Dans un site pensé comme un campus, l'implantation de l'annexe au lycée Charles de Foucauld et de l'école d'ingénieurs ECAM - Strasbourg - Europe magnifie les dimensions généreuses du terrain par la juxtaposition des deux écoles selon un axe Est - Ouest. Posées sur une prairie modelée et rythmée de noues paysagères, les écoles puisent une identité urbaine forte au sein d'un environnement qui donne le temps aux eaux pluviales de reproduire leur cycle naturel, redessinant constamment le site. Le front bâti clôt l'espace urbain avant le début des zones agricoles. L'axe de promenade Nord-Sud permet de distinguer deux entités tout en conservant une mutualisation du paysage et de l'urbain. L'ensemble des deux établissements est conçu en structure mixte béton, charpente bois et métal avec un accent fort donné à la structure bois triangulaire apparente derrière des vitrages de type VEC. La lecture de ces croisillons bois, parfaitement lisible en contraste avec les parties pleines bardées d'écailles en inox, caractérise l'ensemble des façades Nord en un clin d'oeil indéniable au savoir-faire alsacien intégré à un langage contemporain et répond parfaitement aux besoins de stabilité des bâtiments tant du point de vue de la portée, du contreventement que de celui des obligations sismiques de la région. La mutualisation des deux établissements en un même site est transcendée dans une ligne architecturale remarquable de plus de 200 m de long, une occasion de signalétique urbaine inhabituelle qui se trouve magnifiée dans une expression à la fois commune mais qui par un jeu de dialogue, de géométrie commune traitée à deux échelles différentes, offre aussi une identité propre à chaque établissement. L'alignement sur l'axe Est-Ouest des deux bâtiments est matérialisé par un espace de distribution véritable « Rue Intérieure ». Il divise les bâtiments de la même manière en deux zones : enseignement et ateliers d'application. Chaque établissement est composé donc de trois zones : - Enseignement au Nord qui donne sur l'espace urbain, - Rue Intérieure centrale, - Ateliers au Sud à l'arrière du terrain. Ces trois zones ayant une fonction différente ont également une structure et une esthétique différente. - Enseignement: - C'est un espace noble sur deux niveaux comportant les salles de classes, laboratoires et bureaux. La structure mixte porteuse est en dalles béton brut apparent et en poteaux triangulés en bois lamellé-collé avec l'enveloppe extérieure très performante en mur à ossature bois. L'ensemble est habillé en bardage d'écailles inox avec des ouvertures en châssis de type VEC (verre collé lisse ext.). - Rue Intérieure : - C'est un espace de distribution et de flux entre extérieur et intérieur, enseignement et ateliers. La structure est en charpente métallique à section fine supportant un complexe de toiture acoustique et en partie haute Sud une façade rideau longitudinal de grande hauteur qui offre une grande luminosité et transparence et gère les apports caloriques. - Ateliers: - Ce sont des espaces techniques à simple rez-de-chaussée. La structure en charpente bois lamellé-collé porte et accroche une enveloppe en bacs acier perforé acoustique à l'intérieur, complexe d'enveloppe habillée à l'extérieur en bardage de panneaux compacts posés en clins et d'aspect très sobre. L'annexe du lycée technique est conçue comme un volume « pur » de forme rigoureuse sur lequel se dessine en empreinte une géométrie caractéristique créée par les châssis, en écho à la tradition rhénane de gravure à l'eau-forte. La façade Nord offre une lumière homogène de très bonne qualité ce qui permet d'éviter l'ajout de systèmes de protection solaire extérieurs couteux. La zone d'ateliers est éclairée par des ouvertures linéaires en façade et par des éclairages zénithaux en toiture. Pour éviter la surchauffe des locaux, l'enveloppe Est-Sud-Ouest ainsi que la toiture est protégée par des brise-soleil aluminium extérieurs. La façade de distribution technique Sud des ateliers est dotée d'une casquette large en verre blanc et réfléchissant sur sa partie supérieure posée sur une structure métallique originalement triangulée en accroche sur les poteaux bois LC offrant protection solaire et une couverture de plus de 3 m de large. La correction acoustique de l'ensemble du volume constituant la zone des ateliers est assurée par une couverture composée d'un bac acier perforé en sous face avec laine thermo-acoustique sur l'ensemble de sous-face, ce principe se repliant également verticalement au niveau des faces vers l'extérieur. Il permet de traiter les problèmes liés à la correction acoustique ainsi qu'à l'isolation vis-à-vis de l'environnement. La correction acoustique de la zone d'enseignement est assurée par un système de baffles verticaux suspendus par câbles inox sous les dalles en béton laissées apparentes (dalles actives). En complément, les parties en périphéries techniques des salles incorporant les systèmes de ventilation sont habillées en plaque de plâtre acoustique perforé sur un isolant acoustique. Le choix de la structure mixte béton, bois et métal, comme éléments finis en termes d'esthétique architecturale est aussi un sérieux facteur d'économie tant de matière que d'investissement et permet de maintenir un ratio tout à fait usuel coût/m2 dans le secteur des lieux d'enseignement tout en offrant des prestations tout de suite visibles de qualité bien supérieure, comme les vitrages VEC, les bardages d'écailles en inox, les garde-corps totalement vitrés associant bien plus à l'image d'équipements publics comme ceux de l'art et de la culture. En effet, la logique consistant à faire d'un élément structurel posé, un élément esthétique fini, où dalles actives apparentes en béton brut contrastent avec la chaleur des contreventements bois rythmant rues intérieures et façade, avec la finesse et planéité des verres, avec la douceur et teinte blanches des panneaux acoustiques suspendus, permet de supprimer la majeure partie des faux plafonds, de fortement limiter les besoins en habillages divers bien souvent inutiles de second oeuvre. La bonne organisation de tous les acteurs du projet a permis la réalisation de l'ensemble en seulement 17 mois de travaux malgré des interfaces complexes entre corps d'état, interfaces dont la facture technique est partie prenante de l'architecture.
| Catégorie | Bâtiment / logement |
|---|---|
| Numéro de projet | 3762 |
| Adresse du projet |
Allée d'Athènes 67300 SCHILTIGHEIM |
| Date de candidature | 27/03/2013 |
Structure verticale :
| Produit | Essence | Provenances (lieu de croissance du bois) | Traitements de préservation | Marque et certification produit | |
|---|---|---|---|---|---|
| Colombage | |||||
| Panneau ossature bois | |||||
| Poteau poutre | Épicéa commun |
Structure horizontale :
| Produit | Essence | Provenances (lieu de croissance du bois) | Traitements de préservation | Marque et certification produit | |
|---|---|---|---|---|---|
| Non précisé |
Charpente :
| Produit | Essence | Provenances (lieu de croissance du bois) | Traitements de préservation | Marque et certification produit | |
|---|---|---|---|---|---|
| Charpente bois lamellé-collé | Épicéa commun |
Revêtement bois ou dérivés :
| Produit | Essence | Provenances (lieu de croissance du bois) | Marque et certification produit | Finition | Traitements de préservation |
|---|---|---|---|---|---|
| Panneau de synthèse ou composite |
Autre revêtement métallique :
| Produit | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Zinc |
Isolation intérieure des murs :
| Produit | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Laine de verre |
Approche environnementale : Le projet s'inscrit dans la phase de construction de l'ECAM Strasbourg-Europe et de l'annexe du lycée Charles de Foucauld à Schiltigheim, près de Strasbourg. Le principe de complémentarité de deux bâtiments et la synergie permettent de développer : - La définition d'un plan masse global cohérent, - La réalisation de la liaison inter-sites, - La construction d'un parc de stationnement et d'un parvis commun. Les bâtiments sont composés en deux parties, enseignement au Nord et Ateliers-Labo au Sud distribués par une rue centrale qui agit comme un véritable régulateur thermique, pour les apports passifs et le rafraîchissement. Cette approche concilie une bonne orientation pour des gains solaires gratuits l'hiver et une forte compacité synonyme de performance énergétique et économique. La conception alternative intègre les éléments de verdure dans le paysage en favorisant le traitement des eaux pluviales. Cette stratégie innovante de rétention, infiltration et évaporation par un traitement paysagé incorporant des noues et bassins de très faible profondeur permet d'avoir un impact quasi nul des eaux pluviales sur les réseaux extérieurs, le site respecte donc une autonomie à son échelle reproduisant le cycle naturel de l'eau tout en permettant au paysage des variations par l'apparition et disparition de plans d'eau. De manière transversale, l'eau contribue au bon confort d'été par conservation « sous » le site. L'usage du BOIS : - L'étude thermique spécialisée complète le choix de l'enveloppe : mur à ossature bois de type poutres échelles triangulée de 38 cm d'épaisseur avec une isolation par insufflation de ouate de cellulose (coefficient thermique d'enveloppe pleine R>10 m2.K/W !) qui offre une protection thermique en hiver comme en été. Les poutres échelles des MOB limitent la matière grise, en effet elles utilisent des sections de bois standard, de petite dimension, elles sont très économes globalement en matière première au regard des m2 d'enveloppe qu'elles réalisent. Elles sont également parfaitement adaptées à la réalisation de plusieurs niveaux et à la liberté constructive de formes complexes tout en assurant une enveloppe parfaitement étanche. - En toiture et façade des zones ateliers à simple RDC (poutres BLC et poteaux en façade), pour ses capacités de franchissement des portées plus importantes, sa stabilité au feu, et son faible impact environnemental. L'ambiance de la chaleur du bois étant aussi un facteur architecturale de beauté et sérénité des lieux d'acquisition du savoir, de recherche, de travail. - En façade Nord et façade dans la rue des bâtiments d'enseignement sur plusieurs niveaux pour la réalisation de la trame en forme de croix de Saint André, ou les qualités du bois permettent de respecter l'esprit architectural, en alignant une structure répétitive, avec des assemblages répétitifs, une capacité sans traitement rapporté d'être stable au feu et par sa capacité à reprendre les efforts de contreventement injectés par la structure béton. Ces triangulations bois agissent de façon incontournable dans la perception extérieure comme intérieure des bâtiments, dans la définition de l'expression architecturale, comme un « référent » : - allégorie à la technique et l'ingénierie « intemporelle » (dans les choix architecturaux, la technique moderne mais en lien direct avec une tradition et un savoir faire local plus que la technologie vite désuète ont été privilégiés), - expression de stabilité (au deux sens du termes : rigueur géométrique / intérêt sismiques), - matériaux parfaitement adapté à l'idée d'un accueil chaleureux. L'ensemble des bâtiments est chauffé par un système de dalle active. Ce confort radiant à très basse température permet d'atteindre le meilleur confort des utilisateurs grâce à l'écart quasi inexistant entre la température de la dalle active et de l'air ambiant. Dans ce principe, le confort est fourni par le sol et le plafond en dalles laissées apparentes (économie de faux plafonds inutiles). La production de chaleur est issue de l'optimisation d'une installation existante sur un premier site du Lycée Charles de Foucauld par usage d'une légère sur-puissance et adjonction d'un condenseur sur chaque chaudière. Le principe des dalles actives agissant par forte inertie, les appels caloriques des bâtiments neufs se font de nuit pour libérer un confort de jour sans plus aucun besoin de production d'énergie. Il s'agit donc bien d'une parfaite optimisation d'installation existante et de l'affectation de la valorisation énergétique à l'ensemble des établissements du site. Les bâtiments neufs ECAM et Charles de Foucauld représentant environ 9 000 m2 SHON sont donc uniquement équipés de sous-stations, 9 000 m2 sont donc chauffés sans avoir eu à réaliser de chaufferie et sans perturber les besoin de l'établissement pré-existant. Ce système et les sous-stations se greffent également sur la mise en place d'une pompe sur nappe phréatique sans pompe à chaleur ou climatisation, c'est ainsi ce même réseau d'émission en confort radian qui distribue en été la fraîcheur gratuite des températures de la nappe, sorte de « free cooling » liquide radian. Le système de ventilation est le système mécanique double flux qui fournit aux usagers les quantités d'air hygiénique suffisantes pour garantir de bons niveaux de qualité d'air dans les locaux, sur la base de récentes études sur la qualité de l'air, il a été fait le choix de fournir des débits d'air neuf à 40% au dessus de la réglementation actuelle. Le calcul a été réalisé sur la base des données d'occupation des locaux. Par conséquent, l'ensemble des systèmes de ventilation reste bien plus économique que traditionnellement, les salles de cours et les ateliers sont équipés de sondes CO2 pour gérer les intermittences d'occupation des salles et éviter de souffler de l'air dans des salles inoccupées. Les sondes fonctionnent lorsque les températures ambiantes sont inférieures à 24°C. En dessous de 24°C, les sondes de CO2 permettent de fournir des quantités d'air nécessaires au maintien du taux de CO2 en dessous d'une valeur souhaitée en limitant les déperditions thermiques par le système de ventilation. Le système s'arrête la nuit et pendant les vacances scolaires dans les locaux classiques et continue à fonctionner འdébit dans les sanitaires. La ventilation naturelle nocturne au niveau des rues intérieures permet de compléter le refroidissement des locaux lors de la période d'été. Le double flux dans l'ensemble des locaux garanti très peu de déperditions thermiques, il est associé dans sa conception à une étanchéitéà l'air rigoureuse des façades, il participe dans ses caractéristique à un excellent confort thermique, confort acoustique et sanitaire. Du point de vu des besoins électriques, l'optimisation se fait par le calcul du coefficient de foisonnement efficient pour limiter des puissances et équipement inutiles, les éclairages eux pour une grande partie sont dit « intelligents », les sources étant équipées individuellement sur un même réseau commun (salle de classe par ex.) pour s'asservir à l'apport de lumière naturelle et éviter le défaut de sur-consommation habituelle aux lieux d'enseignement. La distribution des courants forts ECAM est indépendante du lycée et de l'annexe Charles de Foucauld. Le projet allie donc enveloppe performante grâce au bois, compacité et inertie intérieure dans l'usage du béton comme élément radiant de chauffage ou rafraîchissement. Il en va de même entre environnement et mise à profit pour le projet : - dans l'économie faite d'une chaufferie pour 9000 m2, 9000 m2 qui bénéficient d'un confort plus adaptéà la sensibilité de l'usager (l'homme étant plus sensible au rayonnement qu'à la température de l'air - 60% du sentiment de confort), - dans l'économie faite de réseaux extérieurs enterrés inutiles (conception alternative des eaux pluviales), - dans l'économie faite de gaines inutiles dans le traitement d'air double flux (partie de réseaux de retour d'air vers CTA par simple dépression, profitant des caissons techniques de distribution interne) - dans l'économie faite de câblages divers, étudiés au juste besoin - dans l'économie faite par une gestion technique centralisée optimale pour des équipements techniques réduits alors qu'ils sont parfaitement dimensionnés, adaptés à la réalité des lieux par fonction et peu énergivores. Ainsi c'est bien une conception alliant technique structurelle et système énergétiques, pensée dès les premières réunions de travail d'une équipe de maîtrise d'oeuvre sachant mettre à profit chaque compétence, qui offre une identité architecturale forte et les moyens d'investir dans des prestations de grande qualité pour des ouvrages bien choisis comme les menuiseries, des équipements nobles et innovants, un traitement de l'air au delà des normes réglementaires, des agencements sur mesure, des enveloppes performantes et raffinées et des bâtiments alliant l'environnement à la beauté. Les deux réalisations Ecole d'Ingénieurs ECAM Strasbourg Europe et l'annexe au Lycée Charles de Foucauld ont reçu le LABEL NATIONAL : « BATIMENTS DEMONSTRATEURS » par le Pôle Alsace ENERGIVIE Reconnaissant « la qualité technologique, le caractère d'innovation technique des deux bâtiments, l'approche environnementale et la conception qui a pris en compte la complémentarité des deux bâtiments… les bâtiments par leurs aspects contribuant à l'élaboration des bâtiments de demain ». Dans ce cadre un usage approprié des techniques du bois a montré tout son intérêt d'avenir.
Descriptif technique : La conception de structures vise à rechercher tout à la fois une efficacité mécanique durable sous sollicitations statiques, une capacité de résistance sous sollicitation dynamique, une participation à part entière au comportement thermique, une barrière acoustique, une adéquation avec les résistances au feu recherchées, dans le respect et mieux encore en générant l'image architecturale, dans une économie maîtrisée et des contraintes d'entretien et de maintenance minimisés, le tout dans les meilleurs délais avec un minimum d'énergie grise. Pour répondre à ces objectifs, le projet est conçu en faisant appel aux 3 matériaux principaux dans la construction : le Béton, le Bois et le Métal, chacun pour ses qualités intrinsèques, ensemble pour permettre de répondre en même temps à ces contraintes multicritères : L'utilisation du béton : - pour les infrastructures, pour sa pérennité et sa résistance aux agressions. - pour les superstructures de la partie enseignement (poteaux, dalles et murs) pour ses capacités mécaniques à franchir les portées moyennes, pour sa participation aux objectifs thermiques (inertie thermique, étanchéitéà l'air…), ses qualités d'isolement acoustique, sa résistance au feu. L'utilisation du bois : - en toiture des zones ateliers à simple RDC (poutres BLC et poteaux en façade), pour ses capacités de franchissement des portées plus importantes, sa stabilité au feu, et son faible impact environnemental - en façade Nord et façade dans la rue pour la réalisation de la trame en forme de croix de Saint André, ou les qualités du bois permettent de respecter l'esprit architectural, en alignant une structure répétitive, avec des assemblages répétitifs, une capacité sans traitement rapporté d'être stable au feu et par sa capacitéà reprendre les efforts de contreventement injectés par la structure béton. - Pour la réalisation des enveloppes en Murs à Ossatures Bois d'une épaisseur supérieure à 38 cm réalisées en « poutres échelles triangulées » et fixées en joues des dalles bétons pouvant ainsi franchir plusieurs niveaux. Cette technique très performante du point de l'isolation thermique (insufflées de ouate de cellulose, ces parois garantissent un coefficient thermique R > 10 !) permet de valoriser simplement les volumétries complexes d'une « sculpture architecturale ». L'utilisation du métal : - dans les espaces techniques (ateliers) sans exigences de résistance au feu, pour les poteaux et les portiques ou stabilités de contreventements transversaux, pour ses capacités mécaniques et ses capacités à réaliser des assemblages techniques sans artifice, en soudant ou en boulonnant. - dans la « rue » intérieure, pour sa capacité mécanique permettant des structures fines dans un espace très ouvert. La structure mixte bois-béton ou le mariage du bois et du béton : La particularité du projet a été de concevoir des dalles actives en béton armé de forte épaisseur, supportées et contreventées par une structure triangulée en bois lamellé collé. Cette technique a nécessité l'évolution des savoir-faire des entreprises, en particulier : - sur les interfaces à gérer entre les entreprises en particulier de GO et de charpente pour la partie « liaison » entre béton et charpente bois - sur la méthodologie et la coordination entre les lots gros-oeuvre et les lots techniques (chauffage et électricité) pour la dalle en elle-même. Des dispositifs spécifiques d'ancrages en acier ont étéélaborés pour les assemblages bois-béton sur la base de « caissons » métalliques et doubles platines brochées sur le bois lamellé collé, et de pré scellement dans les dalles en béton de forte épaisseur. Un nouveau savoir-faire a été acquis par les acteurs du projet, en particulier pour concevoir les méthodes de réalisations et se coordonner lors des travaux d'exécution. Cette structure mixte béton « portée » par bois a également fait l'objet d'une analyse sur les différences de comportement des matériaux sous l'effet d'un séisme et sur le rôle que peuvent jouer les triangulations en bois lamellé collé. PEFC (Gestion forestière durable)
Chauffage au Bois : nonAssociation pour le développement du Lycée Charles de Foucauld (67)
MH Ingenierie (67)
INGENIERIE BOIS (67)
INGENIERIE TOUS FLUIDES (73) *
SEXTANT INGENIERIE (67)
MATHIS SA (67)
DOREAN (68) *
SCOP Ossature Bois (67)