Informations générales du projet

Maître de l’Ouvrage : UCLouvain

Programme : bureaux, salles de réunions et grands espaces polyvalents

Situation : Louvain-la-Neuve

Architectes : UCLouvain

Dates : début du chantier en 2020

Missions de MATRIciel

Relevé des installations électriques existantes
Etude détaillée de la rénovation des installations électriques
Etudes détaillée de l’ajout d’installations de conditionnement d’air
Dossier d’exécution, suivi de chantier, réception, mise en service et suivi d’exploitation

Description du projet

Rénovation du bâtiment emblématique des Halles universitaires à Louvain-La-Neuve qui héberge les services administratifs de l’UCL.

Le bâtiment n’a jamais été rénové en profondeur depuis sa construction en 1976. Le projet de rénovation vise principalement à améliorer le confort des occupants au quotidien et à diminuer les consommations énergétiques du bâtiment (d’un facteur 3) tout en respectant un optimum économique : isolation des toitures, remplacement des châssis, remplacement des émetteurs de chaleur et du collecteur principal (sur le réseau de chaleur urbain), mise en place d’un système de ventilation et de conditionnement d’air, mise en conformité électrique et incendie, … Toutes les interventions sont étudiées dans un esprit de mise en valeur du bâtiment qui présente une architecture remarquable à caractère patrimonial.

Description de la solution technique proposée

En matière de climat intérieur, MATRIciel propose d’assurer le confort thermique et le confort respiratoire des occupants au moyen d’une solution technique se distinguant des solutions standard par son aspect « low-tech » et par la mise à profit de l’inertie thermique importante du bâtiment (construction en béton) :

  • Confort respiratoire :
    • Système de ventilation mécanique double-flux avec récupération de chaleur à haut rendement munie d’une roue hygroscopique récupérant à la fois la chaleur sensible et la chaleur latente de l’air extrait (permettant de maintenir un taux d’humidité intérieure hivernale confortable sans humidification).
    • Zonage par aile et par étage afin d’adapter les débits aux besoins.
    • Dimensionnement du système sur base des débits minimum recommandés par la norme NBN EN 13779 (catégorie de qualité d’air intérieur INT/IDA 2). Le supplément de ventilation hygiénique éventuellement désiré par les occupants est apporté par ouverture manuelle des fenêtres.
  • Confort thermique :
    • Production de chaleur inchangée (réseau de chaleur de l’UCL).
    • Emission de chaleur par l’intermédiaire de radiateurs.
    • Gestion du confort d’été par free-cooling mécanique :
      • Installation de ventilation dimensionnée pour assurer le maintien d’une température de confort dans le bâtiment en période estivale par la technique du free-cooling, durant la journée et durant la nuit si les conditions extérieures le permettent. Dans ce cas, en fonction d’une mesure de température par zone, un clapet d’air modulant s’ouvre entraînant une augmentation du débit d’air neuf pulsé dans la zone. Le débit d’air global peut ainsi être doublé. Le réseau de distribution aéraulique est surdimensionné pour le free-cooling. Une régulation combinée des clapets d’air et de la vitesse des ventilateurs permet à ces derniers de toujours travailler à la vitesse minimale, que ce soit en mode « ventilation hygiénique » ou en mode « free-cooling ».
      • Régulateurs locaux (boîtes VAV) modulant le débit de chaque zone entre les valeurs minimum et maximum en fonction de la température de la zone.
    • En cas de conditions estivales extrêmes, des groupes de froid à détente directe placés en toiture refroidissent l’air hygiénique des ailes de bureaux pour permettre un rafraîchissement de l’ambiance.

Avantages de la solution technique proposée

  1. Economie d’investissement

Le système de free-cooling évite l’installation d’un système sophistiqué de climatisation et permet donc une économie d’investissement.

L’utilisation d’une roue hygroscopique permet également d’économiser l’installation d’un système d’humidification.

  1. Economie d’exploitation

Le fonctionnement de la ventilation hygiénique sur base des débits minimum recommandés par la norme NBN EN 13779 (avec possibilité de ventilation supplémentaire par ouverture manuelle des fenêtres) permet une réduction de la consommation électrique du ventilateur ainsi qu’une réduction des pertes par ventilation (mais déjà limitées par la présence d’un récupérateur de chaleur).

De plus, le free-cooling utilisant l’énergie gratuite de l’air extérieur, les consommations énergétiques d’exploitation sont également réduites. Durant les nuits d’été, le bâtiment peut être rafraîchi par le balayage de l’air extérieur (l’installation fonctionne alors en « tout air neuf ») qui « décharge » et refroidit la masse du bâtiment. Ce free-cooling n’engendre pas de surconsommation par rapport à la simple ventilation hygiénique. En effet, la consommation estivale des ventilateurs est compensée par l’importante réduction de consommation en mode « ventilation hygiénique » du fait du surdimensionnement du réseau de ventilation et de la régulation (réduire d’un facteur 2 le débit d’air dans une conduite réduit d’un facteur 8 la consommation des ventilateurs !).

  1. Amélioration du confort

L’exploitation de l’air extérieur apporte une certaine qualité de vie aux occupants du bâtiment qui pourront conserver la possibilité d’ouvrir leur fenêtre. Par rapport à une solution entièrement mécanisée, le confort thermique d’été est amélioré par l’absence d’air conditionné qui peut représenter une gêne pour certains occupants. Quant au confort d’hiver, il est amélioré par le contrôle des débits et de la température de l’air hygiénique (en opposition à la ventilation actuelle par « infiltrations »), et par un taux d’humidité intérieure maintenu à des valeurs confortables.

  1. Impact environnemental

Le projet inclut différents éléments ayant un impact sur la réduction des émissions de CO2 :

  • Maîtrise des débits d’air neuf par rapport à un bâtiment ventilé par « infiltrations » ;
  • Dimensionnement de l’installation de ventilation pour des débits « raisonnables » en opposition à la nouvelle réglementation (qui impose des débits de l’ordre de 40 m³/h.pers) ;
  • Récupération de chaleur à haut rendement sur l’air extrait ;
  • Récupération d’humidité à haut rendement sur l’air extrait permettant d’éviter un humidificateur très énergivore ;
  • Rafraîchissement par ventilation intensive n’engendrant pas de surconsommation par rapport à la simple ventilation hygiénique, ni de consommation de production de froid ;
  • Choix de centrales de ventilation ne dépassant pas une puissance nominale de 0,7 W/(m³/h) à leur débit maximal.
  1. Intégration architecturale

L’utilisation du seul réseau aéraulique pour assurer à la fois la ventilation hygiénique et le rafraîchissement du bâtiment permet de limiter l’impact visuel des systèmes techniques sur l’architecture emblématique du bâtiment en évitant l’installation d’un réseau de distribution d’eau glacée dans les couloirs et d’émetteurs de froid dans les locaux. Ce nouveau réseau de distribution aéraulique circulera principalement horizontalement au plafond des couloirs et verticalement dans des trémies existantes ou à créer dans des locaux sans occupation humaine ou à occupation limitée. Le système de planchers en béton armé de grande portée du bâtiment permettra d’ailleurs d’éviter de devoir percer de nombreuses poutres pour distribuer la ventilation au plafond.

Le choix d’un système de ventilation double-flux plutôt qu’un système simple flux évite également de devoir placer des dispositifs de ventilation (souvent disgracieux) en façade.