1122L-NANTES LYCEE4.indd - OFF du Développement Durable

LYCEE NELSON
MANDELA
NANTES (44)
RENSEIGNEMENTS :
LOCALISATION :
Ile de Nantes (44)
MAÎTRISE D’OUVRAGE :
Région Pays de la Loire
PROGRAMMATION DU LYCEE :
Construction d’un lycée de 1500 élèves,
un internat d’une capacité de 154 lits et
un externat, un service de restauration
pour 1000 rationnaires, une salle
culturelle mutualisée (Lycée + ONPL),
deux gymnases mutualisés (Lycée + Ville
de Nantes), quatre logements de fonction
SHON :
26 000 m²
MONTANT DES TRAVAUX :
52 M€ HT (valeur 2014)
OUVERTURE :
Septembre 2014
1.
PARTENAIRES DU PROJET :
François Leclercq > Setec, BET TCE et
environnemental > D’ici là, paysagistes >
Mazet & Associés, économistes
ICM, Sous-traitant structure bois > ECSB,
Consultant bardage et vêture bois>
Avel acoustique, acousticiens > Alma
consulting, BET cuisine > SOCOTEC,
Bureau de contrôle
SOGEA entreprise générale
Cotraitants : ETPO, Gros œuvre >
CAILLAUD, Lamellé collé > BOTTE,
Fondations > CEGELEC CVC, Electricité
PERFORMANCE :
Bâtiment à Energie Positve (BEPOS)
associé à une démarche HQE
Evaluation de la consommation
énergétique en chantier (07/2014) :
- consommation : 28,4 kWhep/m².an
- production : 28,9 kWhep/m².an
2.
1.Plan masse de l’opération
2. Verrière centrale éclairant zénitalement la nef du lycée et les gymnases derrière le tympan vitré.
1
Nous envisageons le développement durable comme un ensemble d’actions à mener à toutes
les échelles, de la collectivité à l’individu, en passant par le professionnel. Nous présentons Le
lycée Nelson Mandela sur l’île de Nantes dont les actions ont été menées de manière exemplaire
sur ces trois échelles pour atteindre les objectifs de BEPOS associés à une démarche HQE.
LES LEVIERS D’ACTION POSSIBLE À
L’ÉCHELLE DE LA COLLECTIVITE, DU
PROFESSIONNEL ET DE L’INDIVIDU
- A l’échelle de la collectivité, c’est programmer un bâtiment
avec une mutualisation des espaces afin de garantir une
optimisation de son occupation. Un lycée est très énergivore
malgré un temps d’occupation très restreint.
L’objectif a été de trouver le meilleur compromis environnemental, politique, économique et social pour la
construction de ce lycée. Cela s’est traduit notamment par
le rassemblement de deux lycées, l’un technique et l’autre
général, par une réflexion sur la mutualisation des espaces
(salle polyvalente/gymnase/parking...), par la flexibilité de
l’usage (l’internat et le restaurant peuvent être ouvert indépendamment du lycée hors temps scolaire, par l’adaptation
du lycée à tous, et enfin par la valorisation d’un projet très
peu consommateur d’énergie.
- A l’échelle du professionnel (architectes/bureau
d’études/entreprises), c’est de concevoir un bâtiment le
moins énergivore possible tout en respectant l’ensemble
des autres paramètres d’un bâtiment à haute qualité
environnementale.
- A l’échelle de l’individu, c’est organiser la mise en place
d’une responsabilisation de chacun par l’apprentissage
(livret d’accueil, suivi pendant deux ans avec un AMO en
partenariat avec des élèves...).
efficiente du bois a contribué enfin à l’amélioration du
bilan carbone de ce bâtiment.
Au contraire, l’internat entièrement réalisé en béton
profite d’une forte inertie. La façade bois rapportée est
sur-isolée.
MITOYENNETE 1 COMPACITE
- la mitoyenneté des différents pôles du lycée permet
une économie de façades froides, un système
thermique basé sur la complémentarité des usages, et
la juxtaposition des lieux.
- la rue intérieure permet d’économiser sur les
déperditions thermiques des façades intérieures, et
la grande verrière offre les conditions nécessaires
d’éclairement naturel pour accepter des salles de cours
ouvrant sur l’intérieur.
GYMNASES
LOGEMENTS
Sur la banquise les pingouins se
serrent entre eux pour avoir chaud
ADMINISTRATION
LYCEE POSTBAC
LYCEE PREBAC
STRUCTURE 1 INERTIE 1 ISOLATION
Les trois grands pôles ont été différenciés afin de
répondre au mieux à leur utilisation et aux contraintes
techniques. Choisir le bon matériau au bon endroit c’est
optimiser la structure et l’économie globale du projet.
Les façades du lycée et du gymnase ont été réalisées
en mur préfabriqué bois isolé. Les dalles réalisées en
béton ou mixte bois/béton, reposent sur une structure
mixte bois/métal. La forte présence du bois en structure
et façade, outre la rapidité d’exécution dans un temps
contraint (19mois de chantier) et son peu de nuisance
en phase chantier, a permis d’alléger les fondations
profondes, répondre à une classe d’inertie moyenne
(pour un bâtiment plus rapidement chauffé). L’utilisation
INTERNAT
Compacter le programme c’est
optimiser les surfaces de déperdition
RESTAURANT
1.
IMPLANTATION 1 ORIENTATION
L’implantation et l’orientation du lycée résulte d’un
travail conjoint sur les contraintes naturelles du site et
sur les économies d’énergie :
- l’implantation du bâtiment Nord/Sud optimise la
récupération d’énergie en façade + la production
d’énergie en toiture + une protection efficace l’été
- l’implantation sur pilotis permet de s’affranchir
des contraintes de pollution du sol et des risques
d’inondation.
NORD
SUD
LYCEE NELSON MANDELA
PARC DES SPORTS
JARDIN DES CINQ SENS
Limite des hautes eaux
2.
Emprise des terres polluées
1. Schéma de la compacité du lycée. Toutes les entités ont été rassemblées sous un même toit afin de limiter les pertes
énergétiques liées aux parois froides.
2. Coupe de principe, le bâtiment est implanté sur pilotis se dégageant des contraintes liées au site.
I Lycée Nelson Mandela
2
L’AGORA UN ESPACE BIOCLIMATIQUE ET ACOUSTIQUE
L’agora est un espace bioclimatique non chauffé qui
permet de diminuer les déperditions des salles de classe,
tout en garantissant un apport de lumière confortable
et en offrant un espace de convivialité pour les élèves.
HIVER
Récupération
d’énergie
maximum
T°C
EXT
T°C
INT
MI-SAISON
T°C
EXT
les vélums sont
dépliés en cas de
journée chaude
L’ambiance hygrothermique sera contrôlée grâce à la
ventilation naturelle par ouverture d’ouvrants en partie
basse situés tout le long de l’agora, et d’ouvrants en
partie haute sur la verrière. La fermeture des vélums
sont disposés en compléments afin de protéger l’espace
des rayonnements directs du soleil en été.
Nous pouvons dire que la signature acoustique a rejoint
l’enjeu bioclimatique. En effet nous devions assurer le
contrôle de la réverbération de la rue intérieure, espace
sous verrière qui accueille 1500 élèves chaque jour.
Le bardage bois à l’intérieur de ce grand volume a été
conçu afin de piéger le son : les espaces entre les lames
de bois laissent entrer le son tandis que l’orientation
des lames permet de créer une cavité qui piège le son à
l’intérieur, à différentes fréquences. Associé à une toile
de jute et de la laine minérale, ce résonateur acoustique
permet d’absorber le son.
T°C
EXT
ETE
en partie basse et
haute, une ventilation
est créée.
T°C
INT
T°C
INT
1.
VENTILATION NATURELLE
La ventilation naturelle a été exploitée au maximum du fait de la douceur du climat. Nous avons voulu rendre
l’utilisateur acteur de son confort en favorisant l’ouverture volontaire des fenêtres lorsque les conditions climatiques
sont favorables. L’objectif des 60% de la ventilation naturelle et donc la limitation des consommations d’énergie dus
aux ventilateurs sera réalisé en partie par les utilisateurs.
Pendant la période hivernale, un système de ventilation mécanique double-flux avec récupération d’énergie (80%)
a été mis en place.
Pendant la période estivale et de mi-saison la ventilation du lycée change passant de deux ventilateurs à un seul :
- Pour les salles donnant sur l’agora, un seul ventilateur souffle dans la salle de cours et l’ouverture des fenêtres
sert à évacuer l’air.
- Pour les salles donnant sur l’extérieur, la ventilation naturelle est cette fois assistée par un ventilateur d’extraction.
De plus, lorsque la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur est suffisante pour assurer un bon
renouvellement d’air par tirage thermique, la ventilation se fait de façon purement naturelle à travers les ouvrants.
ETE
Air Rejeté
ouverture de la fenêtre
= arrêt ventilation
HIVER
Air Rejeté
Air Neuf
un seul ventilateur
Air Neuf
deux ventilateurs
ouverture de la fenêtre
= arrêt chauffage et
ventilation
arrêt du
chauffage
Air Rejeté
2.
1. Coupes sur les failles sur les différentes saisons
2. Coupe sur l’enseignement reprenant les efforts effectués sur la ventilation
3
Réseau de Chaleur Urbain
1.
PROTECTIONS SOLAIRES
Deux types de protection sont prévus dans le lycée du
fait de son environnement.
A l’extérieur, un brise soleil extérieur orientable permet
de gérer au mieux les possibles surchauffes solaires et
d’éblouissement. L’ensemble de ces brises soleil est
directement relié à la sonde sur les façades Est, Ouest
et Sud. La gestion de ces trois façades est autonome,
récupérant au mieux l’énergie du soleil en hiver et
s’efforçant de limiter les surchauffes en été. Toutefois
les utilisateurs peuvent prendre le contrôle grâce à une
télécommande pendant un temps donné.
Pour la façade Nord, le store est uniquement géré par
les utilisateurs pendant la période d’ouverture du lycée.
Nous avons doté les salles donnant sur l’espace
bioclimatique de stores intérieurs permettant de limiter
l’éblouissement tout au long de l’année. Les stores sont
commandés par l’utilisateur.
L’ECLAIREMENT NATUREL 1 L’ECLAIRAGE ARTIFICIELLE
Les salles de classes sont disposées de préférence dans
la longueur pour bénéficier d’un important bandeau
vitré, garantissant un bon niveau d’éclairement. Le
rapport entre allège pleine et ouverture vitrée a été
optimisé vis-à-vis des apports de lumière et d’énergie.
Les espaces servant comme les circulations au
deuxième étage (zénithal) et les paliers de distribution
(faille) profitent aussi de larges ouvertures. Le projet
offre un maximum de confort visuel et en même temps
minimise le recours à l’éclairage artificiel :
- Dans les circulations/sanitaires... l’éclairage est
automatique par détection de présence.
- Dans les salles de cours, deux rampes de luminaires
sont distinguées. La première le long de la façade,
directement liée à une sonde de lumière, l’éclairage en
fond de salle, est en revanche géré par les utilisateurs.
LES MESURES POUR LES DEUX PROCHAINES ANNEES
La Région Pays de la Loire fait réaliser durant les deux
premières années un accompagnement spécifique pour la
mise en exploitation du lycée. Ce suivi portera sur :
•
La vérification de l’objectif BEPOS – Est-ce que le
lycée consomme ce qu’il produit ?
•
Le suivi des consommations d’eau potable et
d’eau de pluie récupérée
•
La distribution d’un livret d’accueil pour tous les
utilisateurs expliquant les nouveaux bons réflexes à développer pour un meilleur usage.
•
La vérification des objectifs de confort (thermique,
acoustique et visuel) à partir du ressenti des lycéens et du
personnel ainsi qu’à partir de mesures de température.
•
L’accompagnement sur l’organisation de la gestion
des déchets du lycée, le bon usage des modes de déplacement doux, la maîtrise de la qualité de l’air intérieur, le bon
entretien des équipements, la mise en place d’une politique
d’achat responsable.
2.
1. Vaste toiture composée en partie basse de 1800m² de
panneaux photovoltaïques.
2. Vue d’une trame de la façade Sud du lycée. Au rdc, des
panneaux persiennés coulissant servent de protectection
solaire. Aux étages, des stores extérieurs avec des lames
orientables assurent la protection au soleil et à faire le noir
dans la salle.
I Lycée Nelson Mandela
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