Révéler les énergies du patrimoine
P-tréma a été retenu pour réaliser fin 2021 la programmation environnementale de la réhabilitation d’un hôtel du XVIIème siècle pour accueillir le siège d’une organisation internationale.
Au sein d’une équipe emmenée par le Grahal, étude en phase programmation de l’amélioration respectueuse de la performance énergétique des parois avec une architecte du patrimoine, afin de concilier transition écologique et respect du patrimoine ancien.
P-tréma est lauréat avec AlterEne de l’audit énergétique du Musée National des Arts Asiatiques – Guimet. Les différentes étapes de nos missions (diagnostic initial, collecte des données, simulations énergétiques dynamiques) visent à établir des scénarios énergétiques globaux en vue d’établir un schéma directeur énergétique.
Nous réalisons également un audit muséographique.
Nous intervenons sur les trois bâtiments du MNAAG : bâtiment Iéna, le bâtiment picnipal du Musée Guimet mais également l’Hôtel Heidelbach et le Musée d’Ennery.
J’ai eu la chance d’intervenir sur le sujet du low-tech au congrès de l’AICVF à l’automne dernier. Vous pouvez retrouver mon intervention ici, à partir de 23min30. Merci à l’AICVF et en particulier Frédéric MASSIP et Philippe HERBULOT pour leur très aimable invitation.
Sur des fenêtres en simple vitrage, la mise en place de volets intérieurs et dans une moindre mesure de rideaux intérieurs permet d’augmenter significativement la température de paroi et donc la sensation de confort thermique.
Le confort thermique est fonction notamment de la température ressentie, elle-même moyenne entre température de l’air et température des parois.
L’aménagement intérieur ou « enmobilier » (couche intermédiaire en mobilier et immobilier) influe fortement sur la température rayonnée par les parois.
Un exemple, illustré ci-dessous, montrant donc l’impact des volets intérieurs puis des rideaux :
A lire dans Histoire naturelle de l’architecture par Philippe Rahm :
Jusqu’à l’avènement des techniques de régulation thermique modernes, la décoration d’intérieur a joué un rôle crucial en apportant des revêtements isolants aux surfaces internes des constructions – qu’il s’agisse des tapisseries au Moyen-Âge, des boiseries de la Renaissance, ou des tentures qui doublaient les murs des pièces au XIXe siècle
Chapitre 5 « Quand les arts décoratifs n’étaient pas seulement décoratifs », Histoire naturelle de l’architecture, Philippe Rahm
Ces « revêtements isolants » n’apportent en fait pas beaucoup d’isolation thermique au sens de la résistance thermique, rapport entre épaisseur et conductivité thermique – mais ils diminuent l’effusivité de la paroi. Une paroi moins effusive a une température de surface moins influencée par sa température interne qu’une paroi plus effusive. En hiver, les parois recouvertes ont donc une température de surface moins froide, donc la température ressentie dans une pièce chauffée est aussi moins froide.
Tout au long de l’année 2021, Héloïse Pelen a travaillé avec Emmanuelle Patte au sein de l’ICEB pour réaliser :
le tout sur le sujet « Low-tech en rénovation énergétique », dans le cadre du programme PROFEEL. A consulter et diffuser, aux professionnels du bâtiment et aux amateurs curieux et intéressés par le sujet.
L’image qui illustre cet article est issu de la BD, c’est le travail de Morgane Parisi.
En rénovation énergétique de bâtiment, le low-tech est compatible avec le high tech. Ne vouloir utiliser aucune technologie complexe pour la conception, la mise en œuvre, les matériaux et systèmes embarqués, l’exploitation-maintenance rendrait la réalisation de projets de rénovation de bâtiment extrêmement pointue, pour un public militant bien spécifique. Dans notre démarche nous envisageons plutôt le low-tech comme « lower-tech » : une solution un peu plus low-tech que la solution qui aurait été choisie par défaut.
Cela ne signifie pas pour autant que nous nous privons du high-tech. Une détection CO2 avec un voyant est un système plutôt high-tech, mais il permet de signaler aux élèves d’une classe quand ouvrir les fenêtres, ce qui favorise un rafraîchissement et renouvellement d’air low-tech.
Dans une démarche de frugalité ou de performance énergétique en général, les besoins et consommations d’un bâtiment sont drastiquement minimisés. Un chauffage low-tech est généralement à forte inertie, stable, sans régulation. Dans le cas d’un usage intermittent, soit la plupart des habitations ou des locaux tertiaires dans lesquels les gens ne restent pas en permanence, des systèmes de chauffage intégrant un minimum de régulation high-tech permettent plus de performance : on va se servir d’un petit système de chauffage pour les quelques besoins qui restent, bien régulé pour qu’il fonctionne aux bons moments. La démarche low-tech de maximisation des apports solaires et d’amélioration de l’enveloppe aura en effet permis de réduire au maximum les besoins, la part restant sera traitée in fine par des systèmes munis d’une régulation high-tech.
Autre exemple : dans les contextes urbains, l’installation d’un poêle de masse est interdite, il faut utiliser des poêles normés, étanches, alimentés en granulés. C’est un combustible assez peu low-tech, issu de résidus d’industrie forestière, difficilement productible avec des moyens artisanaux. Mais parfois, cette solution peut être la meilleure sur le plan énergétique, même sans être la plus low-tech – tout dépend du contexte.
Il est possible de prévoir des solutions intégrant des régulations compliquées derrière une interface très simple pour l’utilisateur. Par exemple un tableau centralisé qui permet d’allumer par de simples interrupteurs le chauffage, la ventilation, l’éclairage à l’arrivée dans le bâtiment. Ou encore le « bouton canicule » mis en place sur le projet de rénovation de bureaux pour l’Adaforss par l’atelier FAIR : cette interface très simple, presque ludique, pour l’utilisateur final commande des systèmes high-tech pour ouvrir automatiquement les ouvrants, baisser les protections solaires… soit un système high-tech pour permettre un rafraîchissement low-tech, une belle symbiose.
L’électricité du réseau est une énergie plutôt high-tech, sophistiquée, comparée à la chaleur. Celle-ci peut se stocker de manière low-tech, dans les murs par exemple, alors que l’électricité nécessite pour son stockage des moyens industriels de batterie ou autre hydrogène… Les réseaux de distribution, la centralisation de la production de l’électricité nécessitent également une gestion high-tech. L’électricité du réseau est tout de même utile et utilisée dans les projets en démarche low-tech : il serait plus low-tech de réduire sa dépendance à ce système, mais ce n’est pas toujours possible. Citons enfin internet, interface très high-tech, qui permet toutefois de connecter les ressources d’un territoire avec les besoins, de mutualiser des outils, des gisements pour le réemploi.
Les matériaux mis en œuvre en intérieur ont un impact sur le confort thermique ressenti par les personnes.
Le confort thermique ressenti par les personnes via leur corps est la composante de plusieurs facteurs. Ces facteurs sont la température ressentie, le mouvement de l’air, l’humidité, mais également l’habillement et l’activité physique et aussi l’état des personnes (sous tension, malade…) – éléments que le concepteur ne peut toutefois pas anticiper. Nous nous concentrons donc sur les premiers facteurs : température ressentie, mouvement d’air, humidité. Le corps humain, comme tous les corps, échange de la chaleur avec son environnement, par rayonnement, convection et évaporation.
La température ressentie ou température opérative est la moyenne entre la température de l’air et la température des parois. La température superficielle des parois est fonction de leur température interne, qui évolue plus ou moins vite en fonction de leur capacité thermique, de leur taux d’humidité… Elle dépend aussi de leur effusivité, c’est-à-dire leur capacité à absorber ou restituer une puissance thermique. Ainsi, une finition en lambris bois ou enduit terre-chanvre est moins effusive qu’une pierre nue. La température superficielle sera donc moins influencée par la température à cœur de la paroi. Notre corps échange sa chaleur par rayonnement avec les parois qui l’entourent et par convection et conduction avec l’air qui l’entoure. Classiquement on commence à avoir « chaud » au-delà de 28°C de température ressentie.
Le mouvement de l’air, ou vitesse de l’air au sein du local est le second facteur de confort maîtrisable par le concepteur. Elle varie en général entre 0 et 1m/s. Plus la vitesse percute notre corps de façon élevée, plus notre corps peut se rafraîchir par échange convectif, qui permet à l’humidité perlant notre corps de s’évaporer, créant ainsi de la fraîcheur ! ce qui explique qu’une température de 27°C à 0m/s procure environ le même confort qu’une température de 30°C à 0 .5m/s par exemple. Lorsque la température de l’air ainsi projeté dépasse celle de notre corps on a par contre une sensation de « chauffage ». C’est ce qu’on peut constater dans le désert, ou sous un rideau d’air chaud…
L’humidité enfin : un air chaud et trop humide devient suffoquant car notre corps humain a alors moins de marge pour suer puisque l’air est déjà presque saturé en humidité. En revanche l’humidité résiduelle au sein des parois est un point intéressant car elle va s’évaporer au fur et à mesurer que la température s’élève, et donc retarder l’élévation en température de la paroi. Les parois avec une bonne capacité de stockage hygrique, comme les enduits terre-chanvre, le béton de chanvre, notamment sont donc intéressantes spécifiquement pour le confort estival. Elles seront intéressantes aussi en hiver, mais pour les raisons opposées.
L’ICEB s’est vu confier une mission concernant le sujet du low-tech en rénovation, dans le cadre du projet « Stratégies de rénovation » du programme « PROFEEL » dont le pilotage est assuré par l’AQC. Héloïse PELEN (ingénieur, P-tréma) réalise cette mission avec Emmanuelle PATTE (architecte, Méandre-etc).
Ensemble, nous avons abouti à l’élaboration d’une définition du low-tech en rénovation énergétique de bâtiment, 14 fiches opération illustrant des solutions ou une démarche low-tech ainsi qu’une pré-liste de solutions et une proposition de grille « critères du low-tech ».
A la suite de l’audit énergétique réalisé, P-tréma rédige le programme énergie et environnement dans le cadre de la restructuration de l’Hôtel Heidelbach, annexe du Musée National des Arts Asiatiques – Guimet.
Le Hangar Zéro est un projet lauréat de « Réinventer la Seine ». Il s’agira à terme d’un tiers-lieu avec cantine, boutique d’artisans, repair-café, et beaucoup d’autres choses à voir sur leur site. Il est installé dans un ancien hangar portuaire. C’est un Hangar Zéro déchet, Zéro carbone, Zéro exclus.
Des chantiers participatifs ouverts aux sociétaires ont lieu très régulièrement et j’y participais ce week-end (mars 2021) pour les enduits terre carton.
Lire la suite « Enduits terre-carton au Hangar Zéro »P-tréma accompagne le maître d’ouvrage pour élargir sa réflexion énergétique, initiée par la nécessité d’une réfection de la toiture, sur cette maison ancienne en pierre et R+2 :
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