INSTALLATION & TECHNIQUE
Dimension 57 – septembre 2020
GISO Machelen: un cadre conceptuel pour un air intérieur de qualité
Sur un terrain en pente à Diegem, près de la zone d’approche de l’aéroport de Zaventem, entouré d’un quartier résidentiel, l’ancienne imprimerie a fait place à une nouvelle école depuis mi-2017. A peine un an et demi plus tard, les élèves ont déménagé de l’école technique hébergée dans une ancienne usine vers le nouveau bâtiment. NAV a discuté avec Tom Berghmans de TALUD cvba qui a uni ses forces à ebtca bvba dans la cvba MASMO pour concevoir un nouvel environnement d’apprentissage inspirant.
Posée sur un terrain en pente, l’école technique offre une belle vue sur le village. Un atout qui a servi de fondement au concept. Le site, niché dans un quartier résidentiel, est une balise dans le paysage. Les différences de niveau sont absorbées dans un socle qui se fond dans l’environnement. La tour surplombe la vallée, tel un point de repère. La commune et la direction de l’école souhaitaient une école ouverte et la mise à disposition d’un local pour la communauté. La cuisine, le réfectoire et la salle de sport sont modulables et transformables en une salle des fêtes pour les habitants de Machelen.
Le lourd programme de construction consiste en un volume compact qui préserve l’espace vert de qualité. Dans la recherche d’une orientation optimale et la maîtrise de la lumière naturelle et du soleil, l’axe nord-sud est développé jusqu’à l’épine dorsale du bâtiment. La construction compacte et semi-souterraine fournit une plus-value énergétique et de l’espace supplémentaire pour l’aménagement paysager. Les locaux techniques plus bruyants sont aménagés dans le socle partiellement enfoui et non plus dans la tour, ce qui a permis d’éviter des frais supplémentaires en isolation. « Dans ce projet, il était essentiel d’avoir un climat intérieur sain », explique Tom Berghmans. « Cette école technique abrite, outre un programme scolaire classique de salles de classe, un réfectoire et une salle de sport, des ateliers pour l’usinage de métal, des cabines de peinture et un atelier de carrosserie. L’emplacement à proximité d’axes routiers très fréquentés génère un indice de base relativement élevé de la pollution de l’air. Le bâtiment se situe aussi dans la trajectoire de la zone d’approche de Brussels Airport, il fallait donc aussi accorder de l’attention à une acoustique de qualité. Autant d’exigences pertinentes pour la conception de l’enveloppe du bâtiment et le dimensionnement du système de ventilation. Un choix responsable de matériaux combiné à des techniques intelligentes devait apporter les solutions. »
Comment cela s’est-il traduit dans l’approche du bâtiment et la stratégie de ventilation ?
Tom Berghmans: « Nous avons décidé d’utiliser des matériaux de construction à faible émission de substances organiques là où c’était possible. Limiter les matériaux de finition et laisser dès lors le gros-œuvre visible est une première étape vers un air intérieur de qualité, tout simplement parce qu’il y a moins de matériaux émetteurs. Les peintures et la finition du sol ont été limitées au minimum. »
« Les grands défis concernaient l’emplacement du site dans la trajectoire de vol de l’aéroport, le vaste programme sur une superficie limitée et les techniques inhérentes au volet pratique de l’école. Le concept d’installation final est le résultat d’une franche collaboration avec l’équipe de conception, dont le bureau d’ingénierie Herelixka fut le moteur. Lorsque c’était nécessaire, nous avons fait appel à des fabricants expérimentés car les locaux techniques et les cabines de peinture exigent des solutions spécifiques. Pour éviter les obstacles inattendus et faciliter la communication et la coordination, les techniques ont été préalablement modelées en 3D. Le taux d’erreurs fut donc très faible tout au long des travaux, ce qui a limité les surcoûts, les discussions et les pertes de temps. »
« Le système de ventilation des salles de classe, des locaux techniques et de la salle polyvalente est distinct pour chaque type d’utilisation. Il s’agissait de formuler une réponse à la combinaison des salles de classe plus silencieuses et des fonctions plus bruyantes des ateliers et des locaux techniques aux débits plus élevés. Le dédoublement du système de ventilation évite une pollution sonore entre les deux. »
« Lors du dimensionnement de la stratégie de ventilation pour les salles de classe, nous avons étudié le flux d’air pour maximiser la répartition de l’air frais. L’insufflation a lieu à hauteur des fenêtres et l’extraction, le long des murs intérieurs. L’installation est équipée de filtres qui purifient l’air entrant. Pour les installations d’insufflation et d’extraction des locaux techniques, nous avons fait placer des préfiltres pour extraire autant que possible la pollution présente dans l’air extérieur, comme les particules de suie et métalliques. »
« Allier la capacité d’extraction requise des ateliers d’usinage du métal à la ventilation hygiénique et au climat intérieur souhaité pour le chauffage a nécessité le déploiement d’une solution complexe. Pour éviter que les installations d’extraction d’air ne mettent le bâtiment en pression négative et ne perturbent le système de ventilation, une alimentation directe à commande mécanique est installée à l’extérieur des ateliers de soudage. L’air est chauffé au gaz pour garantir un confort thermique suffisant. »
« Le souhait de pouvoir moduler une salle pour l’utiliser comme salle de sport, réfectoire et salle des fêtes publique se traduit par des débits de conception très différents. Bien que l’installation ait été conçue pour un degré d’occupation maximal, il est possible, grâce à une commande centralisée, de diviser le débit de conception par deux lors d’une occupation classique. Le débit fonctionne à 100% de sa capacité comme salle de fêtes, aucune énergie supplémentaire n’est donc gaspillée. »
« Le choix s’est porté sur une ventilation équilibrée pour limiter autant que possible les pertes d’énergie par la ventilation. La commande globale centralisée, fondée sur le CO2 et la température, établit un équilibre entre la ventilation hygiénique et le confort énergétique pour limiter le plus possible les débits utiles et la consommation d’énergie inhérente. »
« Comme une maintenance périodique et approfondie est essentielle pour garantir le bon fonctionnement du système de ventilation, une maintenance contractuelle est prévue pour les trente prochaines années. Le contrat prévoit le remplacement semestriel des filtres, un nettoyage quinquennal des conduits de ventilation et une maintenance et inspection annuelles des unités. Après la livraison finale, le contrat a été complété par un remplacement trimestriel des filtres des locaux techniques. Le client est donc totalement déchargé. »
Mis à part le système de ventilation dédoublé, avez-vous tenu compte des nuisances sonores dans la stratégie de ventilation?
« Pour les locaux techniques et la salle polyvalente, les unités ont été placées dans un volume protégé. Pour les salles de classe, nous avons placé les unités en toiture avec un désaccouplement acoustique de la structure portante pour éviter la transmission de vibrations. Des amortisseurs acoustiques supplémentaires entre l’unité de ventilation et la conduite principale et à chaque branchement par niveau doivent limiter la propagation des ondes sonores entre les salles de classe et les différents niveaux, et limiter le bruit des avions via les passages en toiture. »
Qu’avez-vous prévu pour le confort en été et en hiver?
« Pour contrôler les nuisances sonores produites par l’aéroport tout proche, nous avons prévu une grande masse de construction. Cela permet aussi de bénéficier d’une grande inertie thermique du bâtiment. Pour anticiper les surplus de chaleur éventuels en été, les systèmes de ventilation sont équipés d’un bypass pour refroidir le bâtiment la nuit par l’insufflation d’air frais. En hiver, pour maintenir le bâtiment à température, nous avons choisi de travailler avec des panneaux rayonnants dans la salle polyvalente et les ateliers. Dans les salles de classe, des radiateurs classiques sont placés sous les fenêtres pour briser le froid et augmenter le confort. Ces choix ont découlé d’une analyse coûts-avantages et des conditions préalables en termes d’utilisation et de fonctionnalité. »
Quels sont les grands atouts de ce projet?
« La demande de conception et les diverses conditions préalables ont été abordées de manière holistique dès la phase de démarrage. Dès lors, de nombreux problèmes ont pu être résolus de manière rentable, sans astuces techniques coûteuses et sans compromettre la qualité spatiale du projet. L’ambition d’une école ouverte permet d’intégrer idéalement le projet dans le tissu urbain et de fournir un endroit aux associations actives dans la commune, outre l’établissement scolaire proprement dit. En limitant aussi l’empreinte du bâtiment autant que possible, nous avons pu sauvegarder l’espace vert qui, en tant que place publique, renforce le fonctionnement de l’établissement et de la communauté. »
Cet article s’inscrit dans le cadre du projet ‘Un air intérieur de qualité dans les bâtiments scolaires’ du Département Environnement du gouvernement flamand.
