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TEC21 | Tracés Dossier 11|2011 Marin Centre Interview du maître d’ouvrage & d

TEC21 | Tracés Dossier 11|2011 Marin Centre Interview du maître d’ouvrage & des architectes | Concours | Architecture & urbanisme | Technique du bâtiment 36 Marin Centre 1 Architecture durable Le nouveau Marin Centre se distingue des autres grands centres commerciaux par une conception cohérente en matière de développement durable. Le bâtiment répond au standard Minergie et propose dans différents domaines des solutions innovantes et respectueuses de l’environnement. Le mall, baigné de lumière naturelle, y joue un rôle central. Le climat qui règne dans cet espace central y est confortable, sans avoir recours à la climatisa tion. en pratique Texte: Aldo Rota, Dario Aiulfi, Willi Frei, Emmanuel Rey Photo: Tonatiuh Ambrosetti 37 Dossier | Novembre 2011 Il y a actuellement en Suisse plus de 20 centres commerciaux de plus de 20 000 m² (cf. tableau 2). La plupart d’entre eux sont disposés autour d’un ou plusieurs malls, qui sont de grands espaces d’un ou plusieurs niveaux. Les spécificités de ces ouvrages sont notamment la climatisation généralisée y com pris du mall, une enveloppe pratiquement dépourvue de fenêtres, ainsi que l’éclairage artificiel permanent dans les espaces intérieurs. Il n’est donc pas éton nant que les centres commerciaux font actuellement l’objet de critiques en raison de leur grande consom mation en énergie électrique. Une étude récente1 portant sur 32 surfaces com merciales a mis en évidence que la consommation de chaleur s’élève en moyenne à 350 MJ / m² / an (soit environ 97 kWh / m² / an), le minimum étant de 75 et le maximum de 800 MJ / m² / an. La consommation d’électricité rapportée à la surface de vente (et non à la surface de référence énergétique) se situait pour sa part en moyenne à 2000 MJ / m² / an (soit environ 555 kWh / m² / an), le minimum étant de 360 et le maximum de 2800 MJ / m² / an. Dans le cas du nouveau Marin Centre sont énon cés en plus de critères économiques, une série de priorités écologiques inédites par rapport à celles des centres actuellement existants. Le but est la r éalisation d’un centre commercial qui réponde de manière optimale aux critères de développement du rable en faisant un usage rationnel de l’énergie. L’objectif principal lors du développement du projet est d’atteindre le standard Minergie, notamment grâce à la ventilation naturelle et au refroidissement nocturne avec récupération d’énergie. En particulier, le mall devait être ventilé naturellement et éclairé à la lumière du jour. Diminution des besoins énergétiques du bâtiment Le concept adopté se base en premier lieu sur une stratégie coordonnée de diminution des besoins énergétiques du bâtiment. Dans cette optique, les mesures suivantes ont été principalement mises en œuvre pour diminuer la demande de chaleur: – – enveloppe thermique de très bonne qualité (dimi nution des déperditions au travers de l’enveloppe en hiver et diminution des gains thermiques non désirés en été), – – contrôle des débits d’air traités par les monoblocs avec variation du débit d’air pulsé en fonction des besoins, – – récupération de chaleur sur les processus et plus particulièrement sur la production de froid com mercial, – – distribution et émission de chaleur à basse tem pérature par le recours à des dalles actives, – – mise en œuvre de moyens de production à hautes performances. Pour minimiser la demande d’électricité, liée essen tiellement aux besoins d’éclairage artificiel et de froid, les mesures suivantes ont été mises en place dès la conception du bâtiment: – – utilisation de l’éclairage naturel dans les parties du bâtiment où cela est possible, notamment dans le mall et dans certaines surfaces de vente (marchés spécialisés), – – éclairage artificiel basé sur des luminaires perfor mants et adaptés aux besoins effectifs (maîtrise des gains internes), – – utilisation de la ventilation naturelle dans les par ties du bâtiment où cela est possible et recours au rafraîchissement passif nocturne (night cooling) pour évacuer la chaleur en excès accumulée dans le bâtiment durant la journée, – – recours efficace au free-cooling au moyen de tours de refroidissement évaporatives, – – utilisation de machines de production de froid à haut rendement, – – installation de transport d’énergie (eau et air) à débit variable en fonction de la demande du moment, Centre Localité Surface de vente m2 1. Shoppi & Tivoli Spreitenbach 68 000 2. Shoppyland Schönbühl 49 000 3. Glattzentrum Zurich 44 000 4. Balexert Genève 43 000 5. Sihlcity Zurich 42 000 6. Shopping Arena St-Gall 36 500 7. Marin Centre Marin-Epagnier 36 000 8. Avry Centre Avry-sur-Matran 34 000 9. Stücki Shopping Basel 32 000 10. Emmen Center Emmenbrücke 30 300 Plan: Bauart 1 Un dispositif surplombant le mall permet simulta- nément de profiter de la lumière naturelle et de contribuer à la gestion du climat intérieur 2 Les plus grands commer- ces en Suisse 2 Source: Migros Marin Centre 38 4 6 3 5 3 L’aération naturelle du mall est réalisée par des ouvrants pratiqués dans la toiture et les vitrages, par lesquels les couches supérieures de l’air surchauffé peuvent s’échapper 4 Déplacement de l’air: les flèches montrent la direction, et la couleur la vitesse de l’air. Avec une gestion des ouvertures en relation avec la température et les vents extérieurs, on obtient un climat agréable sans courants d’air A Ouvrants hauts ouverts B Monoblocs des commerces en surpression C Ouvrants bas fermés D Vitesse de l’air modérée 5 Mall: ventilation naturelle et températures (temperature ex térieure: 25° C): la simulation montre une température agréable au niveau du sol, et une surchauffe en partie haute qui va activer la ventilation naturelle par simple convection A Boutiques Sud (surfaces fermées sur le mall) B Stratification importante C Surfaces commerciales Sud (surfaces ouvertes sur le mall) D Boutiques Nord (surfaces fermées sur le mall) E Séparation physique (vitrines) entre les boutiques et le mall 6 Mall: ventilation naturelle et ouvrants: suivant la température extérieure, divers ouvrants peuvent être actionnés pour obtenir le meilleur climat intérieur, comme en période de grandes chaleurs ou lors du rafraîchissement nocturne Photo: Tonatiuh Ambrosetti Graphiques: Sorane 39 7 9 8 Dossier | Novembre 2011 – – distribution et émission de froid à haute tempéra ture grâce au recours à des dalles actives, – – choix de meubles frigorifiques performants. Qualité thermique de l’enveloppe Le travail de conception de l’enveloppe a intégré non seulement une approche esthétique liée au concept général du bâtiment, mais également un soin parti culier à sa qualité thermique. Cette approche permet une diminution des frais annuels d’exploitation sans augmenter exagérément les investissements. Dans ce type d’affectation, les surcoûts de l’isolation sup plémentaire sont en effet partiellement compensés par un dimensionnement plus réduit des installations techniques de conditionnement de l’air. La démarche est par ailleurs facilitée par le fait que le centre com mercial présente de grandes surfaces de façades sans ouvertures, ce qui permet une mise en place aisée d’épaisseurs importantes d’isolation. L’isolation est placée à l’extérieur pour limiter les ponts thermiques, et une isolation plus importante a été mise en place en toiture pour diminuer la de mande de froid en été. La valeur U des façades est 0.26 W/m2K, tandis que celle de la toiture s’élève à 0.23 W/m2K. Tous les vitrages sont des vitrages doubles avec une couche à faible émissivité et du gaz entre les verres. La valeur U des vitrages est de 1.1 W/m2K, ce qui correspond aux standards cou ramment installés dans les bâtiments actuels. Récupération de la chaleur Deux types de production de froid sont présents sur le site, à savoir le froid climatique pour le refroidisse ment actif des locaux, utilisé en complément des stratégies de ventilation naturelle et de rafraîchisse ment passif, et le froid commercial destiné aux ma chines frigorifiques. La production de froid clima tique est utilisée pour le réseau d’eau glacée des boutiques et pour les monoblocs de ventilation. Lorsque se manifeste un besoin de chaleur en pé riode hivernale, la régulation est conçue de sorte que la production de froid climatique s’arrête et le système repose alors à 100 % sur le free-cooling. Les machines de production de froid commercial assurent le refroidissement des meubles frigorifiques des surfaces de vente et des chambres froides. Ce mode de production fonctionne toute l’année, ce qui offre une source intéressante de chaleur à récupérer, d’une part pour chauffer l’eau chaude sanitaire et d’autre part pour chauffer le bâtiment (batteries de ventilation et dalles actives). Installation de dalles actives L’activation de la masse du bâtiment par l’introduc tion de serpentins dans la dalle est une technique connue depuis de nombreuses années, surtout en mode de chauffage. Elle a refait son apparition de puis la mise au point de façades très performantes permettant de travailler avec des températures de départ très basses (24 à 30° C pour l’eau des ser pentins). De telles températures de fonctionnement, qui permettent d’éviter un sentiment d’inconfort lié au chauffage par le plafond, n’étaient pas possibles auparavant avec des enveloppes thermiques insuffi samment performantes. Pour uploads/Geographie/ architecture-en-pratique.pdf