 22: Schéma représentant la situation météorologique normale
Précipitations
Figure 21 : Relation entre les paramètres climatiques (Auteur)
-La vitesse maximale du vent : 15.7 km/h
Alizés
Ouest
Est
Synthèse
-la vitesse minimale est de : 8.6km/h -La vitesse moyenne est de 12.18km/h
Le climat de la Californie est l’un des 5 écosystèmes de type méditerranéen et le seul que comporte les Etats Unis.
- Les vents viennent le plus souvent du nord et du sud.
Le climat de Los Angeles est méditerranéen semiaride, caractérisé par des hivers doux et pluvieux et des étés chauds et secs.
Figure23: Schéma montrant la situation d’El-Nino
Figure 19: Rose des vents
Selon l’échelle de beaufort, 5ce sont des vents modérés. Ils sont favorables car ils permettent de rafraichir l’intérieur de l’habitation grâce aux ouvertures.
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4- Contexte microclimatique
7
-7 Microclimat : La ville comporte plus de 10 parcs, plusieurs d’entre eux abritent les arbres de « séquoia9».
a- Relief
Désigne l’ensemble des conditions climatiques limitées à une région géographique très petite, qui diffère du climat général de la zone où se situe cette région.
-8 Evapotranspiration :
Figure 27: parc de yosemite
Figure 24 : Profile de la ville
-L’habitation est implanté sur une pente de 16,8%, cette pente est classifiée comme étant modérée (16-30%). Le relief influence beaucoup le climat, plus en monte plus la température et la pression atmosphérique baissent.
L'évapotranspiration est la somme de la transpiration du couvert végétal (à travers les stomates des plantes) et de l'évaporation des sols et des surfaces d'eau libre.
Il y a plus d’espaces vert que d’espaces bâtis, la ville respecte donc son caractère écologique.
d- Activités humaines
b- Eaux
-Il n’y a pas d’activités industrielles à Malibu, l’économie de la ville dépend de 3 activités : - Agriculture (65%) - Énergies renouvelables (20%) - Tourisme (15%)
Il y a un microclimat justifié par la présence d’un plan d’eau, la ville est à proximité de l’océan pacifique.
Figure 28: schéma représentant le phénomène d’évapotranspiration
9 -Séquoia géant :
Figure 28: terres agricoles de la ville.
Espèce d’arbre la plus grande du monde qui pousse le long des côtes Californienne. Le séquoia atteint une hauteur de 50à 85m pour un diamètre de 6 à 8m, il se caractérise aussi par sa longévité, il atteint plus de 3000ans.
Océan pacifique 10
L’émission de Gaz à effet de serre est réduite de 30%, Toutes les maisons de Malibu sont écologiques, l’énergie produite par la ville est propre.
Figure 25: vue aérienne montrant la cote
Les brises marines rafraichissent le climat chaud de Malibu mais contribuent à l’augmentation de l’humidité de l’air (Contrainte).
Synthèse
c- Végétations
Figure 29: les séquoia géant
Le relief de la ville, la proximité de l’eau et la végétation dense qui l’entoure influe fortement sur les paramètres climatiques, ce qui peut changer le type de climat.
La foret
- Effet de serre :
10
La ville est entourée par une forêt dense. phénomène naturel provoquant une élévation de la température à la surface de la planète.
Figure 26: vue aérienne montrant les limites de la foret Figure 30: schéma montrant l’effet de serre.
La foret permet de réguler la température, mais avec le phénomène d’évapotranspiration,8 le taux d’humidité augmente.
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6- Contexte bâti
5- Contexte sociologique a- Profil de la famille
e- Accessibilité à la parcelle
a- Forme du groupement
N -Les routes curvilignes forment un groupement en forme de grappe
La famille est formée d’un couple et de deux enfants.
Figure 33: vue aérienne montrant la forme du groupement
Deux garçons
Figure 37: Accessibilité à la parcelle (plan de masse) Accessibilité mécanique et piétonne
f- Implantation du bâti
ilots
- Horizontalement
b- Organisation du groupement -L’organisation du groupement est agglomérée
Figure 31: schéma montrant les membres de la famille (auteur)
N
11
La famille comporte deux générations
Figure 38: implantation du bâti (plan de masse)
Code couleur: Périmètre de l’habitation Distance/ prospects
Figure 34: vue aérienne montrant l’organisation du groupement
L’importance du travail au quotidien
Attachement aux traditions et aux grandes célébrations (Independence Day, Thanksgiving et noël) rassemblement de la famille et des amis
- Verticalement
-La parcelle est d’une forme trapézoïdale L’architecte a fait en sorte que la maison épouse la forme de la parcelle.
Figure 39: implantation verticale de l'habitation (coupe)
d- Orientation de la parcelle Foret
Figure 32: schéma représentant le mode de vie de la famille américaine (auteur)
La famille américaine valorise l'individualité, rares sont les familles dans lesquelles plusieurs générations cohabitent.
-La maison est implantée sur un terrain en pente L’architecte a intégré la maison au site, en ajoutant un garage coté sud ouest L’habitation est semi enterrée.
Figure 35: forme et dimensions de la parcelle (plan de masse)
Importance des études
l’architecte a tenu à préserver l’intimité de la famille.
c- Forme de la parcelle N
L’intérêt porté pour l’art et les activités sportives
-L’habitation a un recul de 12m par rapport à la rue. -En retrait vers la droite. - La distance entre l’habitation et les trois prospects est assez grande
C’est une organisation flexible qui a permis l’incorporation de diverses formes et grandeurs de parcelles, s’orientant dans sa structure.
b- Mode de vie
-L’accessibilité à la parcelle est mécanique et piétonne en même temps L’habitation est bien affectée car elle est directement accessible par la rue principale.
Cette forme est justifiée par le terrain accidenté de la ville, les routes curvilignes permettent une circulation confortable.
La mère
Le père
12
Océan Figure 36: orientation de la parcelle (plan de masse)
N
- La parcelle est orientée nord-ouest / sud-est Cette orientation permet de profiter de la vue sur l’océan et sur la foret, mais aussi pour l’obtention d’énergie solaire et de lumière naturelle.
11
- Mode de vie: Façon de vivre d'un individu ou d'un groupe de personnes qui se définit par certaines caractéristiques économiques, sociales, ou culturelles. 12
- Accessibilité:
Possibilité d‘avoir accès, d'arriver à un endroit précis.
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7- Configuration intérieure
g- Orientation des façades -la façade nord-ouest est orientée vers la foret faisant face à un prospect.
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a- Accès à l’habitation
Espace Garage
Cuisine
Accès secondaire orienté sud-est
Salon
Salle d’installation
S= 26,4 m2
Longueur: 7,2m largeur: 5,1m
S= 36,72 m2
Cave
Balcon 2
14
-Coefficient d’occupation du sol (COS):
escalier
Garage
Chambre3
organigramme RDC
Longueur: 5,3m largeur: 1,2m
L= 4,42x l
S= 6,36 m2
Longueur: 5,3m S= 21,73m2 largeur: 4,1m
L= 1,3x l
l
COS= 972,48 / 2680= 0,36
L= 1,45x l
l
L’habitation occupe seulement une partie de la parcelle, afin de bénéficier d’un plus grand jardin.
Longueur: 6,6m largeur: 4m
S= 31,9 m2
L= 1,41x l
CES= 324,16 / 2680= 0,12
Longueur: 5,8m largeur: 5,5m
l
b- Organisation des espaces
-Coefficient d’emprise au sol (CES):
S= 40,92 m2
l
Salle à manger
Figure 42: Les accès à l’habitation ( plan 1er étage) 13
Longueur: 6,6m largeur: 6,2m
l
Accès principale orienté nord-est.
Accès secondaire orienté nord-ouest.
h- Densité
Proportions L=1,06 x l
Accès Mécanique au garage orienté sud-est.
-La façade nord-est est orientée vers l’océan pour profiter d’une vue panoramique sur mer.
Surface
L=1,06 x l
Code couleur: Façade nord-ouest Façade nord-est Façade sud-est Façade sud-ouest
Code couleur
Dimensions
l
-Les façades sud-est et sud-ouest font face à prospect chacune.
Figure 40: Orientation des façades ( plan de masse)
c- Dimensions- surface- et proportions des espaces
15
-Coefficient de biotope : Figure 43: espaces RDC
Il y a plus d’espace végétal que d’espace bâti dans la parcelle, ce qui renforce le caractère écologique de l'habitation..
Salle à manger
cuisine
escalier1
Chambre1
salon Balcon 1
Il s’agit d’une forme régulière, composée principalement de deux parallélépipèdes imbriqués.
Figure 44: espaces 1er étage
14
Chambre 3 SDB 3 bureau
escalier 2
dressing
3,20
SDB 2
11,50
Chambre 2
L’architecte a respecté le gabarie du bâti environnant.
COS: est une règle d'urbanisme cruciale car elle permet d'influer sur la densité d'une zone. COS= surface des planchers/surface de la parcelle.
15
hall
3,80 4,50 Figure 42: Coupe BB
CES: est un rapport permettant de mesurer la densité de l'occupation du sol en urbanisme. CES= surface du sol / surface de la parcelle.
13
organigramme 1er étage
j- Hauteurs
S= 11,56 m2
SDB1
vestiaire
Figure 41: Volumétrie du bâti
L= l
Figure 46: tableau montrant les dimensions, surface et proportions des espaces
escalier2
couloir
i- Forme du bâti
SDB 2
Longueur: 3,4m largeur: 3,4m
l
CB= 2355,84 / 2680= 0,87
la cour
CB: est un coefficient qui décrit la proportion des surfaces favorable a la biodiversité par rapport a la surface totale d’une parcelle.
16
Figure 45: espaces 2ème étage
Balcon 2 organigramme 2ème étage
Relation entre les espaces Perméabilité visuelle Perméabilité fonctionnelle Perméabilité visuelle et fonctionnelle
Accès: Possibilité pour un quelqu’un ou un véhicule d'atteindre un lieu.
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f- Technique de construction
d- Circulation
L’architecte a utilisé une structure mixte. - Des murs porteurs en béton - Poteaux métallique en forme de H
Développement durable:
Génèrent une énergie pour la maison durant la journée.
Panneaux solaires Murs porteurs Points porteurs Figure 48: circulations1er étage
Figure 47: circulations RDC
Figure 49: circulations 2ème étage
Horizontale Le garage représente l’espace de circulation horizontale du RDC.
Le hall d’entrée et le couloir assurent la circulation horizontale.
Le hall central permet la distribution des espaces de l’étage.
L’espace de circulation horizontale occupe la surface de 1,9 m2 soit 9,8% de la surface totale.
Verticale -Les escaliers assurent la circulation verticale entre le RDC et le 1er étage.
-Il y a un escalier qui permet d’accéder au 2ème étage.
Les escaliers occupent la surface de 11,67 m2 soit 3,6 % de la surface totale.
3m
5,1 m
4m
Type:
Baies Vitrées Portes fenêtres Portail garage Position: Façade Sud-est
6m
5m 3,5 m
1,5 m
2m
e- Ouvertures: type- dimensions- position
4,5 m
Ventilation croisée grâce aux ouvertures.
vents vents
Figure 54: structure de l’habitation ( plan 1er étage)
g- Matériaux de construction L’architecte a construit l’habitation avec des matériaux recyclés car ils suscitent un intérêt grandissant du fait de leur bas coût, de leurs qualités isolantes, de leur longévité ainsi que de leur faible impact sur l’environnement.
1 Acier
Les poteaux en forme de H
Béton 2 sans ciment
Les planchers, murs, cloisons intérieurs et escaliers
3 Le bois
Le portail du garage, les portes
4 Le verre
Les ouvertures
Sols en béton écologique Agissent comme un dissipateur de chaleur, récupérant de la chaleur durant la journée et en la libérant pendant la nuit. Figure 56: schéma représentant le développement durable de l’habitation (Auteur)
- Photos d’intérieur
2m
Le béton sans ciment est un matériau idéal pour les endroits exposés à l’air marin, il protège mieux les armatures en métal (acier) contre la corrosion.
Figure 50: ouvertures façade sud-est
7m
Type :Baies Vitrées Position: Façade Sud- Ouest.
h- Dispositifs architecturaux de confort
Figure 57: vue de la salle à manger
Figure 58: vue de la cuisine
- Les auvents
8,5 m2
Figure 51: ouvertures façade sud-ouest 5m 3,5 m
Type: Portes fenêtres Position: Façade Nord-Ouest.
2,7 m
4m
5m
Les auvents proportionnent une ombre.
3m
Figure 52: ouvertures façade nord-ouest 5m
4m
8m
Figure 53: ouvertures façade nord-est
Type: Baies Vitrées Portes fenêtres Position: Façade Nord Est.
Figure55: façade nord- ouest
Figure 59: vue du séjour
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