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Architecture modulaire

Une crèche modulaire à énergie positive

8 février 2017

Notre groupe avait déjà démontré sa capacité à construire un bâtiment modulaire passif, sur le principe des maisons passives, avec la réalisation de la clinique LVR à Düren. Le spécialiste de la construction modulaire va plus loin aujourd’hui avec une crèche modulaire à Dortmund.

Cette réalisation illustre une nouvelle fois la capacité de la construction modulaire à répondre aux enjeux de l’avenir en termes de responsabilité écologique, de développement durable et d’économie d’énergie.

Le projet "100 maisons ÉnergiePlus pour Dortmund"

La protection du climat est un des défis actuels majeurs. Conscient de cet enjeu, le gouvernement du Land de Rhénanie-du-Nord-Westphalie a engagé sa propre stratégie énergétique avec le projet « 100 maisons ÉnergiePlus pour Dortmund ». Son objectif est de promouvoir une construction respectueuse de l’environnement en l’inscrivant comme un élément déterminant du développement de lotissements durables.

Les travaux pour le lotissement comprennent 17 maisons qui produisent plus d’énergie qu’elles n’en consomment et une crèche en construction modulaire qui satisfait également à ces directives énergétiques. Le lotissement dépasse même nettement les directives en matière d’efficacité énergétique, car chaque maison y génère un excédent énergétique final d’au moins 1.000 kWh par an.

Une crèche à énergie positive

La crèche intégrée a été construite par ALHO. Elle comprend deux étages et peut accueillir quatre groupes d’enfants. Le bâtiment est clairement structuré. Les salles communes avec de grandes baies vitrées sont orientées vers le sud et bénéficient donc de beaucoup de luminosité. De grandes avancées de toiture assurent un ombrage agréable en été, et la toiture végétalisée au-dessus du rez-de-chaussée crée un climat intérieur agréable.

ALHO a concu la crèche "EnergiePlus" en coopération avec le bureau d’ingénieurs en thermotechnique et en technique énergétique Wortmann & Scheerer. L’objectif de la conception était de générer un excédent énergétique de 1.000 kWh/a. Cela signifie que non seulement le besoin énergétique pour le chauffage, l’eau chaude et l’énergie auxiliaire des installations techniques doit être couvert par l’électricité que le bâtiment produit lui-même, mais qu’il doit en plus alimenter le réseau d’électricité public avec 1.000 kWh/a.

« Tout d’abord, il s’agissait de déterminer le bilan énergétique du bâtiment de la crèche afin de pouvoir calculer ensuite combien d’énergie nous devions produire de façon à satisfaire aux exigences », explique Klaus Wember, directeur de Wortmann & Scheerer et responsable de la conception énergétique. « Nous sommes alors partis du fait que la crèche modulaire serait utilisée par 100 enfants, éducateurs et auxiliaires, cinq jours par semaine pendant 11 heures ».

Les facteurs d’influence essentiels pour le bilan énergétique sont l’isolation thermique, le besoin en chaleur d’aération, le besoin d’eau chaude ainsi que le besoin énergétique des pompes et agrégats de ventilation sélectionnés.

L’objectif du bilan énergétique dépassé !

La construction modulaire avec son isolation ultra efficace de tous les composants atteint des valeurs équivalentes à celle d’une maison passive dans presque tous les domaines, ce qui a un effet très positif sur le besoin énergétique dans le bâtiment.

« Pour le concept de ventilation, nous nous sommes basés sur un changement d’air aussi réduit que possible pour une qualité de l’air suffisante dans les salles communes et les arrière-salles et nous avons fixé la quantité d’air par personne à un minimum de 15 m³/h. Des quantités d’air supérieures auraient induit un besoin énergétique plus important de l’installation et par ailleurs, l’air en hiver aurait été plus sec. D’autres économies d’énergie pour la ventilation ont pu être réalisées via des quantités d’air pilotées par CO2 qui ne réduisent pas la quantité d’air lorsque les salles ne sont pas occupées. Les fenêtres du bâtiment peuvent être ouvertes malgré la ventilation mécanique. Une ventilation naturelle supplémentaire est donc possible à tout moment via les fenêtres en été », explique Wember. De plus, le concept prévoit une récupération de la chaleur de l’ordre de 80% via l’installation de ventilation et des appareils avec une consommation d’énergie réduite. Chaque salle de la crèche est alimentée par un système d’air frais et d’évacuation d’air pollué. Le réglage de la température via l’installation de ventilation et le chauffage est automatique dans le bâtiment.

Une pompe à chaleur eau glycolée/eau produit la chaleur de manière centrale pour le chauffage au sol et la production d’eau chaude.

Afin de pouvoir vérifier les valeurs du besoin énergétique projetées pour le chauffage, la production d’eau chaude et l’aération, un vaste réseau de mesure a été installé dans le bâtiment. Un intérêt particulier a été accordé au fait de savoir dans quelle mesure le pilotage CO2 de l’installation de ventilation était capable de contribuer à l’économie d’énergie.

Une installation photovoltaïque de 228 m² assure la production d’énergie ; elle s’étend sur l’ensemble de la toiture de la crèche, à l’exception des voies de passage pour la maintenance et des zones ombragées.

« Le rendement annuel de l’installation photovoltaïque est d’environ 30.940 kWh. Si l’on compare cette valeur au besoin énergétique de 26.941 kWh/a, on obtient un excédent de presque 4.000 kWh/a. Nous avons donc même sensiblement dépassé les objectifs de la campagne « 100 maisons EnergiePlus pour Dortmund », résume Klaus Wember.

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